Введение к работе
Актуальность работы При производстве металлорежущих инструментов операции образования зубьев с необходимой геометрией - основные Получение геометрии зуба за одну операцию создает предпосылки к оптимизации и удешевлению процесса изготовления Получить геометрию зуба, в процессе выполнения одной операции, можно при способе насекания, которым, в основном, формируют зубья напильников
Насекание зубьев напильника, форма которого - брус, исследовалось д т н, проф И И Семенченко, вопросы по насеканию рассмотрены в работах А Н Полянского, С С Четверикова, И В Геллерта, М М Гадасина, Я Я Лычагина, М П Вицинскс-го, О И Блока Производственный опыт насекания напильников обобщен Л И Розой, В Г Егоровым, Р Я Чередниковым, П П Костиным, Г Т Горобченко и др
Ручное ножовочное полотно для металла - стальная лента, на узкой стороне (или на обеих сторонах) которой, с равным шагом расположены зубья Зубья полотен обычно формируют способом фрезерования, реже - способом шлифования
Данные процессы формообразования зубьев имеют ряд недостатков
- фрезерование - сложность группового зубообрабатывающего инструмента и трудоемкость его заточки и переточки, а также значительные силы резания (около 6000Н), обусловленные шириной обрабатываемой поверхности (от 300 до 315мм),
- шлифование - требует изготовления специального оборудования и существует
опасность возникновения прижогов на зубьях, т к они формируются на полную
глубину за один проход шлифовального круга
Насекание в сравнении с фрезерованием и шлифованием имеет преимущества
в использовании простого по конструкции инструмента - насекального зубила,
в формообразовании одновременно всей геометрии зуба
В настоящее время известны только данные по формообразованию зуба насеканием на заготовке в виде бруса Реализация формообразования зуба на заготовке в виде ленты дает возможность освоить новый вид продукции на насекальном оборудовании, технические возможности которого, позволяют получить геометрию зуба ручного ножовочного полотна для металла без разводки
Зуб ручного ножовочного полотна для металла может иметь нулевой, положительный или отрицательный передний угол, а задний от 35 до 40
Для предотвращения заклинивания полотна в разрезе и облегчения работы делается разводка
Разводка - это отгибание зуба в сторону, для образования угла между боковой поверхностью зуба и стенкой реза Разводка зубьев полотен может быть двух видов по полотну (волнообразная) или по зубу Разводка, в ряде случаев, мало эффективна, например, часто при разводке по полотну (волнообразной) она не ориентируется на шаг зубьев, поэтому на вершинах «волны», могут располагаться и канавки между зубьями
Ручные полотна для металла широко применяются не только в промышленности, но и являются товарами народного потребления Отечественные полотна «МЗИ» (Миньяровский завод инструментов), «ЗУБР» Мытищи и др, а также полотна из республики Беларусь имеют, в основном, геометрию зуба передний угол у = 0, а задний а = 40 и разводку по полотну В настоящее время на рынке вместе с этими полотнами широко представлены полотна зарубежных производителей «ULTRA» Франции; «GLOBUS» Польши, «SWORDFISH» и «ЭНКОР», КНР, «BANCO» Швеции «EBERLE» и «KRAFT» Германии и др Большинство зарубежных инструментов имеют геометрию зуба у — - 4 - 6, а — 35 38, которая делает зуб прочнее, но одновременно уменьшает площадь сечения канавки между зубьями, и разводку по зубу Основной недостаток любой разводки неравномерность нагрузки зубьев при работе
Разводка по зубу уменьшает, но не устраняет неравномерность нагрузки зубьев Неравномерность нагрузки зубьев ручных ножовочных полотен для металла ведет к неравномерному износу зубьев и потере производительности резания
Повышение производительности резания ручным полотном для металла, за счет устранения недостатков разводки зубьев - актуальное направление исследования Устранить недостатки разводки можно при формообразовании зубьев насеканием Целью работы является повышение производительности резания ручными полотнами для металла
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи
Исследовать влияние вида разводки на производительности резания полотна
Определить условия, при которых возможно применение насекального оборудования для формирования зубьев полотна
Определить возможность образования при машинном насекании главных и вспомогательных углов зуба, а также высоту подъема зуба над поверхностью обработки
4 Выявить максимальную глубину проникновения инструмента, в обрабатывае
мую поверхность, без образования трещин у ножки зуба
Методы исследования имеют теоретический и экспериментальный характер, при проведении исследований использовались положения теории обработки металлов и проектирования режущих инструментов, применялось компьютерное моделирование перемещений насекального зубила и математическая обработка результатов экспериментов
Научная новизна состоит
- в математической модели процесса формообразования зубьев ножовочного полотна насеканием, учитывающей форму канавки между зубьями и углы резания, а также направление и закон перемещения формообразующего инструмента для вариантов пластического и комбинированного его взаимодействия с поверхностью насекания,
- в математической модели формообразующего инструмента, учитывающей
параметры его установки, углы и симметричность профиля, а также форму канавки
между зубьями и углы резания ножовочного полотна,
- в установленных связях между общей высотой и величиной подъема насе
ченного зуба, а также углом при вершине зуба и вспомогательными углами,
- в установленных связях вида разводки и формы зубьев и углов резания но
жовочных полотен с производительностью резания
Практическая ценность работы заключается
в рекомендациях по проектированию насекального инструмента, учитывающих возможность получения положительного, нулевого и отрицательного переднего угла профиля насеченного зуба, и обеспечивающих повышение прочности формообразующего клина и стабильность процесса насекания,
в рекомендациях по модернизации станков (Патент РФ № 2279336) для формирования зубьев способом насекания, обеспечивающих возможность их использования для изготовления ручных ножовочных полотен,
в рекомендациях по проектированию управляющего кулачка, обеспечивающих повышение производительности насекания
Степень обоснованности научных результатов. Основные положения и выводы работы базируются на корректном использовании данных теории резания, проектирования режущих и пластичности металлов, применительно к процессу насекания, а также элементах математической статистики Результаты исследования процесса насекания зубьев полотен подтверждены практическими результатами
Внедрение результатов работы. Исследования и опытные образцы выполнены на ОАО «СИЗ «ТВИНТОС», г Серпухов, опытные партии ОАО «МЕТАЛЛИСТ» г Сосновское и «ЛИЗ» г. Луганск
Апробация работы. Основные положения и материалы диссертационной работы докладывались на заседании кафедры ««Металлорежущие и метрологические системы» ТулГУ, кафедре «Инструментальная техника и технологии формообразования МГТУ «СТАНКИН», на Международной научно - технической конференции « Инструментальные системы - прошлое, настоящее, будущее» в 2003г и Международной юбилейной научно - технической конференции «Наука о резании материалов в современных условиях» в 2005г ТулГУ
Публикации. Материалы диссертационной работы и основные результаты экспериментальных исследований отражены в 6 статьях
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка, приложений
