автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Исследование силы резания, точности и шероховатости поверхности зубьев колес, нарезанных червячными фрезами с закругленными вершинами с прогрессивной схемой резания

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ШШЕГ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ШСШШУ ОБРАЗОВАНИЮ

Волгоградский Государственный технический университет

На правах рукописи

¡ШТЕРСЕН САМ ДлЕКОБ ^

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ, ТО-ШОСТИ И ШЕРОХОВАТОСТИ '¡ЮВЗРХНОСТИ ЗУБЬЗЗ КОЛЕС, КАРШННШ: 4ЕРШЧНЬШ ФРЕЗШ С ЗАКРЛЖБШШ ЗЗРШНАМИ С ПРОГРЕССИВНОЙ СШОЙ РЕЗАНИЯ

05.03.01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и ■ инструменты

Автореферат в о

диссертации ка соискание ученой степени кандидата

технических наук

Райога выполнена в Волгоградском ордена Трудового Краспогс Знамени Государственном техническом университете. Научные руководители: доктор техн.наук, проф.[Медведицков С.Н4

каад.техн.наук, доц. Нарохных А.Т. Научный консультант:, канд.техн.наук, доц. Смолышков Н.Я. . ■ СфЕциальные оппонента: доктор техн.наук, проф.

• , Зарубицкп! Евгений Ульянович

канд.техн.наук, доц. Курченко Александр Иванович' Ведущая организация Вол^огшдсшш инструментальный завод Защита состоится 9^И-ИМд^ /(№3 на заседания специализированного созега К 06376.04 Волгоградского ордена Трудового Красного Знамени Государственного технического университета, 400066, т.Волгоград, пр.Ленина, 28.

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке- Волгоградского ордена Трудового Красного Знамени Государственного технического университета.

Автореферат разослан * " г.

Ученый секретарь -

специализированного л^т^у совета / Еыков

ОБЩАЯ ХШКЕЗЖТИКА РАБОТЫ

■Актуальность. 3 настоящее время производство зубчатых колее скал в России, так л за рубежом достигло огромшх разг.-.ероЕ, Объясняется это в-еогаы уровне;.! к темпами развития ряда отраслей цглшнссгроекия, таких как станкостроение, автомобилестроение, тракторное в сельскохозяйственное машиностроение, которыэ является основными потребителями а производителями этого вида продукЦИИ.

Однако процесс зубо^рэзерования по сравнении с другтаи вкда-ки обработки металлов резанием, например точением, сверлением, фрезерованием, шлифовзднач я т.д., является наиболее трудоелжгм а мазопроязводительнш. На кэго затрачивается 50-60 % обазй трудоемкости механической обработка зубчатого колеса.

В результате низкой производительности попользуется большой парк зубофрезернкх етанхог, значительные производственные плсда-да, га с го рабочих, расходуется большое количество дорогостоящих, зуборезных фраз. От сада видно насколько актуальна задача почтения производительности зубэфрезерных операций и снижения расхода фрез. Не случайно, зак з России, так и за рубежом проведан« мяогочгслеяше исследоаагпя с цельп совершенствования процесса зубофрезерованяя, которые предолхаэтея и в настоящее время,

К настоящему зрзкеиз накоплен значительный опыт исполь&сга-пия рззлпчпах схеы рззания червячных зуборезных фрез. Широкое распространение 2*з них получили фраза с прогрессивно!! схемой резаная. Но вез работы проводилась применительно к фрезам, у катерах вергиняая кромка прямолинейная. Что ас касается исследований фрез о закругленными версингшя, то таких мало, хотя в настотче время такие фрезы применяются весьма азгроно. Лроведенные стойкоаз-ныа исследования червячных фраз о закругленной верилией с прогрессивной схемой рэзаняя показали значительное повыаение стойкости и производительности.

Однако, кроме повышения стойкости и производительности чор-вячнкз фрезы с закрутленчой вершиной и с прогрессивной схемой •резания должка обеспечивать високоэ качество нарезаежх зубчатых колес и не увеличивать нагрузку на зубофреззрнче станки.

Цель работа. I. Исследование сялсвш: закономерностей процесса зубофрзверования обнчпкмд фрезами к фрезами о прогрессивной схемой резадпя о закруимнкг п верстая.

2. Исследований точности зубчатых колес, нарезанных фреза ¿га с обычной и прогрессивной схсыаш резаная с закругленными

вершинами.

3. Исследование качества боковых поверхностей зубьев коле нарезанных фрезами с обычной и прогрессивной схемами резания

с закругленной верстной.

Научная ноьиэка.

1. Впервые получены обобщенные зависимости для определен!! тангенциальной составляющей силы резаная при зубофрезеровании червячными фрезами с закругленной вершиной для обычных фрез и фрез с измененной схе?,Ы резания.

2. Доказано, что схема резания оказывает влияние на показатели точиосм зубчатых колес. Червячные фрезы с закругленными вершинами з прогрессивной схемой резания позволяют получит! колеса более качественные по основным показателя;.: точности по сравнению с колесили, нарезанными обычными фрезами в условиях равной жесткости система СПИД.

3. Впервые получены зависимости высоты неровностей профиля от различных факторов для фр^з с обычной и прогрессивной с» маод резания. Величина шкронеровностей поверхности зубьев,нарезанных закругленными фрезами с прогрессивной схемой, не бол! ше, чем обычными, что объясняется лучшая условия?.® стружкооб-разования.

4. Определены границы рационального применения фрез с закругленной верейной.

Практическая ценность. Проведенные исследования позволил]! дать рекомендации по оптимальному применению червячных зуборезных фрез с закругленной вераиной как с обычной, так и прогрессивной схемами резания.

Лабораторное и промышленное опробирование червячных фрез с закругленной вершиной с прогрессивной схемой резания позволг ют их рекомендовать для широкого внедрения в промышленность.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на:

нау^йо-технических конференциях Волгоградского политехнического института (1989-1933 г.г.);

научно-технической кокфереш^ш ?Динамика фрезерования цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами со скруглена т головши зубьев", г.Днепродзержинск, 1989.

■ Дублхкацая. Лс результата.'.; висолкешшх кссдедозакхй ковано 6 печатных работ.

Обт>е.м габотч. Дгссзртадая состоят из введения, четырех глав, вивсдоз по ха?доЗ глазе я обвдх выводов. Содерккт 159 страниц ?ЙЛИН0Ш1СН0Г0 гэ::ста, 40 рлсункоз, 24 табдхы, сгасок литературв 3í3 III кашдеяозаняй.

КРАТКОЗ С0Д2Р£АНИ2.?AB0?d

Во введения обосноьываетог. актуальность теин дессврггидгсидсй работы.

Г.чг.рч I. Соввсмокаоа состояние вопроса по иовш'зюта и отг-:— кости чесзячних з'.'Сор^зних (»гяд. Задачл дяссет'лгап-.онноа, г-аСотг.

ü перзол главе дассертаздонноЗ работы расс!атр:за»тся основные нопраллекхя повизенкя производатеиькост:» труда и сш~;е:1,;я расхода инструмента при зубоЗрегеровашш. 3 ипстелцге ьремл с этой целью на отечественных и зарубийшя преддргятдлх ся составные л еЗор-гые черьччно-модулышо ц.реза, мнохозахслиа фрези, фреза с рацксчаяьншл! гоометрэтгски.г: параметра, о незатылозаянига зубьга.з, срезы увеличенного диаметра, «¿pesa» гзгстозлснш;э из прогресоязнух инструментальных ■материалов, чг.-рлс-дические осевие перздзагнае фрезы, диагональное зубо^ремро* »>s¿es пояуткое губо]:резероЕзл28, фреза с перераспределенной натруской ыезду зубьями, фрезы с измененным:! схемами рэзашгя к друг:« пэг;~ да. Однако ¡золе методы по различным причинам нэ ваяла иарсксго применения а производстве.

Проведар.кн;! анализ работ, поовященяну улучпеяиа процесса зубо$резерсвакия, показывает, что однки аз s^shteehux кащжэле-н;й поаьглекпя сролззодхтеяьностя я качества рарезаемлх зус«ат:;:< колес, скязеяия расхода инструмента является пралеяенге черз/?ч:гьсс зуборезных фрзз с измененными схема:,::! резанля. Давая значительный эконошчесюй эфрект, онх в то на время ионсгруктлг-о песпс-чкгельнс отлгчаптся от обкчкчх червячнах фрез. Стоимость вх всего лкеь на 5-10 % кипе стандартных. Кроме того, ппщеяеяяе оягя-. сальной, схемы резанкя кз дсклшает воэкогностн использования другяд методов ¡говиавЕМ лрогзводтгельпостя зубофрэзерсзжп^г. Этим и объясняется тот большой интерес, которой уделяется разработке оптгмальккх схем резаная пра зубсфрезерог нее.

Однако все исследования по работоспосоСноста червячных ÍP-s б"ли ггрозэдеш птамеввтельяо к фрезам, зубья которих a«wa ярд-

нелинейные вариишше кромки. Но на машЕносгроительных заводах России и за рубежом для нарезания зубьев тягелонагрухешшх ко-■ . лес получат широкое применение зуборезные фрезы с закругленная вгрсшавши кремкама.

Кроме того, в последнем стандарте на червячные зуборезные фразы для нарезания обьганых зубчатых колес радиусы при вершине значительно увеличены и почта вся периферийная рекущая :<ромка описывается дугами окружности.

Проведенные стойкостные исследования червячных фрез с прогрессивной схемой резания с закругленной вершиной показала юс преимущество перед обычгми. Но для широкого их внедрения в производство необходимо решить целый ряд вопросов:

1) каковы силы резания, не будут ли они больше, чем при работе обычными Фрезами?

2) какова будет точность зубчатых колео, зубья которых фрезеруются фрезами с новыми схемами?

■ 3) какова будет величина шероховатости?

Чтобы ответить на эти вопросы необходимо провести широкие с данаашчесяиа исследования, исследование точности и шероховатости зубчатых колес, карэсонных фрезами с обычными и измененными схемами резания.

Глава 2. Исследование силы -резания пни зубофрезеровании колес фрезами с закругленной вершиной с прогрессивной и обычными . схемам:: резания.

Вторая глава посвящена исследованию силовых закономерностей процесса зубофрезерованкя обычными фрезами и фрезами с прогрессивной схемой резания с закругленной вершиной.

Исследования проводились при зубофрезерованш колес фрезами с закругленной вершиной с обычной и прогрессивной схемами резания (рио.1). -

При проведении динамических исследований применялась'специальная динамометрическая установка, состоящая из динамометрического центра, позволяющего измерять вертикальную составляющую г силу отжима фрезы от заготовки Ру и динамометрической оправу, о помощью которой измерялась тангенциальная сосгав-дяпдая силы резания (рис.2).

Вначале были проведаны предварительные опыты, в ходе которых измерялись все три составляйте силы резания. Анализ осциллограмм показал, что характер изменения составлявших силы резаная Ре и Ру в зависимости от 'различных конструктивных в техно-

логических параметров, такой аз как и основной составляющей Rj. Поэтому при изучении зе^снг.ооти еоетав^лэют си ли резания от различиях фавгороз рассматривалось влияние этого фактора на со-стайлящуа R¡- ,

закругленной вершиной с прогрессивной схемой резания

Динактечские исследования работы закругленных фрез проводились методеияогефакторного эксперимента. В качестве фуняшпг . отклика использовались значения тангенциальной составляющей усилия резания: ?Хср ; fij cp.max ; Pfm<» • Управляема факторам в данном исследовании явились: модуль нарезаемого колеса m , чу.сло зубьев нарезаемого колеса z , величина подачи фрезы S и её направление, а такие схема резания инструмента. Для рандомизации эксперимента порядок изменения значения факторов в матрице планирования эксперимента, то есть порядок проведения опытов взбирался с пошцьв таблица случайных чисе^

Для измерения с одной установки составляющих силы резания при различных значениях исследуемого параметра изготовляли заготовки шириной 100 км из одной партии стали 40Х. Химический состав и механические свойства сталей соответствовали состоянии поставки по ГОСТ 1050-74. Для проведения экспериментов были взяты одно-заходные червячные фрезы с модулем I: 3 я 5 и< г1 быстрорежущей стали Рб',5 с закругленной веташвой. Часть их перешлифовывалась по задним поверхностям на тояарно-затыловочяом станке мод.1Е8П

Рвс.2. Схема установки для исследования данашки процесса зуйофрззерования

I - данамошгротескнй центр; 2 - динамометрическая оправка; 3 - фг ?за; 4 - заготовка; 5 - токос емник

Куйбышевского станкостроительного завода на фрезы с прогрессивной схемой резания. Радиальное и торцевое бньлше фрез не превышало 0,02 мм. Число Н'^езаемых зубьев изменялось от 26 до 5Ü. Обработка проводилась как при встречно:.;, так и при попутном на- . правлениях подачи. Величина подачи варьировалась. or I до 5 мм/об. Эксперименты проводились на зубофрезерном станко модели 5.3312 с обильны:.; охлаждением маслом. Опыты проводились при скорости резания от 15 до 60 и/ыш.

Для проведения экспериментов задавали-различные сочетания значений факторов на двух уровнях, при этом fia осциллограмме регистрировали составляющие силы резания. '

С целью повышения достоверности полученных результатов исследования, обработка осциллограмм проводилась следующим обр-i-зо;.:: замеряли максимальные значения состарляыздх усилия резания по реЛкам за 7-10 оборотов фрезы (количество необходимых.опытсв с заданной степенью точности 95 % определялось по рекомендации, для чего использовалась ЭК.!). Регистрация сил резания производилась с помоцью осциллографа H-II7.

Исследовалось «лаяние на тангенциальную составляющую силы резаки с л едущих факторов: модуля, величины и направления подачи, числа зубьев нарезаемого колеса, скорости резания переднего угля и износа фрезы.

В качестве примера на pic.3-5 показаны зависимости Bj от модуля, подачи, числа зубьев нарезаемого колеса й скорости резания.

Анализ, экспериментальных-данных позволяет сделать следуо-сие вывода:

1) усилия резания при работе закругленны® Фрезами с обычной схемой резания модуля 3-5 мм в 1,2-1,5 раза выае, чем при использовании фрез с прогрессивной схемой резания. Разница в силах объясняется разной степенью деформации срезаемых слоев зубьями фрез;

2) при нарезании зубчатых колес модуля I мм сила резания при работе прогрессивными фрезами несколько'болызе, чем при работе стандартными фр?за.д. Это объясняется тем, что из-за малой длины периферийной ревущей кромки высотного зуба пе обеспечивается свободное резание профильным зубом, который срезает слой удвоенной толщины;

3) с увеличением подачи, количества зубьев и модуля нарезаемого колеса,эффективность по силам резания от применения прогрессивной схемы резаяия обычно растет;

Рис.3. Зависимость Р{та*от модуля

I - обычная .фреза; 2 - фреза о прогрессивной схемой резания; 5Р=1 т/об; Ъ =50; V =40 м/шш

йкз.4. Зависимость Р^тси.от подачи м

— фрезерование со встречным направ- °

лением подачи;---фрезерование с

попутным направлением подачи; материал-сталь 40Х; т =5 мм; Ъ =50;V =40 м/мин

Рас.5. Зависимость Ptmax01 числа зубьев Рис.6. Зависимость fijmax от скорости

нарезаемого колеса *" резания

Ш =5 мм; Se=3 ш/об; V =40 м/гащ m =3 ш; Se=I т/об; Z =38

I - обычная фреза; 2 фреза с прогрессивкой схемой резшшя; — фрезерование со встречным направлением подачи;

--- фрезерование с попутным направлением подачи;

катерная - сталь 401

4) при попутно;.', зубофрезеровании число зубьев обрабатываемого колеса оказывает одинаковое влияние на силы резания при работе фрез с обеими схемами резания, поэтому прогрессивные фрезы аффективно применять как пр: работе колес с малым, так и с большим числом зубьев;

5) при встречном зубофрезеровании число зубьэв нарезаемого колеса оказывает неодинаковое влияние на силу Рхтах »Кривые Р^= располагаются веерообразно, причем характер взерообразности меняется. Если наблвдаатся сходящийся веер кривых при нарезании зубчатых колес модуля 3 ш с подачей I км/об, то с увеличением модуля и подачи веер кривых зависимое -и рх а-,ах становится расходящимся;

5) применение прогрессивной схемы резания взамен обычной позволяет сни?пть амплитуду колебания составляющих силы резания. Это позволяет значительно увеличить реяимы резания, и в первую очередь подачу, что приводит, в конечном итоге, к повышению производительности зубофрезерных станков при обработке цилиндрических колес.

В результата математической обработки экспериментальных данных получены оледунщ..» зависимости для определения тангенциальной составляющей Р-г^ох от последующих параметров.

Для встречного фрезерования обычными фрезами:

Для попутного фрезерования обычными фрезами:

Для встречного фрезерования прогрессивными фрезами: „ л о.« свбг а29 .. „ „

Р<С(тх!яСЧа' Ш 2 К*РКЬРК* (3)

Для попутного фрезерования прогрессивными фрезами:

1йе т - модуль обрабатываемого колеса, мм; - подача в км/об;

2 - число зубьев нарезаемого колеса; Ку ,К(, ,К|-р - коэффициенты, учитьраацче влияние скорости ре-р р зания, взноса фрезы и переднего угла на Р^тах (их значения приведены г диссертации).

Усилие подачи для обеих схем резания ыохяо определить по формуле:

Ргтах*0-9^«

Глава 3. Исследование точности зубчат юс кедео. нарезанных фрезами с закругленной веданной о прогрессивной и обычной схемами резания.

Применение фраз о прогрессивной схемой резания должно благоприятно отразиться на точности зубчатых колес, поскольку сила резания и её изменение за оборот фрезы меньше, чад при работе обычной. Для подтверждения этого были проведены экспериментальные исследования.

Червячные фрезы применяются для нарезания зубчатых колес • в основном 8-9-й степени точности. Согласи^ государственному стандарту нормы кинематической точности рекомендуется контро -• лировать накопленную погрешность окружного шаха Ррг ; для нормы плавности работы - колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе / "г ;.для пятна контакта зубьев -погрешность направления зуба .

Для проведения экспериментов были изготовлены червячные фрезы модуля 3 и 5 мм с обычной и прогрессивной схемами резания. Червячные ¿рези соответствовали классу А. по ГОСТ 9324-80. Заготовки для зубчатых колес заготавливались из стали 40Х. Зубчатые колеса с числом зубьев 26, 38 и 50 нарезались на зубофре-зерном станке код.5312, геометрическая точность которого соответствовала ГОСТ. 659-80. Зубчатые колеса нарезали при подачах 1,0; 3,0 и 5,0 мм/об и скорости резания 32 м/мин. Вое опыты проводились как со встречной, так и с попутным направлениями подачи. Глубина фрезерования равна 2,25 модуля.

Накопленная погрешность окружного шага Ррг си погрешность направления зуба проверялись на универсальном приборе ШЗ для контроля шага, направления зуба и биения зубчатых колес в соответствии с существующими методиками. Колебание измерительного мевденгрового расстояния на одном зубе -намерялось в беззазораом зацеплении. Измерение проводилось с точ-" востью 0,001 т.

Средние значения погрешностей контролируемых параметров точности ъ зависимости от модуля, подачи и числа зубьев нарезаемого колеса приведены в табд.1.

На основании проведенных исследований мохно сделать сле-дутаие вывода:

Таблица I

Средае значения контролируемых параметров точности в зависимости от додачи и числа'зубьев яарезаемого колеса для т =3 мм

Направление Схема Условия экспери- Средние значения

подачи резания мента показателей, мкм

г 5, мм/об Ррг ■чг Ррг

встречное обнчяая 26 I 79 •54 22

3 86 60 24

5 90 67 26

попутное обычная 26 I 79 50 21

3 82 55 22

5 85 63 24

встречное обычно 38 I 83 62' 24

3 88 63 • 25

5 92 75 28

попутное обнчная 38 I 81 60 23

3 82 66 24

5 85 74 26

встречное обычная 50 I 90 65 25

3 95 69 27

5 99 75 29

попутное обычная 50 I 86 62 25

3 90 66 26

5 - 94 72 27

встречное прогрессив- 26 I 64 46 21

ная 3 68 50 23

5 72 53 25

попутное пвогрзсспв- 26 I 62 44 20

ная 3 65 48 22

5 - 69 49 22

встречное прогрессив- 38 I 72 54 22

ная 3 76 60 23

5 79 63 26

попутное прогрессив- 36 I 69 52 22

ная 3 72 56 24

5 75 57 24

встречное прогрессив- .,50 I 76 58 23

ная 3 81 63 24

5 86 67 27

попутное прогрессив- 50 I 74 58 22

ная 3 77 62 64

5 31 64 25

1) схема резания оказывает значительное влияние нз точность' нарезаемого колеса. При применении прогрессивных фрез вместо обычных точность обработанных колес по кинематической' норме точности и по норда плавности работы значительно выше. Что касается показателя полноты контакта зубьев - схема резаная практически не оказывает влияния;

2) с увеличении.! модуля накопленная погрешность окружного шага, колебание измерительного мехцеатрового расстояния при повороте колеса на одной зубе и погрешность направления зуба возрастают. Эта закономерность верна для обеих схем резания;

3) точность зубчатых колес, нарезанных с попутной подачей выше, чем со встречной. Причем степень влияния зависит от схема резания. / колес, обработанных фрезая с прзгрессдвной схемой резания показатели точности изменяются в меньшей степени, чем у колес, нарезанных обычными фрезала;

4) о увеличением подачи точность колес, нарезанных червячными фрезами с обеаш схемаш регаяая снижается, причем снижение точности колес, варезашшх обычными фрезами адет быстрее, чем прогрессивны?®. Это значит, что прогрессивные фрезы болен эффективно применять пра зубофрезеровании на больных подачах?

5) с увеличением числа зубьеа нарезаемого колеса степень снижения точности колес при фрезеровании обычнши фрезами идет более интенсивно, чем при обработка прогрессивными. Поэтому фреза с прогрессивной схемой резания особенно эффективны пра нарэ-заиад зубчатых колес с большим числом зубьев;

6) на основании проведенных исследований можно утвервдать, что применение червячных фрез с закругленными вершинами с прогрессивной схемой резания взамен обычных на вызовет увеличения припуска под шевингование.

Глава 4. Исследование петэоходагостя боковых поверхностей зубьев колес, нарезанных <5резатят с закругленной ветаииой о, прогрессивной л обычной схемами резатц.

Еа боковых поверхностях зубьез колес, нарезанных червячными фрезами, мо2но выделить неровности трех видов: волнистость, огранду и риски и надрывы.

В связи с применением фрез с прогрессивней схемой резания невольно возникает вопрос о величине припуска. Не будут ли неровности болыяе чем при зубофрезероваюш обычными фрезалш ж не приведет ш применение фрез с прогрессивной схемой резания к

увеличению припуска под окончательную обработку.

Рассмотрим влияние схемы резания на величину указанных выше неровностей.

Величина волнистости завасит от принятой подачи, угла профиля фрезы и расстояния от рассматриваемой точки реаущеЗ кромки до оси фреЬы. Так как эти параметры у фраз с различными схемами рззания одинаковы, то надо полагать и высота волнистости от них токе будет одинаковой.

Величина огранки зависит от числа профияирувдих зубьев фрезы, Так как фреза с прогрессивной схемой резания имеет в два раза меньше профилирующих зубьев, го высота огранка на зубьях колеса, нарезанных этой фрезой будет в четыре раза больше.

Третья составляющая неровностей - риски и надрывы представляет собой величину ткронсрозностей, образованных в результате нароста, наличия зазубрин на ревдей кромке н разрушения металла ¿¿о линии среза.

Лри работе фрез с прогрессивной схемой резашш зубья, чере-дущаеся через один, срезают слои удвоенной толщины. Увеличение толщины среза, особенно в зоне низких скоростей резания, обычных для процесса зубофрезеровашя, вызывает увеличение нароста и, следовательно, ухудшает микрогеомехрш обработанной поверхности. Шкронеровности возникают такяе и в результате надрывов, вызванных растягиващамися напряжениями в поверхностном слое детали.

Пластическая деформация при работе фрез с прогрессивной схемой должна быть значительно меньше, и это°благопрпятно скажется на шероховатости поверхности. При зубоурезеровашш в результате переменности силы резаная возгшкаюг вибрации, которые оказывают вредное влияние на параметры оероховатости. Применение фрез с прогрессивной схемой резаная, при работе которых колебание сил меньше, чем лри работе обычных, также должно привести' к снижению высоты шкронеровностей. Здесь возникает вопрос, кшга: будет влияние схемы резания на высоту шероховатости?

Опыты проявились на зубошрезерном станке мод.5312, нарезались цилиндрические колеса модуля I; 3 и 5 км с числом зубьев от 26 до 50 из стали марки 40Х. Шрина зубчатого колеса равна 50 мм.

Зубофрезерование велось как со встречньи, так и с попутным направлением подачи, равной I; 3 и 5 т/об, со скоростью резаная 32 ы/шн при охлаждении индустриальным маслом. В качестве . прибора для измерения высоты неровности использовался профилог-

раф мод.201. За критерий количественной оценки шероховатости била принята величина R z .У зубчатых колес вырезались 4 зуса, равномерно расположенных по окружности. Измерения параметров шероховатости проводились на обеих боковых поверхностях зуба.

В качества примера на рис.7-10 показана зависимости величины шероховатости от модуля, подачи, ч:юла зубьев нарезаемого колеса и скорости резания.

После математической обработки экспериментальных данных били получены формулы, возводящие определять зависимости высоты макрэязровностсй R2 от различных Акторов.

При встречном зубофрезеровамп фрззгш с обычной схемой резаная:

Кг = 21 m -S*"-2 'V -Ки,^,мкм (5)

с прогрессивной схемой резаная

Rz =» 25-m09'S*2'-г*"- V"4". К«,, мкм (6)

При попутном зубофрезерозангч фраза}.® с обычной схемой ре-здния:

r2 =24- m0'83- s°'zq- zc2*-v-°22 к«*, мкм г7)

с прогрессивной схемой резания:

074 011 .,-0.22 R^-29-m -S'-Z -V -Kuja, МКМ, (8)

где KMJa- коэффициент, учитывающий влигяяе износа фрозы на

3 результате анализа экспериментальных данных были сделает следуэдиэ выводы:

I) Еысота шкронеровноотей яри зубофрезеровагаа колес с обычными и прогрессивным: фреза!.и практически не зависит от схем рвэ агпгя;

'¿) с увеличениям модуля нарезаемого колеса величина мькро-нзровяоетей поверхности зубьев колес, нарезанных фрезами с обеими схе:ла?я: резания, возрастает;

3) с увеличение},i подачи от I до 3 ш/об величина микронеровностей растет з 1,23 раза, а при увеличении от 3 до 5 мл/об. влияние подачи на ишфонерогноста незначительно. Поэтоцу для повышения производительности зубофрезероваяиз следует вести с подачами от 3 до 5 ьм/об и зго за вызовет увеличения припуска под шевингование;

4) с увеличением числа зубьев нарезаемого колеса величина кикронероЕьостей при работе фрезами с обычней и прогрессивкой схемами резаздя уменшаехая;

k т,мм

Рис.7. Зависимости величины шероховатости

от модуля Se=3 мл/об, Z =50, V =¿2 м/шн

4 S0,HfVo5,

Рис,8. Зависимость величины шероховатости ' от подачи т=3 мм, 2=25, У=32 м/мин

I - обычная фреза; 2 - фреза с прогрессивной схемой резания; - встречное направление подачи; --- попутное направление подачи

йга.9. Зависимость величины шероховатости от числа зубьев нарезаемого колеса Ш =3 мм, 50=3 мл/об, V =32 м/шш

йзс. 10 ^Зависимость аоличшш шероховатости от скорости резания т =з мл, 50=з ш/об,г =38

I - обычная фроза; 2 - фреза с прогрессивной схемой розашш, —— встречное шцхшл^кав подачи, .. — попутное направлено подачи

. . 20

5) повышение скорости рсзашя о: 30 до 60 м/ынн приводит к уменнзенмю велл-шы шероховатости при нарезании колес фрезами с обеими схемами рззанля;

6) применение прогрессивных фрез во всех случаях не приводит к увеличению кикронеровностеп. Следовательно, применение фрез с прогрессивной схемой резания при зубофрезеровании не требует .уве.хгчения припуска под шевингование.

0ВД1Е В;Ж)ДЫ:

1. Рас смотрена различные направления позшегаи стойкости червячных зуборезных фрез. Анализ га позволил установить, что одним из наиболее перспективных методов повышения стойкости червячных фрез является применение прогрессивно;; схемы резания.

2. Установлено, что при зубофрззеровании прогрессивно!: ..резон сила резания значительно ыекще, чем обычной, '¿то наблюдается 1/ри нарезании к'лес модуля 5-5 км. Лрл зубоарезеровакни колес модуля I мм сила резания при работе прогрессиьни:.я срезам: несколько Сольсе, чем при работе обычными фрезы--:, ото осъяснлзт-ся там, что из-за малой длины перифераКнсй рекузей кромки высотного "зуба не обеспечивается свобо.счоэ резанге нрофильш-м зубом, который срезает слой удвоенно;; толлинг.

3. Ирц одинаковой нагрузке' на станок червячные фрезы с прогрессивной схемой резания могут работать с подачами в 1,5-2 ра~ за большжли, чем обычные. Это значит, что прогрессивные фрезы

позволяют повысить производительность не только ¿а счет юботи с

о

более вксомп-е скоростями резания, но к с более высокими подачами.

4. Схема резания оказывает значительное влияние на точность нарезаемого колеса. При применении прогрессивных фрез вместо обычных точность обработанных колес по кннематпческсп норме точности и по норде плавности работы значительно выше, йо касается показателя полноты контакта зубьев - схема резания практически не оказывает влияния.

5. С целью товышения производительности зубофрезеровання и снижения расхода зуборезных фрез рекомендуется применять черляч-ше фрезы с прогрессивной схемой с закругленными вершинами.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

I. Штерсея С.Д., Нарокных А.Т. Исследование силовых зависимостей зубофрезеровання закругленными червячдо-модуяькнмн фреза-

ш с разднш.'и схемами резашя. Пути повышения к;фектнвностл процессов резания материалов. /сс,науч.тр.у - Волгоград, 1990,-с.130-133.

2. Пятерсе.ч С.Д., Нарожных А.Т. Точность зус5чатых колес,нарезанных червячными фрезами с закругленной вершиной с измененной схемой розання. Волгоградский центр научно-технической информации. Волгоград, 1992.

3. Штерсен С.Д., Карошых А.Т. Зубофрезерование червячными фрезами с закругленной верейной о измененной схемой резания. -Волгоград, 1932.

4. Ппгзрсен С.Д., Нарокшх А.Т, Динамика зубофрезерованяя червячные фрезами с закругленной верииной с измененной схемой резания. //Дзп. в ВИНИТИ ПВО - М 92.

5. Питэрсэн С.Д., Нарожяых А.Т. Исследование точности зубчатых колес, нарезанных фрезами с закругленной вершной с прогрессивной и обычной схемами резакня. - -В сб.: Физические гро-цессы при резании металлсз. - Волгоград, 1993, С.74-78.

6. [Ьтерсен С.Д., Нароншх А.Т. Шероховатость боковых поверхностей зубьев колес, нарезанных червячными фрезами с закругленной г.ер:г.п;ой с обычней и прогрессивной схемами резания. - В сб.: йизэтэскне процесса прз резании металлов. - Волгоград, 199"., 0.79-82.

КССШО&ШИЕ СИЛИ Р23АНИН, ТО-ШОСШ И 1ЛЕР0Х0ВА10СГИ П0133РХНОСТИ 3У£ЧЗ КОЛЕС, НАРЕЗАННЫХ *ЕРй(ИШМИ С «РЕЗАШ С ЗАХРУГДЕНШШ ВЗЙШАШ С ПРОГРЕССИВНОЙ

СХЕ1.ЮЙ РЕЗАНИЯ

АВТОРЕФЕРАТ