Введение к работе
Актуальность темьі диссертации- Основным направлением различия инструментального производства является дальнейшее повышение качественных характеристик выпускаемого инструмента, которое в большей мере реализуется за счет повышения точности его параметров. Согласно литературным данным 25...50% погрешностей при обработке вносится инструментом. В промышленности повышение точности металлорежущего инструмента в основном базируется на созданий нового высокоточного оборудована, которое требует значительных капитальных затрат. При этом необходимая точность оборудования не всегда достижима при настоящем уровне развития машиностроения.
Используемые при изготовлении металлорежущего инструмента традиционные способы формообразования в настоящее время приближаются к пределу по достигаемой тбчности. Однако необходимо учитывать, что основные требования но точности на инструмент налшают изделия, для обработки кок>-рых он предназначен. В этом случае задача по повышению точности конструктивных параметров инструмента становится конкретной и ее решение может базироваться на замене традиционных способов проектирования и формообразования инструмента оригинальными при условии, что их реализация не потребует больших капитальных вложений при внедрении.
Вопросу создания новых конструкций инструментов и соответствующих
им способов изготовления посвящены работы большого количества научных
школ, таких как МГТУ «Станкин», МГТУ им.Н.Э.Бауманец ТулГУ, ЭНИМС,
ВНИИ «Инструмент» и многих других. t
Одной из значительных Проблем, стоящтгх перед машиностроением, является повышение качества обработки изделий, содержащих мелкоразмерные периодические профили типа рифлений, резьб, межмодульных зубчаїьіх. колес и т.п. Анализ показывает, что необходимое для этого повышение точности металлорежущего инструмента.может базироваться на применении нового способа формообразования задних поверхностей зубьев - «винтового загьілопанияя.
Однако в существующей научно-технической литературе практически отсутствует описание как теоретических, так н практических возможностей данного способа профилирования.
Представляемая работа позволяет установить область практического применения предлагаемого способа, ограничения и рекомендации по его наиболее эффективному использованию. Работа была выполнена в порядке частной инициативы, совместно с рядом машиностроительных предприятий России, а также в рамках межвузовских научно-технических программ « Ресурсосберегающие технологии машиностроения » ( Госкомвуз России, 1994 - 1996 ) и « Станкостроение » ( Госкомвуз России, 1995 - 1996).
Автор защищает. \. Теорию проектирования инструментов для обработки мелкоразмерных периодических профилей с использованием в качестве базового способа -«ьишинош зитылоышшя» задних поверхностей режущих, а в ряде случаев деформирующих элементов, и разработанные на ее основе новые конструкции инструмента, 2. Технологию изготовления данных инструментов, которая в частности выражается :
- в рекомендациях по наиболее эффективному использованию нового метода
формирования задних поверхностей зубьев металлорежущего инструмента -
«винтового затылования»;
в выборе и обосновании оптимальных параметров проектирования и изготовления подобных инструментов;
в разработке технологических методов и приемов изготовления данных инструментов;
и создании сірукіурной мешдики ючиоошрй оценки кинематических способов формирования режущей част инструмента;
в разработке новых меюдов формирования зубьев слесарных инструментов.
. 5 Цель работы заключается в повышений точности обработки изделий с мелкоразмерным периодическим профилем за счет использования меінллоре-жущих инструментов, задние поверхности зубьев которых образованы с помощью нового способа профилирования - винтового затылования. Эта цель достигается на основе разработки научной базы для проектирования, изготовления и эксплуатации таких инструментов.
Методи и средства исследования. При выполнении работы использованы основные положения математической теории, классической механики, общей теории колебаний и динамики станков, технологии машиностроения, теории резапия и проектирования инструментов. Обработка результатов экспериментов проводилась на основе теории вероятности и математического моделирования. Экспериментальная проверка результатов исследований производилась с помощью современных отечественных и зарубежных измерительных средств, в том числе изготовленных фирмой Брюль и Къер ( Дания ). Математическая обработка результатов экспериментов и реализация проектных расчетов осуществлялись с применением ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в создании теории проектирования и технологии изготовления многозубых инструментов повышенной точности для обработки мелкораэмерных периодических профилей, задние поверхности -зубьев которых получены с использованием винтового затылования, включающей:
-
Механизм влияния метода формирования задних поверхностей режущих элементов на точк.х:ть конструктивных параметров инструмента, подтверждающий получение более точного профиля в случае использования винтового затылования;
-
Синтез эксплуатационных характеристик, методолопно проектирования и математическую модель определения конструктивных и технологических па раметров инструментов с винтовым затылованием;
-
Систему ограничений конструкторского и технологического плана для каж-
дога ил пидпп инструмента с винтовым затылованием; 4. Системный подход и выявленную взаимосвязь между процессами проектирования, изготовления и эксплуатации этих инструментов.
Практическая ценность работы заключается в создании методического, программного и технологического обеспечения, необходимого при внедрении в промышленное производство указанного выше способа затыловання и созданных на его основе перспективных инструментов, а именно:
повышении-точности изготовления инструмента для обработки изделий, содержащих мелкоразмерные периодические профили, при использовании серийно выпускаемого оборудования и без привлечения значительных капитальных затрат;
создании меюдик проектирования и на их основе иршриммнош обеспечения для разработки конкретных видов инструментов;
разработке конкретных технологических-рекомендаций по изготовлению и эксплуатации данных инструментов;
предложенной методике оценки качественных параметров инструментов с винтовым затылованием, построенной на конкретных математических зависимостях, рекомендациях по прогнозированию и результатах применения;
установлении конкретных экспериментальных зависимостей между
свободными и зависимыми параметрами режущей части инструментов.
Реализация результатов работы
Результаты работы представлены в виде методического, информационно-' программного обеспечения, практических рекомендаций и гаммы образцов инструментов, которые прошли апробацию, промышленное использование и приняты к внедрению на ряде предприятий России, таких как ҐІІПП «Сплав» (г.Тула ), АО ТНИИТИ ( г.Тула ), ГЧАМЗ ( г.Челябинск), АО «Арсенал» (.г.Тула ), АО «Тулаточмош» (г.Тула), 0\0 ТКЗ ( г.Тула ), АК «Туламашзавод» (г.Тула ), АО «Электропривод» (г.Тула ) и на некоторых других предприяти ях. .
7 Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и об-суждалиеь на выездном заседании Голов нош Соисш «Машиностроение» ( г.Тула, 1997 г. \ на международной юбилейной научно-технической конференции «Прої рессивные методы проектирования технологических промессой, стыков н шіструмеїггов» ( г.Тула, 1997 г. ), на совместной сессии и выставе - ярмарке перспективных технологий ( г.Тула, 1997 г. ), на международной научно-технической конференции «Информационные технологии в моделировании и управлении» ( С.-Петербург, 1996 г. ), на международной научно-технической конференции «Вопросы совершенствования технологических процессов механической обработки и сборки изделии машиностроения» ( г.Тула, 1996 г. ), иа Всероссийском совещании «Проблемы теории проектирования и производства инструментов» ( г.Тула, 1995 г. ), на международной научно - практической конференции «Ресурсосберегающая технология машиностроения» ( г.Москва, 1994 г. ), на межрегиональном семинаре «Повышение.надежности и доли «вечности выпускаемой продукции технологическими методами в машиностроении» ( г.Орел, 1991 г. ), на всесоюзной конференции «Пути повышения стойко стк и .надежности режущих и штампових инструментов» ( г.Ннколаев, 1990 г.). Публикации. По материалам днесергации опубликовано 35 статей, получено 2 авгорских свидетельства на изобретения и 1 патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, заключения, библиографического списка литературы из 182 наименовании а приложения. Содержит 250 страниц машинописною текста, 134 рисунка, 12 таблиц, приложение на 205 страницах