автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Определение условий рационального применения твердосплавных зуборезных фрез и возможности повышения ими производительности процесса зубофрезерования

На правах рукописи

СКРЕБНЕВ ГЕРМАН ГЕОРГИЕВИЧ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИИЕНЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЗУБОРЕЗНЫХ ФРЕЗ И ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ИМИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА . ЗНБ0ФРЕЗЕР0ВАНИЯ

05.03.01 - Процессы механической и физико. технической обработки, станки и инструменты*

Автореферат

' диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук . .

Волгоград 1995

Работа выполнена в Волгоградском ордена Трудового Красного Знамени государственной технической университете.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор СМОЛЬНИКОВ.Н.Э.

Официальные оппоненты : доктор технических. наук, профессор

РЙДЗЕВИЧ С.П.,

кандидат- технических наук, доцент 4ЕРЕМ91Ш0В Н.Я.

Ведуцее предприятие - Волгоградский инструментальный завод .

Запита состоится 25 декабря 1995 г.в 10.00 часов в ауд.209 на заседании диссертационного совета К.063.76.04 Волгоградского ордена Трудового Красного Знамени, государственного технического университета.

Адрес университета : 400066, г.Волгоград, пр.Ленина,28.

С диссертацией мохнд ознакомиться в библиотеке Волго- -градского государственного технического университета.

автореферат разослан "____"____:___________ 1395 г.

У'.лшй секретарь диссертационного совета

БЫКОВ Ю.М.

ОБ?АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.Одним из эффективных путей роста производительности труда в аавинастроенни являетса интенсификация процессов

обработки за счет повывения резимоз резания. При зубонарезании

)

колес червячными фрезами это возвонно преаде всего благодаря создания новых конструкций высокопроизводительных инструментов для скоростного фрезерования и применению в качестве ревущего материала иеталлокерамических твердых сплавов.

Оснащение твердым сплавом червячных зуборезных фрез позволяет повысить скорости резания при зубофрезеровании с 20-35 м/кин до 130-200 м/мин, повысить точность и чистоту обработки, снизить себестоимость выпускаемых машин.

Учитывая, что' даяе небольвое увеличенив стойкости червячных зуборезных фрез и повышение производительности труда при зубонарезании приводит к значительному экономическому Эффекту, очевидна, насколько актуальна работа по созданию работоспособных червячнйх зуборезных $резЧособенно средних модулей),оснащенных твердым сплавом, и исследованию характеристик процесса зубофрезерования такими фрезами .

В основу работы полонены результаты аналитических и экспериментальных исследований, выполненных автором в лаборатории резария металлов кафедры-металлорежущих станков и инструментов Волгоградского государственного технического университета в 1977-1995.гг. Часть исследований выполнена такзе в механообра-батывашцих цехах Волгоградского ( хоздоговор 39/725-/5, N гос. регистрации 76018977) и Чебоксарского ( хоздоговор 12/585-81, Л гос.регистрации 81079557) тракторных заводов в соответствии

с комплексными научно-теготческими программами Министерства сельскохозяйственного мааиндстрозниа ЙНЗ-5/75 в ЙН5-33/01-77.

Цель работы. Исходя из неревенных до настоящего вракн::;: проблем теории и практики зубофрезерованкя, цельв проведения настоящей работы является повышение эффективности процесса зу-бофрезерования за счет применения" работоспособных конструкций твердосплавных зуборезных фрез среднего модуля и определение условий их рационального использования на основе комплексных экспериментально-аналитических исследований физических и технологических показателей процесса резания.

■ Реализация целей настоящей работы обусловила необходимость реиения комплекса взаимосвязанных задач.Основными из них является :

1) разраоотка теоретических основ для определения интенсивности деформации срезаемых слоев при резании двумя смехными ревуцими кромками зуба червячной зуборезной фрезы при / 0 и ^ / 0;

2) проведение стойкостннх исследований червячных твердосплавных фрез с цельв получения обобщенных зависимостей 'величины износа от конструктивных и технологических параметров;

3) проведение экспериментальных исследований составлявших силы резания при твердосплавном зубофрезерованкя колес из конструкционных сталей в зависимости от различных параметров обработки, включая исследование деформационного упрочнения обрабатываемого материала в условиях скоростного зубофрезерова-ния ;

4) исследование точности зубчатых колбе и вероховатости поверхности профиля их зубьев при обработке твердосплавными

фрезами.

Надчйая новизна работы состоит в том. что в результате комплексного исследования интенсивности деформации срезаемых слоев при резании трема смежными режуцими кромками'зуба фрезы и. характеристик процесса зубофрезерования червячными твердосплавными фрезами обоснована технологическая возможность нарезания нетермообработанных и термообработанных зубчатых колес из конструкционных сталей с высокой производительностью и высоким качеством.

Ремение проблемы применения твердосплавного зубофрезерования содеряит :

1) разработку теоретических основ определения геометрических параметров зубьев и конструктивных элементов твердосплавных зуборезных фрез,' а также реаимов резания;

2) исследование возмомности модификации профиля зубьев твердосплавных фрез по прогрессивной схеме резания;

3) определение путей снижения'неустойчивости процесса резания на основе изучения температурно-силового воздействия зубьев фрезы на деформируемые объемы материала заготовку и струнки.

Практическая ценность.5 результате выполнения комплекса аналитических и экспериментальных исследований процесса твердосплавного зубофрезерования рекомендованы пути повышения эффективности операций зубонареэания среднегабаритных зубчатых колес из конструкционных сгалей.Разработка и внедрение в производство технологичных и виброустойчивых сборных твердосплавных зуборезных фрез с монолитными взаимозаменяемыми, пластинками-зубьами модулей 2,5: 3; 5; 7; 12 мм конструкции Волгоградского государственного технического университета обеспечит повывение про-

изводительности при работе на оптимальных режимах резания в 3-4 раза.

Проведением комплексного исследования процесса скоростного зубофреэерования заверлен важнейвий этап цикла основных' научно-исследовательских работ, проводимых в ВолгГТУ -по созданию, изучении и внедрению в производство прогрессивных зуборезных инструментов. Итогом многолетних работ этого направления явилась система руководящих технических материалов (РТМ 23.5.3272 - 23.5.34-74,РТМ 23.5.41-75 - 23.5.52-75) и отраслевых стандартов (ОСТ 23.5.1298-79 - 23.5.1230-79) на червячные зуборезные и »лицевые фрезы с новыми схемами резания, в разработке которых автор принимал непосредственное участие.

йпробзпчя работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции в г.Жданове, 1980 г.; на научно-технической конференции в г.*данове, 1375 г„;а такае на. научно-технических конференциях, семинарах и объединенных заседагиях кафедр Волгоградского государственного технического университета, 1977 - 1995 гг.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 22 печатных работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и общих выводов по работе, списка использованных источников и четырех приложений.Содержит 241 страницу мавинописного текста, 38 рисунков, 36 таблиц, 152 наименования литературы и 23 страницы приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРШИЕ РЙБОТЫ Во введении обосновывается актуальность режения задачи по-вывения эффективности процессов зубофреэерования за счет созда-

ния,комплексного исследования и применения высокопроизводительных твердосплавных зуборезных фрез.

Глава 1.Состояние вопроса и задачи проводимого исследования. В первой главе приводится анализ отечественного и зарцбевно-го опыта применения существующих конструкций червячно-модульных зуборезных фрез, оснащенных твердыми сплавами, рассматриваются современные представления о причинах выкрашивания реаущих кромок таких Фрез, форн„лируатся цели и задачи диссертационной работы. -

В результате работ отечественных и зарубежных авторов на сегодня создано мнояество конструкций твердосплавных зуборезных червячно-модульных фрез, различающихся по назначению, точности, конструкции реаущих элементов, способу крепления зубьев.Однако серьезная проблема,одерживающая широкое применение твердосплавных зуборезных фрез и в отечественной практике зубонарезания нерешенная до настоящего времени,-это сколы и выкрашивания их реаущих кромок.На сегодняшний день известны инженерные пути борьбы с выкрашиваниями,но недостаточно разработаны научно-аналитические представления о решении этой проблемы.

Учитывая,что для повышения производительности операций зубонарезания целесообразность внедрения.процесса твердосплавного зубофрезерования доказана, целью настоящей работы явилось определение условий рационального использования работоспособных и виброустойчивых твердосплавных зуборезных фрез средних модулей на основе комплексных экспериментально-аналитических исследований стойкостных,силовых,точностных характеристик процесса зубонарезания ики, исследований высоты шероховатости боковых поверхностей нарезанных зубьев,а также физико-механичес-

них показателей процесса резамис.

Глава* ¿.0 деформациях срезаемых слоев при одноереаеназ« ре-закии несколькими смеаныыи ревуцими кромками инструмента.

Во второй главе приводятся результаты исследования процесса струакообразования при одновременном резании двумя- смежными ре-вуйими кромками зуба червячной зуборезной фрезы - вериинной и входной боковой, так как экспериментально установлено, что заметно превалирующее число сколов и выкрашиваний входных боковых регучих кромок зубьев червячных твердосплавных фрез является следствием взаимодействия потоков стружек, одновременно срезаемых именно вершинной и входной боковой реауцими кромками зуба.В процессе аналитического исследования прежде всего опре- • делались гчавные показатели интенсивности деформации материала в условиях несвободного резания, знание которых необходимо в первую очередь,- относительный сдвиг £ и коэффициент усадки . струзки К. Задача ае определек"я указанных показателей интенсивности деформации аргументированно сведена нами к расчету численных значений углов сдвига и сбега для вершинной и входной боковой ревущих кромок зуба червячно-модульной фрезы с помощью выведенной системы из четырех трансцендентных уравнений:

ЯпЬСОЬ^г- ХиО _ ^¿П У-, . ип&1 СО^(б-Уе) _ . .. -ил(6, + р т М'^к + ч со^со^Е-у.У^п Км^-У^пУл

4 - _ 0 ,

Сравнение деформации струяек, срезаемых тремя кромками зуба червячно-модульной фрезы,со свободный резанием указывает на значительно больную деформации при одновременной работе нескольких кромок. Особенно это относится к участкам режущего периметра, прилагающим к смежным торцам боковых струяек,где усадка в среднем в три раза выше,чем при свободном резании.Это значит,у зуба твердосплавной червяч.ю-модульной фрезы участок входной боковой реяущей кромки, прилегающий к вершинной кромке, и должен быть местом наибольшего числа сколов и выкрашиваний, что полностью подтверждено экспериментом.

Это значит, расчет деформаций срезаемых слоев при резании двумя (или тремя), смегными режущими кромками зуба червячно-мо-дульной фрезы при I) и $ / 0 является аналитической основой поиска основных причин появления сколов и выкрашиваний режущих кромок зубьев твердосплавных зуборезных фрез и путей управления процессом выкрашиваний,открывает возможности поиска направлений снижения теыпературно-силового уровня деформаций при ре- • зании путем создания инструмента с модифицированным профилем зубьев.

Глава 3. Стойкостные исследования червячных твердосплавных зуборезных фрез.

Цикл- стойкостных испытаний твердосплавных зуборезных фрез стандартной схемы резания проводился в- лабораторных условиях ВолгГТУ,а также в производственных условиях механообраба-тывавщих цехов Волгоградского и Чебоксарского тракторных заводов.

Исследовалась партия твердосплавных зуборезных фрез.скон-

струированных и изготовленных г йолгГТУ к оснащенных двумя марками твердого сплава: Т5К10 и Т15Н6.

Эксперимента проводились на зубофрезерноа станке мод.5312. Скорости резания I) и подачи 5о изменялись ступенчато,, принимая соответственно значения: 129,9; 164.8*. 203.9 м/мин-и 2. 3, 4, 5 мм/об, Направление подачи при зубофрезеровании встречное.

Исследование влияния основных факторов процесса зубофрезе-рования на стойкость фрез проводилось традиционным методом, основанным на поочередном варьировании отдельных независимых переменных при сохранении остальных неизменными, а затем методом многофакторного планирования эксперимента.

Результаты экспериментов обрабатывались методами математи- -ческой статистики. По результатам экспериментов были построены графики соответствующих зависимостей.

Влияние на износ скорости резания и подачи фрезы показано . на рис.1,2.

Зависимость износа зубьев фрезы от

скорости резания " .

- 11 -

Зависимость износа зубьев фрезы от от величины подачи

, мм/о

Рис.2

Принимая в качестве критерия затупления на операции чернового зубофрезерования износ по задним поверхностям,равный 0,9 мм, получаем уравнение стойкости твердосплавных зуборезных Фрез, оснащенных сплавом Т5К10, при обработке заготовок зубчатых колес из стали в виде

Проведенные исследования твердосплавного зубофрезерования" показали,что при работе твердосплавными зуборезными фрезами,оснащенными традиционными (а не специальными) марками твердых сплавов,на зуборезных станках,рассчитанных на зубофрезерование быстрореаущими фрезами,при выборе режимов резания,на наш взгляд, речь долина идти о определении рациональных режимов зубофрезерования по условию стойкости инструмента.С этой точки зрения зубофрезерование конструкционных сталей твердосплавными зуборезными фрезами, оснащенными сплавом Т5К10, экономически целесообразно осуществлять со скоростью резания 140-180 м/мин при подаче 3-4 мм/об.

И наконец,е третьей'главе работы при исследовании процесса твердосплавного зубофрезврования экспериментально обоскогеш имеющие место две конкурирующие тенденции выбора решения о возможности создания кодифицированных схем резания применительно к червячным твердосплавным фреза»,С одной стороны;наличие стесненных условий схода струвек по передней поверхности зубьев фрезы предопределгет необходимость разделения сложных П-об-разных и Г-образных струвек на элементарные, что, помимо увеличения стойкости, приведет и к полному отсутствии сколов и выкрашиваний,С другой стороны,вязкое течение.материала в зоне контакта потоков струвек, связанное с высокой температурой резания, 'сводит к минимуму дополнительные деформации от их взаи-' модействгч. Следовательно,известные модификации профиля зубьев фрезы, облегчающие условия схода смежных потоков стружек, не приведут к должному эффекту.

Глава 4. Зкспериментальныг ис следования составлявших силы резак 'я при зубофрезеровании колес червячными твердосплавными фрезами.

Большой практический интерес представляет оценка величины сил, возникающих при твердосплавном зубофрезеровании.

Известно, что изменение факторов процесса резания в разной степени влияет на окружную силу и на другие составляющие силы резания.Из этого следует,что необходимо знать не только зависимость составляющих силы резания от окружной силы, но и зависи-

У

мости их от факторов процесса резания. 6 этой связи используемая в экспериментах динамометрическая установка была разработана именно для одновременного изменения указанных составляющих силы резания.Исследования проводились при встречном и попутном

- 13 - -

зубофрезеровании с подачами на оборот заготовки 1, 2, 3, 4 и 3 мы и скоростями резания 130, 165 и 204 м/мин. Зубофрезерованиа осуществлялось червячно-модульньши фрезами, оснащенными твердыми сплавами TSK10, Т15К6, ВК8 и ТТ7К12. Передний угол зубьев Фрез принимал значения -15°,-25°,-35е и -45°.

В результате экспериментов были получены слецц'вщие обобщенные зависимости трех составляющих силы резания при зубофрезеровании зубчатых колес из конструкционных сталей твердосплавными фрезами :

для встречного зубофрезерованиа Ptsax -- 2.4?. 1 (ЛU"''M.S°,7i. ш0'72 z*'"3.К у Дизн, й ; Pyiax = 2,00.10S. USa72-.в0*25 z0,flS Д у . Кизн, Н : Ромах =.1,44.10\u"*U.sf!Дизн, н':

для попутного зубофрезерованиа Ptaax - 2.2b.10J.ü~e,^8.So7i.a°'72zi|M.Ky Дизн. Н; Рунах = 5.?3.lOl.ü^Se.S0a47.B0'90z°'16.Kt Дизн. Н; Ровах -- 6.70. iО1. (Г0'"Ь'с°'65.г0'03 К t . Кизн, Н :

Полученные формулы подтверждают факт незначительного влияния на силу резания скорости резания и числа зубьев нарезаемого зубчатого колеса.

В работе представлены некоторые результаты комплексных исследований,позволяющие установить связи температурно-силовых условий с эффектами деформационного упрочнения и разупрочнения . материалов, возникающих в процессе зубофрезерования твердосплавными зуборезными фрезами.Исследовалась микротвердость поверхностных слоев боковых поверхностей зубчатых колес,нарезанных червячными твердосплавными зуборезными фрезами.В качестве критерия

оценки степени влияния упрочнения поверхностных слоев обрабатываемых материалов принимался коэффициент деформационного упрочнения, представлявший собой отноиение микротвердости яоверд-ностных слоев материала на глубине 50 нкм к микротвердости материала в исходном состоянии (в сердцевине}.

Проведенные исследования микротвердости показывают, что при увеличении подачи (объема срезаемого слоя) при^зубообработке во всем исследованном факторном пространстве деформационное упрочнение поверхностных слоев металла зубчатого колеса монотонно увеличивается,С увеличением подачи отмечено незначительное снижение уровня упрочнения ливь на входной стороне зуба при скорости зубофрезерования 130 м/мин .

солее слоаная зависимость микротвердости и коэффициента деформационного упрочнения материала от скорости резания (скорости пластического деформирования) при зубофрезеровании (на примере деформационного эффекта на выходной стороне зуба колеса) показана на рис.3. Там ге представлена зависимость и тангенциальной составляющей усилия резания и температуры от. скорости резания .

Представленные экспериментальные данные могут служить ос- , новой для назначения рациональных рехимов скоростного зубофрезерования по критерию качества поверхностного слоя зубьев колес и пределу выносливости в процессе их эксплуатации.

Зависимость.микротвердости Н С 1,5),коэффициента деформационного упрочнения К (2,6),усилия Pt (3,7) и температдры в (4,8) от скорости резания

Рис.3

Глава 5.Точность зубчатых колес и шероховатость поверхности профиля их зубьев при обработке твердосплавными зуборезными -фрезами.

Применительно к сборным твердосплавным зуборезным фрезам разработанной конструкции одним из важнейших является вопрос, достаточна ли будет точность зубчатых колес,нарезанных твердосплавными червячными зуборезными фрезами из нетермообработанных конструкционных сталей,для последувщего шевингования,а при нарезании термообработанных колёс сможет ли по точностным параметрам процесс твердосплавного зубофрезерования заменить дорогостоящий процесс зубоилифования.В этой связи в настоящей работе произведена оценка точности.нарезаемых зубчатых колес комплексными показателями по трем независимым нормам - кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев в передаче.

- 16 - •

Результаты экспериментов показывают,что с увеличением подачи величины всех показателей точности возрастает, независимо от направления подачи при зубофрезеровании. Наибольшее влианяг; подача оказывает на погрешность направления зуба - Р^г,Кроме того точность зубчатых колес,-нарезанных твердосплавными зуборезными фрезами, повышается с увеличением модуля нарезаемого колеса, тогда как при зубофрезеровании фрезами из* быстрорежущих сталей - уменьшается,

Ькорость.резания оказывает существенное влияние на показатели кинематической корны точности.

влияние на показатели точности нарезаемых зубчатых колес величины переднего угла зубьев и степени затупленности зубьев Фрезы было исследовано в серии дополнительных экспериментов, заключавшихся в нарезании зубчатых колес.модуля 4 мм с числом зубьев 1Ь из стали 40Х со скоростью резания 130 м/мин и .подачей 5 мм/об фрезами с передними, углами -15°; -35е и -45° и степеньЕ затупленности ревущих кромок 0,25; 0,50 и 0,?5 мм.

Значительного влияния исследованных факторов на показатели . точности зубчатых колес не выявлено.

Ь целом полученные результата указывают,что точность зубчатых колес, нарезанных скоростным зубофрезерованием несколько выше точности зубчатых колес,нарезанных быстроревущики фрезами. Значения принятых показателей точности во всем исследуекок диапазоне технологических факторов не выходят за пределы 10-й степени точности, а для опткальных скоростей 130-150 м/мин и подач 3-4 мм/об - за пределы И-й степени точности.

По результатам измерения шероховатости боковых поверхностей зуоьев,нарезанных в условиях скоростного зубофрезерования.сдела-

на следувщие выводы.Во-первнх, вероховатость 9.г при встречном зубофрезеровании не превышает 17,0 мка, что соответствует 5-му классу чистоты, а при попутном зубофрезеровании - 7,3 мкм, что соответствует 6-му классу чистоты. Большинство значений Нг при встречном направлении подачи соответствует 6-му классу.чистоты, а при попутном - 7-му.Больвие скорости резания твердосплавными Фрезами обеспечивают высокую чистоту поверхности зубьев, на 2-3 класса выше, чем при обработке фрезами из быстрорежущей стали. Твердосплавные зуборезные фрезы можно рекомендовать в качестве отделочного инструмента для чистового нарезания зубчатых колес. Во-вторых.с увеличением скорости резания высота микронеровностей уменьшается.В-третьих, увеличение модуля нарезаемых зубчатых колес и подачи при зубофрезеровании ведет к улучшении чистоты боковых поверхностей зуба,а увеличение числа зубьев колеса - к увеличения 1^.Эти закономерности объясняются также ростом температурно-с'илового воздействия фрезн на деформируемые объемы материала заготовки.В-четвертых,при скоростном зубофрезеровании чистота поверхности практически не зависит от изменения переднего угла зубьев фрезы, материала и износа фрезы и обрабатываемого материала. Подобная закономерность отмечена в ряде работ по исследовании процесса зубофрезероэания фрезами из быстрорежущих сталей.

Чистовая лезвийная обработка закаленных зубьев твердосплав-ныи инструментом все шире применяется в производстве зубчатых колес. £е производительность выше производительности зубожлифо-вания. Эта обработка повышает качество • поверхностного слоя зубьев, расширяет области принемения закаленных колес. Достигается 7-9-я степени точности и параметр шероховатости обрабо-

- 18 -

танной поверхности Ка < 1,25 вкм.

Для выяснения вопроса, сопоставила ли точность зубчатых колес, зубофреэерованных после их термообработки фрезами разработанной конструкции, с точностьв колес, «лифуемих после термообработки, автором проведены проаааленкые испытания процесса твердосплавного зубофрезерования■ термообработанных зубчатых колес. ■ *

При скорости резания 58 к/мин и подачах 0,6-1,0 мм/об на станке РГа^ег мод.Р-630 (с высокой жесткостьи несущей системы )в механическом цеэ£е N 2 Чебоксарского завода промышленных тракторов фрезеровались зубчатые колеса с числом зубьев г=45 модуля 4 мм, термообработанные до твердости ННСэ 58-63. Припуск на обработку составлял 0,1-0,3 мм на сторону зуба.

1'опоставы машинное время : 56 минут - обработка одного венца зубошлифованием червячным шлифовальным кругом на станке Ке1зЬаиег иодЛВ и 12.5 минут - зубофрезерованием .

Основные результаты по точности нарезаемых термообра-ботанных зубчатых колес представлены в табл.1.

- Таблица 1

Результаты обмера деталей

Контролируемые показатели точности Фактичеа допускаемая технологическим процессом гая погрешнос после зубошли-фования •ть, мм после зубофрезерования

Погрешность профиля .' Погрешность на-• правления зуба 0,022 0,020 0,015-0,020 0,004-0,008 0,010-0,012 0,002-0,004

Иероховатость обработанной поверхности КагО.63 мкм

Представленные результата проявленного опробования показы-вавт, что и по параметрам точности нарезаемых термообработанных зубчатых колес зубофрезерование твердосплавными фрезами может служить otдeлoчнoft операцией в производстве зубчатых колес. • ОБРЕ ВЫВОДЫ

Основные результаты исследования состоят в следующем.

1.Разработанные математический аппарат и программа автоматизированного расчета главных показателей интенсивности деформации срезаемых слоев при резании двумя смежными режущими кромками (входной и вервинной) зуба червячной зуборезной фрезы при ¡5" / 0 и ^ / 0 являются научно-теоретическими основами обоснования и выбора геометрических параметров зубьев и конструктивных элементов твердосплавных зуборезных фрез, а также регионов зубофрезерования.

2. На величину износа твердосплавных зуборезных фрез влияют скорость резания, подача, время работы фрезы, модуль и число зубьев нарезаемого зубчатого колеса. Наибольшее влияние оказывают скорость резания и модуль нарезаемого колеса. Выведенные эмпирические зависимости максимального износа от скорости резания, подачи, времени работа, модуля и числа зубьев нарезаемого зубчатого колеса позволяют назначать оптимальные технологические параметры обработки, что позволяет, увеличить в 3-4 раза производительность на зуборезных операциях.

3. Разработанная конструкция сборных твердосплавных зуборезных фрез с взаимозаменяемыми поворотными монолитными пластин-кааи-зубьями,созданная для зубофрезерования зубчатых колес под последующее иевингование, вполне работоспособна, надежна в эксплуатации и технологична в изготовлении.

4. Металлографическим анализом стружки П-образной формы, полученной при твердосплавном зубофрезеровааая от кшСсяев мгновенных зубьев фрезы, а также исследованием микротвердости боковых поверхностей зубьвв колес, нарезанных твердосплавными фрезами, подтверждено наличие стесненных условий резания для зубьев фрезы, работавших тремя смежными режущими кромками, неустойчивого характера стружкообразования и высокого уровня температурно-силового состояния зон стружкообразования и взаимодействия сходящих от смежных режущих кромок зуба фрезы потоков стружек.

'5.Экономически целесообразными .следует признать следующие, режимы зубофрезерования червячными фрезами со стандартной схе- • мой резания, оснащенными твердым сплавом Т5К10: скорость резания 140-160 м/мин, подача на оборот заготовки 3-4 мм.

6.Выведенные эмпирические зависимости максимальных значений составляющих силы резания Р^ Ро и Ру от факторов режима резания и Бо), модуля, числа зубьев и материала нарезаемых колес, величины переднего угла, степени затупленнпсти и материала фрезы позволяют назначать оптимальные технологические параметры обработки и количественно определить степень влияния каждого из указанных факторов. Выведенные зависимости могут быть использованы для обоснованного расчета зуборезных станков, предназначенных для скоростного зубофрезерования, приспособлений к ним, а также самих твердосплавных зуборезных фрез.

7.С целью определения оптимальных режимов зубофрезерования по параметрам качества поверхностных слоев зубьев нарезаемых колес исследовано влияние технологических факторов обработки -на микромеханичес^ие свойства обрабатываемого, материала. В ре-

зультате исследования.степени деформационного упрочнения поверхностных слоев металла зубьев показано,что при увеличении скорости., зубофрезерования до уровня 200 м/мин величина микротвердости-металла на глубине 50 мкм от поверхности на 36-105 X выее.чем в сердцевине зуба.

И.Применение сборных твердосплавных зуборезных фрез,наряду с'увеличением производительности обработки,обеспечиваёт требуемую (под вевингование) точность, стабильность размеров и высокое качество поверхности зубьей нарезаемых колес..

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1.Медведицков С.Н..Скребнев Г,Г. Опыт применения твердого сплава при зубофрезеровании колес средних модулей, // Оптимизация процессов резания труднообрабатываемых материалов лезвийным инструментом : Сб.науч.тр. / Общество "Знание", УССР,- , Киев, 1978,- 0.41-43.

2.Медведицков С.Н.,Скребнев Г.Г. Опыт применения твердого сплава Т5К10 при черновом зубофрезеровании колес из конструкционных сталей Л Технология машиностроения и автоматизация производственных процессов / Волгогр. политехи.ин-т.-Волгоград, 1378,- С.158 - 164.

3.Медведицков С.Н..Скребнев Г.Г. Исследование износа червячных твердосплавных фрез при черновом зубофрезеровании колес из конструкционных сталей // Исследование зубообрабатывавщих станков и инструментов,- Саратов, 1981,- С,47-51,

4.Фрезы червячно-модульные цельные с прогрессивной схемой резания.Конструкция и размеры:Руковод,техн.материалы 23.5,33-72

- 23.5.34-72 / Медведицков СЛ.,Смольников Н.Я..Скребнев Г.Г.и др.-Волгоград : Ниане-Волв.ЦНТИ.ШЗ.- 11 с,

5.Фрезы червячные цельные однозаходные для эвольвента»«, цилиндрических зубчатых колёс' с прогрессивкой скшюй резания. Конструкция и размеры : ОСТ 23.5.1298-79. Отраслевой стандарт / Медведицкоэ С.И..Смольников Н.Я..Скребнев Г.Г. и др.-Офиц.изд.

- К..1980.- 36 с. ■ ' ь '

6.Фрезы червячные сборные для эвольвентных цилиндрических зубчатых колёс с прогрессивной схемой резания. Конструкция и размеры : ОСТ 23.5.1299-79. Отраслевой стандарт ■/ Иедведицков С.Л., Смольников Н.Я., Скребнев Г.Г. и др.- Офиц.изд.- И.,1380.

- 26 с.

7.Фрезы червячные для эвольвентных цилиндрических зубчатых колёс с про.рессивной схемой резания. Проектирование и технология изготовления : ОСТ 23.5.1300-73. Отраслевой стандарт / Недведицков С.Н., Смольников Н.Я., Скребнев Г.Г, и др.- Офиц. изд.- «.,1980,- 24 с.

«.Смольников Н.Я..Скребнев Г.Г, Исследование влияния техног ч логических параметров процесса резания на силы, ь^никаящие в

процессе несвободного и свободного резания при точении резцом трапецеидального профиля. - Волгоград, 1389,- 12 е.- Деп.во ВНИИТЗМР 03.07.89, N181.

Э.Смольников Н.Я..Скребнев Г.Г. Исследование влияния геометрических параметров инструмента на силы,возникающие в процессе несвободного резания при точении резцом трапецеидального профиля.- Волгоград, 1989'.- 10 е.- Деп.во ВНИИТЭНР 15.08.89, N 245.

Ю.Медведицков С.Н., Скребнев Р.Г, Исследование силовых закономерностей при зубофрезеровании колёс твердосплавными фрезами

// Прогрессивные методы обработки труднообрабатываемы* материалов на металлорежущих станках : Тр. Всесоиз.конф,- 1данов, 1380.

- С.11-12.

Н.Савтин Г.И.,Скребнев Г.Г. Об эффектах деформационного упрочнения обрабатываемого материала в условиях зубофрезерования // Трение и износ.- Минск,1931.- Вып.4.- С.744-747.

12.Скребнев Г.Г.,Ананьев Я,С. Точность зубчатых колёс и шероховатость поверхности профиля зубьев при обработке.твердосплавными фрезами среднего модуля // Обработка деталей машин резанием : Сб.науч.тр./Волгогр.политехн.ин-т,- Волгоград, 1988.

- С.74-77.

Скребнев Герман Георгиевич

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЗУБОРЕЗНЫХ ФРЕЗ И ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫВЕНИЯ ИМИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 20.II.95r, Заказ N 623 . Тирав 100 экз. Формат 60x84 1/16 . Нсл.печ.л.1.0. Бесплатно.

Меввузовский ротапритннй участок Волгоградского ордена Трудового Красного Знамени Государственного технического -университета.Волгоград,66,ул.Советская, 35.