автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Формообразование зубьев ленточных инструментов многозаходным абразивным червяком при непрерывной круговой подаче заготовок

Л

На правах рукописи

Гр::5аз ИютлаЛ Елэдзгифэп'-ч СОР!ЯОБтаа.УЕ!Е зубьев ЛЯПОЧШ кнсгрэтэггсп

июгозлхотзпг.» двРАЗягаш червшк! при непрепкй:'! кругссо;1 подаче з/готсзо::

Специальность 05.03.01 "Процессы механической и физико-технической сорзлотки, станки н инструмент"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 1997

- £ -

Работа выполнена на кафедре "Инструментатьные и метрологические системы" Тульского государственного университета.

Научный руководитель -

Официальные оппоненты -

Ведущее предприятие -

доктор технических наук, профессор В.Б. Протасьев

доктор технических наук, профессор Л.Л. Васин

кандидат технических наук Е.Ф. Моисеев

АО "Тулаточмаи"

Защита диссертации состоится "25" декабря 1697 г. в 14 часов б 9 учебном корпусе, ауд. 101 на заседании диссертационного совета К 053.41.01 Тульского государственного университета (30Q600, г. Тула, пр. Ленина, 92).

С диссертацией можно ознг:«йитса з библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан ' ноября 193? г-Ученый секретарь

диссертационного совета л

кандидат технических наук, доцент -^з^^^ЁГи.Федин

- 3 -

ОБЩАЯ . ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Одк;м из рас-тространенных металлорежущих инструментов, применяемых в промыш-1енности, являются ножовочные полотна и ленточные пилы. Современ-шй рынок в достаточной степени насыщен этими изделиями.

Однако, их потребительские свойства невысокие. Это связано с трудоемкостью изготовления множества (100...300 мм) мелкоразмер-шх зубьев (0,8...6,3 мм), точность и взаимное расположение которых ео многом определяет их работоспособность.

Основная операция „ принятой технологии - фрезерная, и она 1роизводится до термообработки, окончательно формируя профиль, (роме этого стоимость фрезы с мелкоразмерным профилем достаточно высокая, а ее производство требует высокоточного оборудования и зоответствующих навыков.

Повышение стойкости ножовочных полотен и •ленточных пил, а также снижение трудоемкости промежуточных операций технологического процесса и его автоматизация, является актуальной задачей.

Решение этой задачи осуществляется за счет введения в техно-югию изготовления -дополнительной операции, позволяющей убрать югрешности предыдущих в достаточно большем диапазоне.

Наиболее производительным методом чистовой обработки является шлифование абразивным червяком. ' Многими авторами предпринимаюсь попытки создания подобной операции для шлифования ножовочных юлотен и ленточных пил. Все они имеют ряд существенных недостат-сов, которые -не позволяют в полной степени гарантировать высокое сачество изготовления зубьев.

Это связано с отсутствием жесткой связи между осевым перемещением заготовки и вращением червячного шлифовального круга, т.к. гадача полотен во всех предлагаемых способах производится самим иструментом, что недопустимо при червячной обработке. Кроме это-■о наличие трения, малой жесткости, геометрических погрешностей юходного полотна накладывает дополнительные искажения на про-риль зубьев.

- Нами-предлагается новый способ шлифования, который устраняет [едостаТки известных. Однако, принцип его работы не позволяет без 1аучных исследований провести обработку профиля зубьев с требуе-тай точностью, еыявить механизм управления и-изготовить оборудо-¡ание.

ЦЕЛЬ- РАБОТЫ. Разработка отделочной операции обработки зубьев ножоеочных полотен и ленточных пил, позволяющей получать их высокое качество и производительность; создание методики расчета профиля зубьев и математической модели формообразования на ~с-:оЕе компьютерного моделирования; выявление параметров влияющих на формирование окончательного профиля и механизма управления управления точностью нахождения огибающей; выдача рекомендаций по настройке оборудования; разработка конструкции оборудования; установление режимов резания; изготовление опытной партии деталей с оценкой их точностных параметров профиля.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ разработанный • способ шлифования зубьев ножовочных полотен и ленточных пил, на который получено полоюпельное решение на выдачу патента РФ № 95111721 от 6.07.95; математическую модель процесса.формообразования зубьев и механизм его управления; конструкцию оборудования для реализации предложенного способа.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. .В работе использовалось компьютерное моделирование процесса формообразования с применением бездифференциальных методов. 'Программное обеспечение разработано для -IBM совместимых персональных компьютеров на языке QuicBasic 4.5. Проводились с;тойкостные эксперименты.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Предложен . бездифференциальный способ ' расчета профиля зубьев ленточных инструментов, профилируемых шлифовальным кругом с винтовой производящей поверхностью, при непрерывной круговой подаче заготовок. Выявлены параметры, определяющие формирование окончательного профиля и создан механизм управления точностью обработки, позволявши получить требуемую геометрию зубьев.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ.

- выполнена система оценки качества параметров профиля зубьев;

- на основе проведенного." анализа разработан новый способ шлифования зубьев ленточных инструментов, подтвержденный положительным решением на выдачу патента Р£ №95111721 от 6.07.95;

- разработано и реализовано в виде пакета программ для пер-■ сонального компьютера математическое обеспечение бездифференциального метода расчета параметров формируемой поверхности;

- предложена удобная форма компьютерного моделирования, поз-

воляющая на экране монитора ЭВМ проследить процесс формообразования зубьев полотен и пил, и выдать параметры получаемого профиля;

- выданы численные значения параметров настройки оборудования, в зависимости от принятых габаритов;

- установлены режимы работы шлифовального круга при обработке зубьев слесарных ножовочных полотен "по целому";

- предложена схема правки шлифовального круга с винтовой производящей поверхностью постоянного шага, позволяющая не останавливать процесс обработки и обеспечивать при этом попадание правящего элемента в "нитку" винтовой производящей поверхности инструмента. ,

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ.' По результатам теоретических исследования разработана опытно-промышленная установка совместно с АО "Тулаточмаж". Выданы конкретные результаты параметров настройки для обработки зубьев ленточных инструментов известных размеров.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения работы доложены и обсуждены на трех научно-технических конференциях ТулГУ (1995-1997).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано-4 статьи.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, перечня используемой литературы и приложений. Работа содержит 1Й1 страницу машинописного текста, •. 41 рисунок, список. ::саогьзус:;ой литературы и 86 страниц приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЛГСТЕРТАДИИ

Во введении сбссхогега ажтушьиоета теш, и сформулированы осноэные поеозшя шаошгав па сятдау.

В ПЕРВОМ РАЗДЕЛЕ проведен анализ конструкций ноловочпш полотен, ленточннх пил, существующей технологии ях изготовления и предипэн новыЛ способ обработки.

Установлено, что основшзч парачзтргмя профиля, определяющими стойкость инструмента явдяэтся: г,здн;:й угол, разновысотность, неравномерность шага сос&дних зубьео, и их разводка. Доказано, что разводка по полотну, пригоняемая для слесарних ножовочных по-

лотен cbKxuei оаСотоспоссбяость. Это связано с различными рспомо-гатедьныш углами в плане , которые отличается друг от друга на какдсы зусе,

Нами предлагается схема установки, осуществляющая разводку через зуб, которая позволяет получать-одинаковые углы в плане и тем повышает стойкость за счет более равномерного распределения nai-руЕю: по всем зубьяи,

Разработала система оценки качества ленточных инструментов и установлены весовые гоэМициенты каждого из параметров профиля; аД» - 1; ойр = О,8о9; фа в 0,587, которые определяют степень влияния к;~/дого v.d параметров на работоспособность изделий.

и np-u'-ссэ исследования выявлено, что низкое качество связано с труло л мл,-;-, ¿-о изготовления ннсхвгтоа (100...БОО) мелю иро-Силеп (О.и.. /о,; субьов, точность и взаимное расположение которых fo многсл.! сг.зедеюю? стойкость полотен и пил.

K.pr.uc 'j-roro, в существующей технологии изготовления, состоящей ии с.лоду;.:\'д:: операций:

- рырубьа зз.птамяе"заготовки полотна;

- .'резесовение зубьев; • ,

- ра">Бодка зубьев;

- г&рнссб^соотка полотен;

- ;.£p;::ii:oEi:a и упаковка

скк-ч'дедьиоз профилирование ведется фрезой до термообработки, в про-:; сое ютсэок частично выгорает углерод с вершин зубьев и ски-тол '!" твердость. 4 •

Пэзгс-;у., • для существенного повысения 'качества поковочных ноле -on :( jwis.'O'Hicix пил, необходимо В технологии их изготовления иийчить сиергцяо олифования.

;!.',i;0o.:iee производительной ,s в достаточной степени точной,• i. -•чогся copEdoTiia ебразиоаым червлкоц. Известно несколько попы-'.с!с 1:5й»вего»д охого способа.'-

Г нерве;,; пж^овка вел ос,и червячнш кругом с двугл авдтовыми !.'.■;.;. гияг^'Н, одни нз которых шацев по шагу относительно другого на 1 еглману снижаемого врц пуска по еэчиой поверхности, для получе-острой вераинн зуба. ;

, Во втором остра! керезда образуется ва счет раашх шагов r»i.;toBux прс4ялей, охаичсяэдхса лруг от ;;р/га на 0,02-0,03 мы,

Третий ьарпант основав на гшфованкп вуйьев ыиоговааозкым £ ¿ришяш кругом, состоящим из трех частей, • оютоадях друг , от

- 7 -

друга на определенное расстояние.

Во всех вариантах подача -заготовок ссуцестз.) ".¡.л с ¡голодаю самого инструмента. Такой подход не цэлесосбр.г?1'■ тт.; ч--{>взании зубьев в сплошном металле ("по целому") и при восс.•гшовдешш изношенного профиля.

Наличие трения кекду опорол и обрабатываемой ^»готоптй, моле."! ,*?сгкосг!! по,"от,-;л, ¡та;а;;:ешп фэрмы исходной гг-лзтсзки, приводит к возникновению больти погрешностей ссрл/отим. особенно для зубьев с шагом менее 4 мм.

Нами предлагается новы;; способ шшфования (рис. 1) много; ходным абразивном червяком, который содержит техническую новизну, подтвержденную положительным решением на выдачу патента РФ.

По кинематике движения инструмента ( роль которого выполняет спрофилированный надле?яаиим образом илифовачьньй круг с винтовол производящей поверхностью) и заготовки, предлагаемый способ с ¡'.о-: с обработкой абразивным червяком, зубчатых колес.

Разница заключается в схеме закрепления заготовок ленточных инструментов, и в используемых параметрах установки зубообраба:ь;-зегащего инструмента и его конструктивном исполнении.

'В качестве рабочих движений используется-вращение с заданной скоростью шлифовального круга и согласованное с ним Еращение поворотного стола, базовая поверхность которого обозначена Р^к, и на ней крепятся заготовки.

В качестве установочных движений шлифовального круга используется вертикальная Зь поперечная 53 и осевая 30 подачи, с помощью которых реализуются' параметры установки инструмента в системе координат детали Х^Ус^а-

Данную операцию необходимо проводить после завалки, и вышлифовывать стружечную канавку на полную глубину профиля, ■ если она по глубине не превышает 1,5 мм, по толщине менее 1 мм, а шаг зубьев инструмента не более 2 мм.

Для машинных. ножовочных полотен необходило ' предварительно фрезеровать зубья, что приведет к уменьшению припуска под последующее шлифование, и увеличит стойкость абразивного инструмента.

Фрезеровать зубья следует с учетом их последующего попадания в нитку винтовой производящей поверхности червячного круга. Это приводит к необходимости согласования закрепления заготовок при абразивной и лезвийной обработке. Поэтому в требования ГОСТа целесообразно включить расстояние от посадочного отверстия полотна

Мс. 1.' Способ шлифования вубьев ножорочных полотей ' абразивным червяком ПРИ непрерывной круговой подаче заготовок. - .

до его первого . зуба, с указанием допуска, который дожей бить пропорционален припуску под последующее шлифование.

Настройку фрезерного и сшгЬоваяыюго оборудования при этом молено песта от одной базы - посадочного отверстия полотна. Кроме отого, при последующем восстановлении полотен с изношенных зубьев будет сниматься минимальный припуск, а это увеличит количество гозотлшх переточек и повысит общее время работы полотна.

Для ленточных пил качественную переточку возможно осуществить только методом непрерывного деления, с применением подачи по дуге окружности, из-за большой длины инструмента и его замкнутости. В противном случае ленточная пила будет иметь большие погрешности профиля, и время заточки может составить несколько часов.

Для получения раздельной cy.ei.tu резания алифовачьный круг состоит из двух половин (заходов) , на которых нанесен.рабочий профиль в виде червяка в два раза больший по глубине и, шагу,чем профиль обрабатываемых зубьев. За счет этого зуб получается пос-.-•едстсоа пересечения резон от первой и второй половин инструмента. Спичем, кгкдой из полоспн круга обрсбативгптса впадины аубъ-е?, расположенные через саг, т.е. одновременно шлифуется передняя п задняя поверхности соседних зубьев. .

ВО ВТОРОМ Р А Я ДЕЛЕ обоснован выбор метода расчета пробила сбраЗзпюссшх зубьез, создан математический аппарат обеспечения методики расчета и проанализирована последовательность процесса формосбразогглия.

Использование дифференциальных методов расчета требует определения обаэй касательной п кахдоЯ г.ибрзшюЛ то«ке контакта инструмента п заготовки.

В налем случае произсодл^сл поверхность гсптактнруот с заготовкой во времзни на протг-хонки "сой ярлгрзлзтпйй. gl каядый момент времени линия контакта будет panzwvc'i, п слодствке изменения звшашого ползяшяа пспсрхпостп лггзтя а контактпрукдзго о ней сечения инструмента. При зхсм uurrrcs ywecnca профиля оубьев срезается из-за двгеязниа но дуго окру;,¡-.осп. ■ Ото приводит к неопределенности поотгвлешгой падачп.-

Нема предлагается ' вести расчет'СездяфЬеренциахъныл каркас-ио-кинематпческкн ттодом, Ort вешгат "'-с.лредзленнссть и позволяет наиболее просто определить пояггяем ог^бгоцеп профиля.

Суглость метода егеггачэетсл в слздувздам. Либоэ обрабатывав-

,;-.ое тело можно списать линиями принадлежащими его поверхности, '[¡аиболее просто задавать их в плоских сечениях заготовки (.рис. £). Инструмент представляется совокупностью своих торцовых сечений, форма которых определяется аналитически, а не дискретно. Тогда задавшись законом движения, можно в любой момент определить следы его сечений на координатных линиях сетки (рис.2).

В качестве исходных данных используются параметры инструмента, детали и установки.

Параметры инструмента вклзочаот:

Китах ~ максимальный радиус инструмента;

1И - .длина рабочей части инструмента; •

Ьи - высота рабочего профиля;

Ри .- осевой шаг винтовой линии;

9х - первый профильный угол;

<Р2 - второй профильный угол;

Деталь задается сечениями, характеризующимися текущим радиусом и описаны прямыми линиями, количество которых зависит от точности оценки геометрических параметров формируемого профиля (рис. 2).

Параметры установки (рис. 1) назначаем 6 системе координат детали, к ним относятся:

ш - межосевое расстояние;

Ьхаг _ смещение базовых торцев инструментов; 1*2(3 _ высота установки инструмента;

П'ДЛ. КР

- - Передаточное отношение инструмент-деталь.

Пзаготовки

На первом этапе рассчитываем максимальную к минимальную высоту координатной линии сетки для-каждого инструмента:

1-2с1тах = £ЧШртах> 1*ХсЬ 1и) > ЬгсШп = ?2(Китах. Ьха. 1и Далее фиксируем следы оставленные каждым участком инструмен та на координатных линиях сетки, поскольку его осевой профил состоит из двух участков, то каждый из них оставляет свой след: - МчО.

где, ф - параметр движения.

■ Чтобы определить положение огибающей, необходимо решить экс

. тремальную задачу по нахождению крайних точек на каждой коодинат ной линии сетки. . - ' .

Рис. 2. Положение координатных линий сетки со следами от селений инструмента. •

- ¡г. -

Ксл:.\.л .л; г.-.ььарой сьсхг:а 1:слрл<;н:лт для левой стороны определяем . л ,„ /ь ллл графой лл^-сглуп (рис. £).

С :рл.л, с,-::..лга процесса Сорксойрззовашш кесбкодшо проследить рлг.ллл:; сл.;дсъ чорщзит сучении га координат»! линиям сетка,' у к -.о:-! ■ улстка сро^идя.

; сл>..:'и;],: лтого кхишдоаде.-; ¡фсязтгдаиш иа грсфиках (рис. 2). Г« л л. >"!;,ч:о и? п.ллловллышх кругов работает по

рсянхц, ' •'а;ч-.:с?е»;:ыуется с;:ш$ ллдсм функции, отрахао^ей процесс рс-рлл.. рллл.лги;;:.;.

ллль гл: ;-. ллцил сллсьзльл процесс префшгрзваиш: первого 1ШС'/р;,::с,-Л1 (Ъ.о. г.), лг о осп у^, а шцггаш (рис.

3.0} .тс,: ':|1о;эд;с.'|::ого сол Уа-

-а р,;о. а.а с..лдулт, что в начале обработка,пк-•хйьс.^ло .'1'сп г-;ррлллз ьог.'фчность г»уба, )частном первой

подезкш -л ::-,. Яри ¿.опрьстелгл С-ушанш интенсивно сформируется уарллл улллтксл ¡¡лструпента 2П~24.

у ьгерей подсели инструмента скачала гагезке.ш-га поверхность участкс;,! круге 7?}-7.Ги V.;;.

С/.ч»!»'> • .от. При ее. уСдоггая, интенсивно начинает оОра-

Рлллцллл..., . 'однлл рслсрлллсгл ру&ел, па'участке инструмента

■ .. •„,..-с:!а: о ¡.ллетсл в рззних условиях, н глуейша к '.ЗГ . .'•••^•ДИС-' (ЛгЛЛЧЛ ЛТСЛ ¿¡руг от ррута, ьелзлетвиг раз, •_____'-л-лого следует, "та-ллолхоллло р^лшь аачачу по ш-

■ ■ ; лл:л,л л-:сл, лллллгллл па глгллролалпл окончательного про; Т I, 5; И К- А и £ Е Л Е осуцесхзлгно компь-.■■".;..л. : . ., ;орллло пллреелл г.ср;.ооир£.золрплл, -с целило ымвле-. : , уиои.ионг-'1 кл .„гл ьл сор:.оои;л скокчбхе.«>кого про-

Рлл.. , ллллл!л, рл;.> ;л л 1 ог.г-гл;ого лругй:

■ •. .г .. - л, аррдерлл у:1;: л. л ■ ... - • л ¡..лпрл

■: • - ; . ¡.V кллрлср ': лллл;

1. - I л.'Й'.иа НрсрЛЛ!"' ' ' . -

' .. .-.у, рлрлу сло],ои ; 1.л';ор -о ее«,очен на ааготожо и

■. ' -'-т>.чШ! pi.pt' лругу-

; л клрилч оролл 1„1, Ьгу юседпт к

Рис. 3. Графики функции формообразования первой половины инструмента (а) и второй (б).

параметр установки 1-хс11. Ьхаг соответственно для первой и второй половин.

Установлено, что изменение радиуса инструмента не влияет на профиль вследствие большой разницы между диаметром шлифо-

вального круга и параметрами винтового профиля.

Радиус базовой поверхности Иак определен для каждого типоразмера зубьев, и является фиксированной величиной, изменять которую нецелесообразно, .исходя из конструктивных параметров оборудования .

' Моделирование на ЗВЫ выявило 12 схем профилирования, присущих данному способу, а наиболее типовая представлена. на » рис. 4. Из нее видно, что условия формирования окончательного профиля, определяются неравномерностью шага и высоты соседних зубьев, полученные вследствие разной работы каждого участка профиля обоих половин шлифовального круга.

С точки зрения построенной модели профилирования, нижняя точка сечения первой половины'(первый заход) инструмента постоянно заглубляется в заготовку, а нижняя точка второй половины (второй заход) инструмента выходит из металла. Величина отхода -а1П между первым и последним следом правого участка первой половины ' меньше величины отхода одноименного участка второй половины -агп.

Для левых участков профилей значение пути, пройденного в металле так же отличается друг от друга, но из-за малого угла <Р1 разница (ахд-агл) намного меньше чем у правых участков. Вследствие этого возникает неравномерность шага и высоты соседних зубьев.

Изменение межосевого расстояния ш, приводит к увеличению или уменьшению разницы пути между следами первого и последнего сечения у обоих инструментов по разному. Поэтому, выровнять их одним параметром т невозможно.

Т.к. кинематика процесса требует жесткой взаимосвязи между вращением инструмента . и движением заготовки по дуге окружности, то передаточное отношение инструмент-деталь 1Ис1 так же является управляющим параметром.

Расчеты показывают, что изменение 1Ис) в комплексе с параметрами ш, Ьхс12 выравнивает расстояния а1Л, а!П, агл. В этом случае сечения первой половины инструмента левым участком обрабатывают переднюю прверхность зубьев, (при этом отходя от задней), а потом шлифуют правым участком заднюю, отходя от передней.

-Рис. 4. мзхаикзм формирования профиля зубьев.

У второй половины инструмента, сечения с начала обрабатывают .правым участком заднюю поверхность, а потом левым передаю.

Для равномерного распределения нагрузки по всей длине шлифовального круга, на каждую из его частей нанесен заборный конус. Установлено, что его профиль определяет геометрию задней поверхности зубьев. 5то является дополнительным параметром управления.

•Согласовав путь отхода правых участков сечений ащ, агп с величиной заглубления на каждом . участке заборного конуса,_ можно, получить спинку зуба практически любой геометрии (рис. '4).

Это приводит к изменению конструкции зуба полотен и пил, т.к. задний угол в 40° является технологическим параметром, обес-печиваюиим размещение требуемого количества стружки во впадине.

Ныл способ позволяет получить усиленную спинку, задний угол 0°... 40°, ¡1 геометрия поверхности, позволявшую разместить требуемый объем струкки. Наряду с управлением формой задней поверхности, мокко получить требуемую форму передней.

Анализ схем профилирования показал, что на формирование окончательного профиля сказывают влияние все параметры инструмента, детали н установки. Однако, количество управляемых координат на стачках ограниченно, и фактически воздействовать на процесс проф&шровадкя «сто только изменением межосевого расстояния т, смскевкем баганах горцев каждого инструмента, передаточным огно-свиисм !иа и формой заборного конуса.

На основе созданной методики и по результатам компьютерного юд&дарования, определены численные значения параметров настройки сборудозаниз под обработку.зубьев с шагом 1...6,3 мм.

В ЧЕТВЕРТОМ РАЗДЕЛЕ осуществлена реализация предложенного способа. Для этого нами изготовлена опытная "становга (рис. 5). Проведенный анализ парта токарных, фрезерная и £л.'4овальных станков показал, что в качестве основной базы можно использовать универсально заточной станок ЗВ642.

Его стол 1 движется в продольном направлении по суппорту 2, который сам совершает поперечное перемещение по станине 4. Нг гильзе вертикального перемещения крепится крагзэщаяся планшайба £ с заготовка ;и. • 1 \ *•

Основная шпиндельная бабка 5 размешается на столе-1.

Таким образом, в соответствии с принятой системой координат в.чязоновкои оборудования, параметры управления (выявленные пр!

Рис. 6. Общий вид станка для шлифования зубьев

ножовочных полотен и ленточных пил (вид сверху).

/ '

компьютерном моделировании) устанавливаются следующими подачами:

Snon " межасевое расстояние;

Эпрод - смещение базовых торцев инструмента;

Зверт " определяет высоту установки инструмента LZd, и компенсирует ¡'"нос шлифовальных кругов 7.

Передаточное отношение инструмент-деталь IHd изменяется гитарой сменных зубчатых колес 8.

Правку инструментов и нанесение заборного конуса осуществля-' ет правящее устройство. После установки и закрепления заготовок, погрешности базирования удаляются вспомогательной шлифовальной бабкой 6, которая обрабатывает деталь по верхней стороне. Это дает требуемый припуск для получения острой вершины зуба, при пересечении резов в "металле", а не в "воздухе".

Несоосность входного Бала гитары зубчатых колес и выходного вала шлифовальной бабки устраняется карданным валом.

Предложенную конструкцию, с точки зрения механики можно упростить, путем исключения кинематической цепи, за счет применения • системы ЧПУ. Это позволит, создать всего один поворотный узел планшайбы, а при изготовлении инструментов с разным шагом зубьев иметь только ее сменный набор.

Кроме этого гарантированно попасть правящим элементом в нитку винтовой поверхности можно только с помощью ЧПУ, которое согласовывает с большей точностью вращение шлифовального круга и прямолинейное движение правящего устройства.

Из литературы известно, что при заточке пятиметровы ленточных пил, а также машинных ножовочных полотен с шагом зубьев 4 мм, стойкость инструмента достаточно Еысокая, .

Малые размеры профиля слесарных ножовочных полотен позволяют" шлифовать их "по целому". Для определения стойкости инструмента, проведено моделирование на регьбошлифовальном станке, кинематика которого позволяет точно подобрать режимы, адекватные основному -процессу.

Во всех экспериментах одним шлифовальным кругом вышлшфовыва-. лось по 600 зубьев с шагом 1 мм, при раздельной обработке это со- . ответствует четырем ножовочным полотнам. Такое их количество как раз размещается на планшайбе принятого диаметра. В качестве СОЖ использовался укринол 5 и индустриальное масло И12.

Измерения показали, при применении укринол 5, профиль зуба по глубине уменьшается от первого к последнему {600) на 25-30%,

изменение задних и передних углов находится в пределах 1'... 4°.

Использование в качестве СОЖ масла И12, значительно улучшает качество обработки. Все зубья практически идентичны друг другу, изменение глубины профиля составляет 0,02 мм, а изменение задних и передних углов находится в предела 0,4°...0,5°.

Правку следует осуществлять за ютщый оборот планшайбы, во время прохода в зоне обработки ее сектора, свободного от загрузки заготовок. Толщина абразива, снимаемого при этом не должна превышать 0,05 мм, т.к. этого достаточно для восстановления полной ре-кущей способности шлифовального круга. Расчеты показывают, что ресурс его работы превысит 10 часов.

По результатам компьютерного моделирования осуществлена настройка опытной установки и отшлифована "по целому" партия поковочных полотен о шагом зубьев 2 мм. Измерения показали, что профиль соответствует расчетному.

Инструмент необходимо править фасонным алмазным карандашом или вышшфоЕывать его профиль алмазным роликом. Экспериментально установлено, праика металлическим накатником на пригодна, т.к. это приводит к сколу 2-3 крайних витков, вследствие несимметричности профиля.

ВЫВОДЫ

1. Выполнена система оценки- качества параметров профиля зубьев и установлено, что качественные зубья невозможно получить существующими в производстве методами обработки.

2. Проведен анализ известных способов шлифования зубьев', установлены их принципиальные недостатки. Предложен новый способ нлифования с помощью многозаходного абразивного червяка при непрерывной круговой подаче заготовок, котормл позволяет устранить все отмеченные недостатки известных способов, и автоматизировать процесс шлифования. На способ получено положительное реиенис на патент р! 095111721 от 6.07,95.

3. Разработан каркаско-гайематкческиЛ метод и математический аппарат для определения огибающей .профиля зубьев, обрабатываемых плифовальным кругом с винтовой производящей поверхностью постоянного шага.

4. Предложена и проанализирована функция формообразования, которая наглядно позволяет проследить процесс срезания припуска и показывает последовательность формирования профиля.

- га -

5. Выполнено компьютерное моделирование процесса формообразования зубьев ножовочных полотен и ленточных пил, в результате чего установлено: •

- границы изменения параметров установки инструмента;

- механизм управления процессом формообразования;

- взаимосвязь управляющих параметров со станочными.

6. Принята кинематическая схема автоматизированного оборудования для непрерывного шлифования зубьев ленточных инструментов, шлифовальным кругом с винтовой поверхностью.

7. Осуществлены эксперименты по исследованию стойкости шлифовального круга, которые позволили определить число обрабатываемых "по целому" заготовок слесарных ножовочных полотен между двумя его правка1.::!.

8. Предложен способ-правки шлифовального круга, который позволяет не останавливать процесс непрерывной обработки, и обеспечивает при этом попадание правящего элемента в нитку винтовой производящей поверхности инструмента.

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1) Ушаков E.Í.B., Грибов Н.В., Гучек Н.Е. Расчет профиля червячного шлифовального'круга при обработке торцовых еубьев // Режущие инструменты и метрологические аспекты их производства -Тула: ТулГУ 1895. -С.50-65.

2) Протасьев В.В., Ушаков М.В., Грибов Н.В., Шипаров A.A. Способ шлифования зубьев ножовочных полотен' // Положительное решение на выдачу патента №95111721 от 6.07.95. -2с.

3) Протасьев В.В., Ушаков М.В., Грибов Н.В. Оценка стойкости шлифовального круга при шлифовании зубьев слесарных ножовочных полотен "по целому" // Совершенствование■конструкций инструментов и метрологические аспекты производства -Тула: ТулГУ, 1996.--с.32-36.

4) Ушаков М.В., Грибов Н..В, • Правка шлифовального круга с винтовой производящей поверхностью при непрерывной обработке зубьев ножовочных полотен // Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, станков и инструментов -Тула: ТулГУ, 1997. -С.113.

Поятсшв » кта iV'.'Oojasr ftynzra CCxSä |/К>. pjwra типограф. J& t. СУфсехша *ечаи>- Уса. ictj. . Vea. цз.^л. О. . 3?ч.-«ад-4. Сс T«pi» VW КЗ. Яanmt

Ту——»f, . »ucyдгpirrííипий университет. МОССЭ, Туда, просп. Ленива, 62. р^.д^.л... (шс(-а-.«ваой шигграфня Тульского государственного уинвер-

«sssxa. ЮйбЫ Ту а, уя£аддша, 1¿1.