Содержание к диссертации
Введение
1. Перспективные направления совершествования процесса развертывания и конструкции инструмента 9
1.1. Требования к инструменту и пути повышения качества обработки отверстий развертками 9
1.2. Формирование погрешностей обработки при развертывании 14
1.3. Условия влияния использования косозубого инструмента на качество обрабатываемой поверхности 26
1.4. Влияние условий косоугольного резания на снижение вибраций в зоне резания 33
1.5. Особенности технологии изготовления конических разверток с винтовыми зубьями 34
1.6. Цели и задачи исследований 35
2. Исследование взаимосвязи условий стружкообразования и угла наклона зубьев конических разверток при косоугольном резании 37
2.1. Обеспечение точности центрирования инструмента при развертывании 37
2.2. Основные положения процесса косоугольного резания 43
2.3. Условия деформирования срезаемого слоя при косоугольном резании .50
2.4. Геометрическая модель процесса косоугольного резания 55
2.5. Условия деформации в первичной зоне стружкообразования при косоугольном резании 70
2.6. Выводы 80
3. Профилирование винтовых.зубьев на конических развертках 83
3.1. Математическое описание теоретической конструкции винтовых зубьев, расположенных на конической поверхности 84
3.2. Математическая модель формирования зубьев конической развертки...87
3.3. Формирование канавки при сложном движении инструмента 98
3.4. Формирование поверхности спинки зуба развертки 105
3.5. Управление процессом формообразования режущей части винтовых конических разверток 107
3.6. Изменение формы заправки шлифовального круга 114
3.7. Дополнительная коррекция расположения режущих кромок 115
3.8. Коррекция траектории инструмента второго порядка при формировании задней поверхности винтовых зубьев развертки 118
3.9. Особенности обработки малого конуса винтовой развертки 120
3.10. Выводы 123
4. Экспериментальные исследования условий косоугольного резания 125
4.1. Исследование основных параметров конических поверхностей, получаемых развертками с винтовыми зубьями 127
4.2. Исследование изменения окружной силы резания в зависимости от толщины срезаемого слоя при обработке конической разверткой с винтовым зубом 133
4.3. Исследование влияния угла наклона режущей кромки X на составляющие силы стружкообразования при переднем угле у = 0 140
4.4. Выводы 153
5. Практическая реализация результатов исследований 154
5.1. Типовые конические обрабатываемые поверхности и принципы формообразования инструмента 154
5.2. Основные ограничения, предъявляемые к проектированию и изготовлению конических разверток с винтовыми зубьями 156
5.3. Изготовление опытно-промышленной партии конических разверток с винтовыми зубьями 163
5.4. Опытно-промышленные испытания конических разверток с винтовым зубом 165
5.5. Выводы 168
Заключение и основные выводы по работе 169
Библиографический список
- Формирование погрешностей обработки при развертывании
- Основные положения процесса косоугольного резания
- Формирование канавки при сложном движении инструмента
- Исследование изменения окружной силы резания в зависимости от толщины срезаемого слоя при обработке конической разверткой с винтовым зубом
Введение к работе
Развитие машиностроительной промышленности в современных условиях характеризуется усилением конкуренции на мировых рынках. Основной задачей предприятий в таких условиях становится выпуск высококачественной продукции при жесткой экономии материальных, информационных и временных ресурсов. Повышение качества изделий невозможно без совершенствования методов обработки и конструкций режущего инструмента.
На ряде машиностроительных предприятий имеет место выпуск изделий, функциональные поверхности которых содержат внутренние ступенчатые конические поверхности диаметром от 5,5 до 21 мм с высокими требованиями к качеству обработки.
Конические поверхности могут состоять из нескольких ступеней различного размера с переменными углами образующих. Данные поверхности имеют диаметральный допуск в пределах до 0,05 мм и чистоту обработки Ra 0,2...0,4 мкм, при этом допуск на длину каждого конуса включен в диаметральный размер (зависимый допуск), а концентричность расположения конических ступеней относительно центрального отверстия не должна превышать 0,025 мм.
Формирование таких поверхностей в производственных условиях можно осуществить с использованием различных методов обработки, однако выбор метода чаще всего ограничен возможностями инструментального обеспечения предприятия и необходимостью достижения требуемого качества обработки.
Большинство методов формообразования на основе пластической деформации [50] не обладают требуемой для обработки точностью, особенно в области получения соосности поверхностей, а наиболее прогрессивный метод - ротационная ковка с фасонным дорном [76], не дает стабильности обработки и требует дополнительных чистовых операций на основе резания металлов.
Электрохимические способы обработки, имея высокую точность, но ма лую производительность, также неприемлемы, так как дают глубокое растворение металла в межкристаллической зоне с образованием микротрещин и их последующим развитием при эксплуатации изделий [8].
Электроэрозионные методы, ориентируясь на размеры обрабатываемых поверхностей, требуют специальной формы электродов, не совпадающей с формой обрабатываемых поверхностей и, как следствие, создание специального высокоточного оборудования [85].
Поэтому, исходя из практически сложившегося опыта изготовления подобных изделий, основными операциями формообразования и отделочной обработки данных поверхностей являются - зенкерование и развертывание.
Учитывая большое количество используемых при этом переходов, а, следовательно, и широкую номенклатуру мерного режущего инструмента, имеющего низкую стойкость и склонность к образованию значительного по величине объема брака, возникает проблема по проектированию и изготовлению оптимальных конструкций данного инструмента для обработки ступенчатых конических отверстий малого диаметра.
Процессы черновой обработки указанных поверхностей оказывают определяющее влияние на окончательное качество обрабатываемых изделий. Однако, ввиду приемлемых требуемых показателей по точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, они полностью технологически и конструктивно отработаны современными промышленными предприятиями. Поэтому основной задачей по дальнейшему повышению качества обработки ступенчатых конических отверстий является совершенствование процессов полу-чистовой и чистовой обработки.
Используемый в технологических операциях получистовой и чистовой обработки инструмент в виде конических прямозубых разверток имеет склонность к образованию разбивки и огранки обрабатываемой поверхности, причем возникшая погрешность в большинстве случаев копируется на последующих операциях или переходах. Учитывая, что в настоящее время операции развертывания являются заключительными в процессе выпуска изделий, то при значительной трудоемкости изготовления и объеме их выпуска повышение точности и уменьшение погрешностей обработки ступенчатых конических отверстий за счет обоснования и реализации рациональных геометрических параметров используемых режущих инструментов приобретает особую актуальность. Решению данной задачи и посвящены выполненные диссертационные исследования.
В первой главе рассмотрены основные требования к инструменту и пути повышения качества обработки конических отверстий развертыванием. Проведен анализ результатов исследований по обоснованию основных геометрических и конструктивных параметров разверток. В результате сформированы основные задачи исследований по определению рациональных углов наклона зубьев разверток.
Вторая глава посвящена оценке экспериментальных методик по определению условий косоугольного резания. Проведена оценка влияния условий центрирования на точность обработанных отверстий, указаны основные преимущества использования косозубого инструмента, особенности изготовления конических разверток с винтовым зубом. Предложена теоретическая модель по определению соотношений между параметрами процесса резания. Выявлена укрупненная взаимосвязь между составляющими силы резания и углом наклона режущей кромки. Определена наиболее рациональная зона данных углов.
В третьей главе на основе созданной математической модели описания конкретных условий формообразования винтовых поверхностей на конусе решены вопросы управления процессом формирования передней и задней поверхностей режущих зубьев. Для получения заданной точности инструмента данные процессы должны вестись раздельно. При формообразовании передней поверхности необходима коррекция профиля заточного инструмента. Формирование режущей кромки позволяет использовать только один параметр воз действия - изменение угла наклона направляющей прямолинейного перемещения заточного инструмента с точной коррекцией угла установки шлифовального круга. Это обеспечивает изготовление разверток в пределах заданной точности эксплуатационных размеров.
В четвертой главе описаны экспериментальные исследования условий резания косозубым инструментом. Приведены результаты моделирования косоугольного резания режущими элементами с передним углом у— 0°, свойственным процессу развертывания. Приведены также результаты обработки опытных образцов, которые показывают, что использование косозубого инструмента значительно повышает точность обработанной поверхности в области отклонений от заданной формы. Подтверждены теоретические выводы о значении рациональных углов наклона режущей кромки в пределах 30°...50°.
В пятой главе даются рекомендации по изготовлению конических разверток с винтовыми зубьями на основе изготовления и испытания опытно-промышленной партии инструмента.
В заключении подведены итоги работы и сформулированы общие выводы по диссертации.
Автор защищает следующие теоретические и прикладные результаты работы:
- математическую модель процесса косоугольного резания, позволяющую оценить влияние исходных параметров процесса на его силовые характеристики;
- методику расчета кинематических параметров процесса формообразования зубьев конических винтовых разверток с определением наиболее эффективных параметров управления;
- рациональные значения углов наклона зубьев конических разверток с винтовыми зубьями, обеспечивающие повышение точности обработки;
- инженерную методику проектирования и изготовления указанных инструментов.
Научная новизна результатов исследований заключается в:
- разработке математической модели косоугольного резания при обработке отверстий коническими развертками с винтовым зубом с учетом постоянства • суммы углов действия и сдвига;
- установлении предельных значений угла наклона зубьев на основе оценки изменения составляющих силы резания;
- обосновании механизма однопараметрического формообразования при разделении условий формирования передней и задней поверхностей винтовых зубьев конических разверток, обеспечивающего заданную точность изготовления.
Автор выражает благодарность: научному руководителю д.т.н., профессору Ушакову М.В., д.т.н. Илюхину СЮ. за научные консультации при подготовке диссертационной работы и другим сотрудникам кафедры «Инструмен-тальные и метрологические системы» Тульского государственного университета за помощь, поддержку, полезные замечания и предложения, высказанные в ходе подготовки диссертационной работы.
Формирование погрешностей обработки при развертывании
Как указывалось выше, одной из причин появления погрешностей обработки отверстий при развертывании является нестабильность центрирования развертки в обрабатываемом отверстии-[39]. Это связано с тем, что при точном центрировании по отверстию радиальные и тангенциальные составляющие сил резания на режущих зубьях должны полностью компенсироваться (рис. 1.1):
Даже небольшая дополнительная нагрузка АР, связанная с радиальным биением развертки, с динамической неуравновешенность технологической системы, колебанием припуска, колебанием структуры и твердости по боковым сторонам отверстия в заготовке, может привести к существенному смещению оси развертки по отношению к оси обрабатываемого отверстия [66]. Поэтому часто развертывание «вручную» точнее и качественнее чем машинная обработка [55].
Для обычных цилиндрических разверток погрешности, вызываемые колебанием радиальной составляющей силы ЛРГ резания, приводят к «огранке» и образованию вогнутой обработанной поверхности отверстия с минимальной разбивкой в зоне, близкой к его середине [33, 80].
Это связано с компенсацией момента от силы ЛРГ за счет опоры зубьев развертки на краевые участки обрабатываемого отверстия. Поэтому использование свободного положения разверток за счет применения «плавающих» патронов не полностью компенсирует возникающие погрешности.
В случае использования цилиндрических разверток (рис. 1.2) силы, приводящие к срезанию припуска, прилагаются к хвостовой части развертки. Стружкообразование должно идти в зоне заборной части развертки, где возникают силы сопротивления материала заготовки прикладываемой деформации. Возмущающая сила APri могут возникать как в зоне /j - приложения сил от привода, так и в пределах всей рабочей зоны 12. Компенсацией возникающих возмущений может явиться перераспределение формы срезаемого припуска по режущим кромкам, а так же возникновение условий резания на калибрующей части инструмента.
Ориентируясь на статические условия равновесия, связанные с равенством нулю системы прилагаемых сил и моментов [12], а так же на принятую взаимосвязь составляющих сил резания с параметрами срезаемого припуска [5, 12, 40], можно записать систему уравнений:
Ориентируясь на справочные данные [75, 84, 86] параметров, входящих в (1.1), можно приближено оценить возникающие погрешности Ах и Ах. При этом основными погрешностями будут являться разбивка, огранка и конусность обрабатываемого отверстия.
При выходе заборной части развертки из обрабатываемого отверстия (рис. 1.3) и его калибровке под действием возникающих возмущений наблюдается разбивка и образование вогнутости профиля - «седлообразности» [1].
Известны различные способы снижения указанных основных погрешностей развертывания, например, увеличение числа зубьев развертки [20] и снижение уровня возникающих сил, действующих на каждый зуб. Однако данное направление наряду с положительным влиянием несет и отрицательную составляющую, связанную с увеличением вероятности технологического появления радиального биения зубьев, а также уменьшением размеров стружечных канавок и возможностью их переполнения стружкой.
Другим методом повышения степени центрирования является [48] замена режущих зубьев на направляющие элементы и направление развертки по обработанному отверстию. Известны развертки, состоящие из одного лезвия и двух направляющих 2 (рис. 1.4а), с двумя лезвиями и двумя направляющими, а также с одним лезвием и тремя направляющими. В процессе обработки отверстия вектор R - равнодействующей поперечных сил, действующих на лезвия и направляющие, направлен в сторону последних и расположен между ними [67, 72]. Благодаря этому, направляющие прижаты к поверхности отверстия, что увеличивает поперечную устойчивость развертки и улучшает качество обработанной поверхности.
Так, согласно [48], отклонения от круглости и цилиндричности отверстия снижается в 1,5 раза. Однако использование подобных разверток уменьшает число режущих зубьев и, как следствие, ведет к снижению производительности.
Изменение окружных шагов cpz зубьев развертки, рекомендуемое [84, 86] в пределах ±3 , а некоторыми исследователями и более [64] , снижает вероятность и уровень возникновения огранки, однако мало влияет на величину разбивки и отклонения от цилиндричности (рис. 1.5).
Известны развертки с использованием направления по предварительно обработанному отверстию [20]. Однако в виду необходимости существования гарантированного зазора S в направляющей части возможно угловое отклонение развертки (рис. 1.6): которое увеличивается в связи с ее прогибом под действием сил резания. Кроме этого, ввиду более низкой точности предварительно обрабатываемого отверстия и увеличения бокового зазора S данная погрешность также увеличивается. При выходе передней направляющей из обрабатываемого отверстия начинают возникать погрешности, характерные для разверток без направляющих, поэтому данный вид центрирования целесообразно использовать, когда развертывается только часть отверстия.
При использовании двух (рис. 1.7) направляющих величина перекоса развертки обычно незначительна ввиду достаточно большого расстояния между направляющими. Значительно снижаются погрешности на входе и выходе отверстия. Однако подобная схема центрирования наиболее благоприятна при обработке значительных по длине отверстий.
Основные положения процесса косоугольного резания
Для винтовых зубьев определение величин Р и РЕ более затруднительно. Однако при одинаковых у , / и Р? для прямозубой и винтовой разверток выражение под знаком суммы для развертки с винтовыми зубьями больше по значению по отношению к прямозубой развертке, а следовательно при одинаковых силах АР/. Ах„ - -, (2.13) cos Я где Лхв - смещение оси развертки с винтовыми зубьями; Лхп - смещение оси развертки с прямыми зубьями.
Таким образом, устойчивость разверток с винтовыми зубьями выше, чем у прямозубых разверток. Следует отметить, что колебание силы сопротивления в пределах поворота развертки на угол pz (т.е. на один зуб) для винтовых разверток меньше, чем для прямозубых (более высокая равномерность работы).
Наиболее приемлемые значения углов наклона зубьев находятся в диапазоне Я 30. Однако, согласно [10] увеличение Я приводит к значительному повышению линии контакта с припуском и к одновременному повышению силы резания. Изменение Я в пределах 30...45 практически не дает значительных изменений тангенциальной силы резания за счет одновременного снижения толщины срезаемого слоя.
В тоже время, для снижения погрешностей, связанных с неточностью изготовления зубьев, наиболее рекомендуемыми углами наклона зубьев следует считать такие, которые обеспечивают контакт зуба с цилиндрической или конической поверхностями в пределах одного оборота (360) и более, что часто требует повышение угла Л до 50...60. Это требует дополнительного исследования влияния угла наклона зубьев на процесс резания. 2.2. Основные положения процесса косоугольного резания
При развертывании конических отверстий развертками с винтовым зубом практически сохраняются все условия обработки, свойственные процессам, происходящим на заборной части разверток с прямыми зубьями, параллельными оси инструмента. Учитывая то, что рекомендуемые для развертывания конических поверхностей скорости резания не превышают4...8 м/мин [84, 86] (табл. 2.1), а при ручном развертывании и еще меньше, влияние температурного фактора на процесс деформирования срезаемого слоя можно не рассматривать. Значительные перепады в диаметрах конических отверстий предусматривают такие виды обработки как зенкерование, зенковка, растачивание и прикатывание. Процесс развертывания с его специфичными условиями обработки (режимы резания, конструкция инструмента, качество поверхности и т.п.) предусматривается в основном для отверстий с перепадом диаметров не более чем в два раза (dmax / dmin 2), поэтому изменение скорости резания вдоль режущей кромки не будет оказывать существенного влияния на процесс обработки. Ориентируясь на вышесказанное, процесс деформации срезаемого слоя можно условно рассматривать как статический и с достаточной степенью точности представить его как косоугольное резание, вопросам изучения которого посвящен ряд фундаментальных работ [2, 5, 10, 15] в теории резания металлов.
Согласно [10, 15] в процессе резания инструментом, имеющим угол наклона режущей кромки Л, перемещение стружки по передней поверхности будет происходить под углом rj (рис. 2.2), не равным Л. Это является следствием дополнительного воздействия на срезаемый слой силы, возникающей вдоль режущей кромки.
Ориентируясь на принятую в работе [10] схему формирования стружки (рис. 2.3), при косоугольном резании образуется единая (рис. 2.4) плоскость расположения векторов скоростей: Vc — схода стружки, V — перемещения инструмента, її — направления сдвига.
Расположение данной плоскости по отношению к плоскости перемещения инструмента V-V, проходящей через вектор скорости V перпендикулярно
Таким образом, учитывая рекомендации, изложенные в [10, 15, 48], можно определить условную плоскую зону формирования стружки при косоугольном резании, которая позволяет произвести оценочные расчеты влияния изменения угла наклона режущей кромки Л на процесс стружкообразования.
Представленные в [10] результаты экспериментальных исследований, проведенных для малых толщин срезаемого слоя при обработке стали инструментом с углом Л в пределах 0...75 показали, что разница между углами наклона режущей кромки в данных пределах и углом схода стружки по передней поверхности не превышает 1...2: 77-Л=1...2. (2.22)
Это позволяет для оценочных расчетов принять 77 = Л. Учитывая, что при таком упрощении вариации тригонометрических функций не дают значительного изменения, можно преобразовать представленные выше зависимости в удобную для расчетов форму:
Формирование канавки при сложном движении инструмента
В процессе расчета точностных характеристик процесса обработки винтовых канавок, а также при установке шлифовального круга относительно заготовки в большинстве случаев используется теоретическая система координат, связывающая расположение осей вращения инструмента и заготовки, а также точки их скрещивания (рис. 3.8) [59]. В большинстве случаев линия наикратчайшего расстояния между скрещивающимися осями является общей осью систем координат детали XYZ и инструмента XUYUZU.
Наиболее рациональное в этом случае положение инструмента относительно детали, позволяющее еще до проведения расчетов укрупнено прогнозировать профиль получаемой винтовой канавки, является такое, когда ось Х(Хи) систем координат проходит параллельно торцу через "тело" шлифовального круга. При этом угол скрещивания є осей вращения Zu и Z детали и инструмента соответствует углу наклона обрабатываемой винтовой поверхности со и равен є 90-со (3.28) или ctgs = A (3.29) г Т где р - винтовой параметр обрабатываемой поверхности \ 2к ) га - радиус расчетного (начального) цилиндра расположения винтовой поверхности. Однако такое положение инструмента в виду сложности заправки шлифовальных кругов под углами аи 10, а также за счет разбивки профи ля, не позволяет получать винтовые поверхности с углами давления профиля менее 5 особенно при углах установки є близких к 30...60.
Смещение инструмента (см. рис. 3.8) вдоль оси Z„ на значительное расстояние а позволяет управлять точностью обрабатываемой канавки и получать меньшие значение Однако такое смещение усложняет определение момента контакта между инструментом и деталью, а также направление изменения параметров установки с целью получения заданных параметров изделия - то есть возможности прогнозирования. Наиболее рационально представить положение инструмента относительно детали в легко воспринимаемой форме, а расчетные (теоретические) параметры установки (nij, Є], а{) получить последующими расчетами.
Так наиболее рационально представлять взаимодействие детали и инструмента точкой контакта В, расположенной на максимальном диаметре круга (рис. 3.9), определяющей глубину канавки С. Шлифовальный круг рекомендуется перемещать по направлению канавки [93] с небольшими вариациями угла є (± Ає 5) для компенсации размеров круга. Получение необходимых углов давления при обработке обеспечивается за счет наклона оси шлифовального круга на угол ju0. Это приводит к изменению взаимного расположения детали и инструмента и требует отыскания соответствующих теоретических параметров установки (ті, , а{). Взаимную связь между указанными параметрами легко найти, проведя сечение через ось Z„ перпендикулярно координатной плоскости детали Z0Y. В данном сечении (см. рис. 3.9) в натуральную величину представлен угол наклона цо и возможно определить положение центра сечения шлифовального круга К по максимальному диаметру, которое принято за расчетное или установочное. где rm;n - радиус расположения на детали максимально углубленной точки контакта; -Яшах - максимальный (расчетный) радиус шлифовального круга. Минимальное расстояние между скрещивающимися осями т} может быть определено в сечении, проходящем перпендикулярно одной из этих осей. Так, если спроектировать ось шлифовального круга на плоскость X0Y, то можно определить не только Ш], но и расположение расчетных (теоретических) систем координат XJYJZJ и XUIYUJZUJ (рис. 3.10). Проекция оси вращения круга будет проходить через точку К под углом ///I tg//, = tg//0 /sin - (3.31) Тогда Щ = ( "min + Яшах COS;"o)C()S y"l + / Sin//,. (3.32)
Новая принятая расчетная система координат имеет свое представление на виде (рис. 3.11), с осью X, проходящей вдоль направления линии межцентрового расстояния Q. Угол расположения осей вращения в данной плоскости определяется как: tgs, = tgs/cos//,, (3.33) а расстояние до расчетного сечения круга: ах =a /s ml, (3.34) где a = mltgjul -/ /cos//
Данные рекомендации можно использовать при обработке конических поверхностей даже в том случае, когда движение торцового сечения инструмента максимального диаметра (Лтах) проходит касательно к конусу с углом подъема сок, на котором располагается направляющая дна канавки (рис. 3.12). внесения корректировки Лт в закон его изменения, соответственно на величину, равную смещению точки контакта ZK т02 = т01+ Лт. (3.35)
Определение координаты точки касания Хк связано с выполнением условия касания пространственно расположенной окружности радиуса Rmax с конусом расположения дна стружечной канавки. Наиболее рационально данную задачу решать на ЭВМ численным способом, постепенно изменяя величину Ат и добиваясь с заданной точность необходимой глубины стружечной канавки С в первом торцовом сечении конуса с наружным радиусом rm;n.
Таким образом, задаваясь исходными параметрами управления: - максимальным размером Rmax шлифовального круга; - глубиной (с = гтах - гт;пОбрабатываемой канавки; - углом є±Ає разворота круга; - углом //о наклона круга, изменение, которых наиболее значительно влияет на изменения точности параметров обработанной винтовой канавки, можно по представленным зависимостям получить необходимые для расчетов теоретические параметры установки (гп], j, ai).
Используя предлагаемую методику расчета можно спрогнозировать основные технологические параметры (установки, движения и т.п.) необходимые для изготовления конических разверток с винтовым зубом заданной точности.
Исследование изменения окружной силы резания в зависимости от толщины срезаемого слоя при обработке конической разверткой с винтовым зубом
Изменение формы передней поверхности возможно также и при установке шлифовального круга со смещением относительно оси центров (см. раздел 3.4). Смещение круга, соответствующее его наклону на 10 при развороте на 4 и угле заправки 10, дает излом передней поверхности (рис. ЕЛ 1).
Увеличение угла разворота до 5 и угла заправки до 20 (рис. ЕЛ 2) убирает излом, но оставляет довольно искаженную переднюю поверхность. Увеличение угла наклона до 20 и угла заправки до 30 несколько уменьшает погрешность передней поверхности (рис. Е. 13). Уменьшение угла разворота до 4 мало влияет на изменение формы передней поверхности, в то же время несколько увеличивает радиус стружечной канавки (рис. ЕЛ 4). Снижение угла разворота до 2 и увеличение угла заправки до 35 еще больше исправляет форму передней поверхности (рис. ЕЛ 5).
Наиболее оптимальные результаты, как по форме передней поверхности, так и по величине передних углов дает установка шлифовального круга с 050 мм с углом разворота 2, углом заправки 50 и углом наклона 40 (рис. ЕЛ 6). Однако и в этом случае не удается получить полностью прямолинейную переднюю поверхность зуба развертки, что требует при реализации производить заправку шлифовального круга по специально рассчитанной кривой с последующей ее технологической аппроксимацией по дуге окружности. В дальнейших расчетах форма передней поверхности, представленная в рис. Е. 16, была принята за исходную.
Наиболее оптимальная обработка при заточке оставшегося участка A0JI1 (см. рис. 3.13) задней поверхности зуба развертки, учитывая малые углы давления (угол заправки круга 80), будет производиться при "центральной" установке круга, когда шлифовальный круг располагается по линии межцентрового расстояния. В этом случае для указанных выше параметров конической развертки возможно несовпадение следов обработки передней и задней поверхностей (т.е. отклонение расположения режущей кромки) на рабочем конусе развертки. Так расчеты, проведенные для четырех сечений конуса развертки длиной 35 мм и углом подъема образующей 119 , показывают, что при совмещении следов обработки по передней и задней поверхностям на рабочем конусе для минимального его диаметра, дает на рабочем конусе по максимальному диаметру расхождение следов в пределах 1,049 мм. Причем ходы винтовой передней и задней поверхностей были приняты одинаковыми (рис. ЕЛ 7). Такое значительное расхождение является следствием различных параметров установки при обработке передней и задней поверхностей. Так при обработке передней поверхности шлифовальный круг устанавливается со смещением относительно линии межцентрового расстояния, а при обработке задней - по данной линии.
Учитывая большие углы давления между инструментом и обрабатываемой поверхность, свойственные обработке задних поверхностей при получении задних углов ос 10, минимизация погрешности расхождения следов передней и задней поверхностей зуба на"рабочем цилиндре возможна как за счет изменения шага задней винтовой поверхности по отношению к передней поверхности, так и за счет изменения угла подъема линии межцентрового расстояния при обработке передней по отношению к тому же параметру при обработке задней поверхностей. Если принять угол подъема линии межцентрового расстояния при обработке передней поверхности, согласованным с углом подъема рабочего конуса развертки 119 , а угол подъема линии межцентрового расстояния при обработке задней поверхности изменять, то можно добиться незначительных погрешностей изготовления (расхождения следов передней и задней поверхностей по рабочему конусу). Так при выборе угла подъема линии межцентрового расстояния при обработке задней поверхности равным 110 , можно достигнуть расхождения между следами обработки на рабочем цилиндре не более 0,019 мм (рис. ЕЛ8). При последующей притирке режущих кромок до образования фаски по задней поверхности в пределах 0,03...0,06 мм удаление данной погрешность не потребует дополнительных затрат. В тоже время данная погрешность может быть исключена при обработке на станке с ЧПУ, при использовании переменного шага при обработке задней поверхности зуба, однако этот вариант обработки в работе не рассматривался из-за достаточности вышеприведенных результатов.
Расчеты, проведенные для оценки условий профилирования винтового зуба развертки, расположенного на косусе с углом наклона образующей т -1642 и длиной 1д = 5 мм, показали, что при использовании параметров установки шлифовального круга при обработке передней поверхности, соответствующих параметрам при обработке предыдущего конуса, форма передней поверхности практически мало отличается от ранее рассмотренной (рис. ЕЛ 9, рис. Е.20). При этом угол подъема линии межцентрового расстояния соответствовал углу конуса 1642 . Изменение данного угла при обработке задней поверхности до 1555 , позволило компенсировать возникающую погрешность и свести ее до величины 0,0035 мм, что приемлемо при условии последующей отделочной обработки.
Таким образом, возможна достаточно точная обработка зубьев винтовых конических разверток с большими углами наклона зубьев (45...60) с минимально возможными погрешностями при наиболее простом - линейном задании изменения параметров. Возникающие при этом погрешности могу быть удалены при последующей отделочной обработке.
