Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса

Брусов, Сергей Иванович

Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса

кандидата технических наук: Брусов, Сергей Иванович
город: Орел
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.03.01

Диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении на тему «Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса"

На правах рукописи

тр

БРУСОВ СЕРГЕИ ИВАНОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЗВИИНОИ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической

и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел 2003

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» Орловского государственного технического университета.

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Тарапанов Александр Сергеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Протасьев Виктор Борисович

кандидат технических наук Дерли Александр Николаевич

Ведущее предприятие ОАО «Погрузчик» (г. Орел)

Защита диссертации состоится «18» декабря 2003 г. в 12 часов в ауд. 212 на заседании диссертационного совета Д 212.182.06 по адресу: 302020, Россия, г. Орел, Наугорское шоссе, 29, главный корпус, ауд. 212.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета.

Автореферат разослан «14» ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Василенко Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Детали и изделия, рабочие и вспомогательные поверхности которых описаны по винтовым образующим широко применяются в современном машиностроении.

Процесс механической обработки винтовых поверхностей характеризуется большим разнообразием деталей и изделий, различающихся отношением длины к диаметру, конфигурацией профиля, углом подъема винтовой линии, и, следовательно, большим количеством различных кинематических схем и методов обработки; сложностью профилирования режущих кромок инструмента, в особенности для обработки винтовых канавок с большим углом подъема винтовой поверхности и криволинейным профилем; высокими требованиями к качеству обработанной поверхности, к кинематической точности и погрешностям профиля даже на этапе предварительного формообразования.

Проведенные исследования в данной области позволяют рассчитать профиль инструмента для обработки винтовой поверхности и параметры его установки с достаточно высокой точностью. Однако исследования, посвященные анализу влияния технологических параметров на производительность и качество обработки, давали рекомендации, применимые для конкретных винтовой поверхности и метода обработки в узком диапазоне режимов резания. Внедрение в производство винтовой поверхности другого профиля и конфигурации или применение новой схемы резания, появление новых инструментальных и обрабатываемых материалов заставляет проводить трудоемкие и дорогостоящие исследования по определению режимов резания, степени их влияния на точность и шероховатость поверхности заново.

Вследствие этого необходимо проведение теоретического исследования влияния метода и режима обработки, а также параметров винтовой поверхности на кинематические, силовые характеристики процесса, шероховатость получаемой канавки, износ инструмента и производительность процесса.

Решение данной задачи возможно при комплексном анализе параметров винтовой поверхности, физико-механических свойств инструментального материала и материала заготовки, геометрических параметров инструмента и заготовки, кинематических и динамических характеристик процессов обработки винтовых поверхностей, что позволит сделать адекватный выбор метода обработки и сочетания режимов резания для конкретной винтовой поверхности, обеспечивающих получение требуемых показателей качества и максимальной производительности процесса.

Цель работы. Повышение кинематической точности и шероховатости винтовых поверхностей и производительности лезвийной обработки на основе методики комплексного анализа геометрических, кинематических и силовых параметров процесса.

БИВЛИОТаКА С-Пек

; оэ мо,

подобия при резании металлов, учения об инженерии обработанной поверхности, положений технологии машиностроения и теории резания, а также основных положений проектирования экспертных систем. Экспериментальные исследования проведены на действующем технологическом оборудовании в лабораторных и реальных производственных условиях с последующей обработкой полученных результатов с помощью статистических методов анализа данных на ' ПК.

Автор защищает:

1. Математическую модель процесса лезвийной обработки винтовых поверхностей, включающую в себя описание движения режущего лезвия инструмента, зависимости для определения кинематических и динамических характеристик процесса, позволяющую производить анализ схем резания различных методов обработки.

2. Результаты анализа кинематических и силовых характеристик процессов лезвийной обработки винтовых поверхностей.

3. Методику комплексного анализа процесса лезвийной обработки винтовой поверхности, позволяющую выбрать метод обработки, геометрические параметры инструмента и режим резания для конкретной винтовой поверхности, обеспечивающих получение требуемых показателей качества, износостойкости инструмента и производительности процесса.

Научная новизна работы. Разработана методика комплексного анализа параметров процессов лезвийной обработки винтовых поверхностей, включающая в себя математическое отображение движений лезвий инструмента и обрабатываемой заготовки, геометрические параметры срезаемых слоев материалов, кинематические изменения геометрических параметров режущих лезвий, изменение сил резания и упругих отжатий технологической системы, для определения точности и шероховатости поверхности, износа инструмента и производительности для существующих и вновь создаваемых методов обработки.

Практическая ценность работы заключается:

" в разработке методики комплексного анализа параметров процесса обработки винтовых поверхностей, позволяющей разрабатывать рекомендации по выбору такого сочетания метода, геометрических параметров инструмента и режимов обработки, обеспечивающего повышение производительности процесса и получение допустимых параметров качества поверхности, применимой для винтовой поверхности с произвольными геометрическими параметрами;

■ во внедрении со значительным технико-экономическим эффектом прогрессивных технологических процессов, включающих рекомендуемые режимы, способы обработки и конструкции инструмента при обработке винтовых поверхностей роторов ведущих и роторов ведомых трехвинтовых насосов ЗВ16/2,5 на ОАО «Ливгидромаш».

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы в учебном процессе при чтении курса «САПР ТП» в ОрелГТУ, а также апробированы и внедрены на ОАО «Ливгидромаш» при обработке винтовых канавок роторов ведущих и роторов ведомых трехвинтовых насосов ЗВ 16/2,5.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - «Тес1то1о§у-2000, 2001, 2002» (Орел, 2000-2002), на 5-ом международном симпозиуме украинских инженеров-механиков (Львов, 2001), на 5-ой международной научно-технической конференции «Техника и технология сборки машин» (Жешов, Польша, 2000), на международном симпозиуме «Механизмы и машины периодического и ударного действия» (Орел, 2000), международной научно-технической конференции «Высокие технологии в машиностроении» (Самара, 2002), международном научно-техническом семинаре «Современные проблемы подготовки производства, обработки и сборки в машиностроении и приборостроении» (Киев, 2003), на научных конференциях ОрелГТУ в 1999 - 2003 гг. и Др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, включая 2 патента Российской Федерации на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 109 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 195 страниц текста, в том числе 174 страницы основного текста, включает 32 рисунка, 4 таблицы и 5 приложений.

Автор выражает благодарность профессору кафедры «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» ОрелГТУ, к.т.н. Г.А. Харламову за помощь и консультации при выполнении диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика работы, обосновывается актуальность исследований, направленных на совершенствования лезвийной обработки винтовых поверхностей, сформулированы научная новизна, практическая ценность работы, а также изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ работ, посвященных вопросам лезвийной механической обработки винтовых поверхностей.

Лезвийная обработка винтовой поверхности достаточно сложный с точки зрения кинематики процесс. Однако исследования данного процесса до настоящего времени носили частный и непоследовательный характер, что не позволяло его подвергать всестороннему анализу.

К особенностям процесса нарезания винтовых канавок можно отнести следующее: большое разнообразие деталей и изделий, рабочие поверхности которых описаны по винтовым образующим, различающих соотношением длины к диаметру, конфигурацией профиля, углом подъема винтовой линии; сложность профилирования режущих лезвий инструмента, в особенности для обработки винтовой канавки с большим углом подъема винтовой поверхности и образованной из отрезков кривых; высокие требования к качеству обработанной поверхности, к кинематической точности и точности профиля.

Исследования в области механической обработки винтовых поверхностей в разное время проводили: Д.Ф. Балденко, Е.С. Виксман, В.А. Гречишников, Жмудь А.Е., Илюхин С.Ю., A.B. Косысин, Г.Н. Кирсанов, С.И. Лашнев, B.C. Люкшин, Э.Л. Мархасин, B.C. Петросянц, В.Б. Протасьев, Г.Н. Сахаров, A.C. Тарапанов, Г.А. Харламов, H.H. Щегольков, М.И. Юликов и др.

Достаточно полно исследованы вопросы определения профиля и параметров установки инструмента для обработки винтовых канавок. Существующие аналитические и графоаналитические методики профилирования обеспечивают достаточную точность расчета профиля режущих лезвий инструмента, позволяют выявить подрезы на профиле винтовой канавки и компенсировать их.

В то же время исследования кинематических и динамических характеристик носили частный характер, так как определялись данные параметры при обработке винтовой канавки с небольшим углом подъема винтовой поверхности (до 10-12°) инструментом с прямолинейными режущими кромками, что не позволяет распространять результаты данных исследований для канавок с другими параметрами.

Вследствие этого необходимо проведение теоретического исследования и выработки рекомендаций для различных методов обработки винтовых поверхностей с произвольным углом подъема, диаметром и профилем.

Для достижения поставленной цели в настоящей работе предполагается решить следующие задачи:

- разработать математическое отображение схемы резания для методов обработки винтовых поверхностей, учитывающее геометрические параметры винтовой поверхности и инструмента и кинематику их перемещений относительно друг друга, и позволяющей определить положение точек режущего лезвия инструмента в пространстве;

- провести анализ кинематических характеристик процесса обработки винтовых поверхностей, включающий в себя расчет толщины срезаемого слоя и рабочих углов по периметру режущего лезвия на основе разработанного отображения схемы резания;

- определить величину составляющих силы резания, установить их зависимость от метода обработки, геометрических параметров инструмента и режимов обработки;

- исследовать влияние колебаний составляющих силы резания на погрешности получаемой винтовой поверхности;

- определить зависимости для расчета величины шероховатости обработанной винтовой поверхности;

- дать экспериментальную оценку адекватности и применимости полученных теоретических зависимостей;

- выработать практические рекомендации, направленные на снижение погрешностей и шероховатости винтовой поверхности и на повышение производительности процесса.

Во второй главе разработано математическое отображение кинематической схемы резания обработки винтовой поверхности при различных методах

обработки в трехмерной системе координат, описывающее положение любой точки режущего лезвия в любой момент времени относительно номинальной поверхности.

Уравнения перемещения точек режущих лезвий инструмента удобнее всего представлять в параметрической форме.

Математическое отображение схемы резания при обработке винтовой поверхности дисковой фрезой (рис.1):

jc = (p(i)cos ю + r,sin<p(F)sinco + pq>(s);

У = К ~ricos фИ]«я <p(s)--[(p(/..)sin d>-7¿smcp(F)cos cojsincp^);

z = [Аш-r, cos ф (V)]sin <p(S)+ + [cp(Z.)sin ю - r¡ sin 9(f)cos <b]cos<p(s),

где ф(г) - параметр движения резания; tp(s) - параметр движения подачи; <p(¿) - параметр режущего лезвия инструмента (расстояние от i-oro сечения фрезы до ее плоскости симметрии ); г, - радиус фрезы в i-ом сечении; Аа - расстояние от оси фрезы до оси винтовой поверхности; р -винтовой параметр; со - угол подъема винтовой линии. Рис. 1 - Схема обработки винто-

вой поверхности дисковой фрезой Изменение cp(i) дает возможность воспроизвести профиль режущих лезвий зуба инструмента, изменение ср(к), cp(S) - перемещение профиля в соответствии с кинематикой обработки винтовой поверхности.

Вектор, в направлении которого измеряется толщина срезаемого слоя а, перпендикулярен к плоскости, касательной к поверхности резания в рассматриваемой точке:

a = {ax;aY;az}, где составляющие данного вектора

Х ^Эф(к) dx 5ср(5) dx X <Лр(£)

Its смущм плоскость

- sin <p(k)cos со cos (f^S) + sin tocos ф(5)

dz dq(v) dz d<p(s)'

Эср(V) dx dq>(5) dx

Ml)

(sin (p(K)cos ю sin <p(S) - cos (f^t7 )cos <p(5))- sin a sin (p(5)

( dz d<p(v) dz MS)V dr • irr\ -ar=\—4 ' + —, . —r-rsmffi(F)sinco + cos<»

r dx ap(5) dx JU<p(£)

J dx dqjy) | dx <ftp(S) dz + ap(s) dx

(cos ф(к)вт ф(5)+sin (p(F)cos ю cos ф(5))+sin ra cos ф{S)

d^L)

- eos (p(F)cos ф(5))- sin o sin ф(5)

f dy dyjv) | dy dq{sj)

dx 5ф(S) dx

x . sin ro(K)sinm +cosa |. [d^L) ^ ' )

Спроектировав на направление вектора скорости перемещения в направлении движения подачи вектор а, получаем абсолютную величину толщины срезаемого слоя. При анализе схемы резания не фиксировались толщины в точках режущего лезвия с зазорами (а < 0) и точках, где не выполняется условие

ijx? + yf + zf <0,5 dH (где d„ - наружный диаметр винтовой поверхности).

Исследование динамических процессов при лезвийной обработке винтовой поверхности проводилось путем определения удельных сил резания ЛPz и АРу, и дальнейшим суммированием проекций произведений удельной силы, возникающей на данном элементарном участке режущего лезвия, на длину этого участка, на соответствующие координатные оси.

Выражение для определения составляющих силы резания имеет вид:

Pr=Z АРУ cos a cos (о AbKCJ¡;

Рх =XA/ysinüsinc¡> АЬКа, где APz,APr - удельная сила резания, приходящаяся на единицу длины режущей кромки; Дb ~ элемент длины режущей кромки, в пределах которого значения а, а, у считаются неизменными; Кся - коэффициент сложности формирования стружки, учитывающий условия стружкоообразования при несвободном резании; ст - угол между межосевым перпендикуляром и нормалью к режущему лезвию в пределах рассматриваемого элемента.

Теоретические расчеты составляющих силы резания, возникающей при обработке винтовой поверхности проведены для фрезерования дисковой фрезой и обработки охватывающей головкой ротора ведущего трехвинтового насоса ЗВ 16/2,5 с параметрами: профиль боковых поверхностей винтовой канавки описан по укороченной эпициклоиде; число заходов к = 2; угол подъема винтовой поверхности ю=0,7536 рад, наружный диаметр dH = 55 мм, внутренний диаметр

с!е = 33 мм, шаг винтовой линии /'=110 мм; материал заготовки - сталь 18ХГТ, геометрические характеристики инструментов у=0, а=10°, частота вращения л1 200 об/мин (рис.2-5).

Рве. 2 — Составляющие силы резания при обработке винтовой поверхности дисковой фрезой

(гф = 4; 5г =0,25мм/зуб; 2=12)

р„н

4000

р., Р„ Н

( » ч ч. -— —

431 -Л 05

Рг ~ •

0 0 05 01 Ру - - - Рх

1500 1250 1000 750 500 250 0

•250

♦м, рад

Рис. 3 - Изменение силы резания за один рез дисковой фрезы при обработке винтовой поверхности

(Гф/с/ = 1,35; 5г =0,25 мм/зуб; 2=12)

р„ ор„ н

1200

03 мм/зуб

•РРх

Рис. 4 — Составляющие силы резания при обработке винтовой поверхности охватывающей головкой

(Гф/с! = 5; 5г =0,3 мм/зуб; у=40 м/мин;

г=6)

Рис. 5 — Максимальные значения составляющих силы резания Р2 и Ру и амплитуда колебаний составляющей

Рх (обработка дисковой фрезой; 2=12; -гф!<1 = 4;.....~гф1<1 = 1,35)

На величины толщины срезаемого слоя и силу резания при обработке винтовой поверхности основное влияние оказывает подача на зуб и размер инструмента (для дискового инструмента). Увеличение диаметра фрезы с 100 до 250 мм приводит к уменьшению угла контакта с 0,88 до 0,35 рад, при этом средняя по периметру режущего лезвия толщина увеличивается на 30%, а пиковые зна-

чения составляющей силы резания Pz возрастают с 3000 до 3750 Н. Повышение подачи с 0,1 до 0,35 мм/зуб вызывает увеличение всех трех составляющих силы резания в 1,15 раза.

Погрешности, возникающих при обработке винтовых поверхностей, главным образом определяются амплитудой колебаний составляющих силы резания, обуславливающей упругие отжатая технологической системы, и видом зависимости силы резания от угла поворота инструмента в период работы зуба, определяющим динамическую составляющую погрешностей.

Действие силы резания при обработке винтовой поверхности вызывает из-гибные динамические деформации заготовки, изгибные деформации фрезерной оправки, а также упругие отжатая заготовки и оправки вследствие конечной жесткости опор. Суммарная погрешность обработки определится как сумма следующих составляющих: упругое отжатие оправки, отжатие заготовки, динамический прогиб оправки и динамический прогиб винта.

Динамический прогиб заготовки можно определить, рассмотрев дифференциальное уравнение колебаний механической системы с одной степенью свободы при наличии диссипативных сил. При этом сила резания Р(х) действует с частотой юв.

Решение этого уравнения для случая действия произвольной силы Р(х) представляет собой интеграл Дюамеля. В общем случае величину динамических перемещений заготовки можно определить методами численного интегрирования.

Частные решения при нулевых начальных условиях (/(х0)=0) для обработки винтовой поверхности дисковым инструментом:

^max exp^l - ~ l TiJ

тх1 toef+fW-T" 2\ J kF+f^-fl V. xiJ

для обработки концевой фрезой

eJi-f) _ 71 ^COS—X + л ^ . л к л (л ^ —+<ac sin—t qcos—x- —~©c 4To J To To VT0 J . Л sm—x to

2m ( \2 f \ Л _2 n — + ©c £ +--ooc lT0 } VT0 2

где т0- длительность импульса; Т1- время нарастания импульса; В, - относительный коэффициент затухания колебаний; юс — частота собственных колебаний; т - приведенная масса заготовки; Ртах - максимальное значение силы резания в период реза зуба.

Анализ полученных зависимостей (режимы обработки 5г=0,1 мм/зуб; л=200 об/мин (дв.х./мин) и 5г=0,3 мм/зуб; и=400 об/мин (дв.х./мин); юс=4,8 кГц;

с= 1,76 10 Н/м; 4=0,02; длина заготовки /=0,4 м; т = 4,2 кг; способ крепления заготовки - в патроне и заднем центре) позволил установить, что (рис. 6, 7): 1) пиковые значения динамических перемещений выше при строгании винтовой поверхности из-за большего по сравнению с другими методами обработки максимального значения силы резания и более быстрого её нарастания и при фрезеровании концевой фрезой вследствие одновременной работы нескольких зубьев, наименьшие деформации при обработке охватывающей головкой; 2) при фрезеровании концевой фрезой и дисковой фрезой должно учитываться действие 3-4 предшествующих резов, а при фрезеровании охватывающей головкой -одного-двух; 3) наименьшая суммарная погрешность обработки возникает при обработке винтовой поверхности охватывающей головкой, при этом величина деформации заготовки с учетом динамической составляющей больше статической в 1,35 - 1,38, при обработке дисковой фрезой - 1,42 - 1,46, при строгании -1,55 -1,6 раза.

Применение обработки охватывающей головкой позволяет снизить погрешность обработки на 25-30% по сравнению с обработкой дисковой фрезой при сопоставимых режимах и размерах инструмента.

(|1|, мкм

йаашр л

2 \ 1 № \ С \ ' 1 v

О 0.02 0 04 0,0в 0,08 0.1

дисковая фреза 2=12 ~ - - рваец

""***т**0хватыеа10шая голомса т=4

Рис. б - Динамические перемещения заготовки при различных методах обработки винтовых поверхностей

($2=0,1 мм/зуб)

вт,С

0 0,02 0,04 0,06 0,08

• ♦ (*фМ-135 - - - 1?фй=2 """""""ИфММ

Рис. 7 - Зависимость деформаций заготовки с учетом динамической составляющей от размеров дискового инструмента (5г=0,3 мм/зуб;2=12)

Расчет величины шероховатости обработанной поверхности производился в соответствии с положениями учения об инженерии обработанной поверхности, в соответствии с которой высота профиля шероховатости /^определяется как сумма четырех составляющих профиля: обусловленная геометрией и кинематикой перемещения рабочей части инструмента; й2, обусловленная колебаниями инструмента относительно обрабатываемой поверхности; А3, обусловленная пластическими деформациями в зоне контакта и Л4, обусловленная

шероховатостью рабочих поверхностей инструмента.

В работе были определены составляющие профиля шероховатости, обусловленные геометрией и кинематикой перемещения режущего лезвия инструмента относительно заготовки А, и колебаниями инструмента относительно обрабатываемой поверхности Л2, то есть учитывались кинематические и силовые особенности процессов обработки винтовых поверхностей.

Составляющая профиля шероховатости А 1 и А2 при обработке винтовой поверхности дисковой фрезой:

- г, сое

А2(х) =

агсзш-

сов

Фр)

где Р(т) - мгновенное значение силы резания на всех работающих зубьях в момент времени т;у - жесткость технологической системы.

Кв мкм

мкм

! —з»—

и—

---

О 0.1

' ♦ пШ-1 35

0.2 -пШ~2

0,3

I—гфМ=4

0.4

8„ мм/зуб

—стооганив

0.1 гтй«7 ■

0,2 -гтМ=5

0,3 0,4

85 —•

мм/эуб

-гтоогяммр

а) б)

Рис. 8 — График зависимости параметра шероховатости йг от подачи и размера инструмента (А3=2,7 мкм; Л4=0,8 мкм): а). 1 - фрезерование дисковой фрезой ^„-1,35; 2 - г,Шв-2; 3 - г,/<1в=4\ 4 - строгание; б). 1 - обработка охватывающей головкой г,/</в=7; 2 - г,!йв-5; 3 - г,/¿„=1,85; 4 - строгание (у=40 м/мин)

Анализ полученных зависимостей показал, что на величину шероховатости доминирующее влияние оказывают подача, размер инструмента и условия касания инструмента и винтовой поверхности (рис. 8): при увеличении диаметра инструмента, работающего по принципу наружного касания (дисковая фреза) шероховатость винтовой поверхности по всему профилю увеличивается, а для инструмента, работающего по принципу внутреннего касания - уменьшается. На величину шероховатости обработанной винтовой поверхности основное влияние оказывают кинематические особенности процессов, геометрия инстру-

мента и подача. При подачах 52 > 0,25 мм/зуб обработка охватывающей головкой при одинаковых размерах инструмента и подаче на зуб дает шероховатость в 1,6-1,8 раза ниже, чем обработка дисковой фрезой; при подачах ниже 0,25 мм/зуб различие незначительно.

Анализ характера изнашивания режущего инструмента при бесцентроид-ном обкате позволяет сделать вывод, что износ зуба инструмента по периметру режущего лезвия неодинаков, поэтому за допустимый период стойкости режущего инструмента нужно брать время, за которое достигнет предельной величины размерный износ участка, работающего в наихудших условиях.

Для определения размерного износа режущих лезвий использовались положения метода подобия при резании металлов, который позволяет теоретически определить размерный износ на основе рассчитанных толщин и рабочих углов на различных участков режущего лезвия, с учетом геометрических параметров инструмента и заготовки и физико-механических свойств их материалов. Радиальный износ участка режущего лезвия длиной АЬ, на котором срезается слой металла толщиной а и действует сила резания ДР2, за период времени Дт может быть определен как функция толщины срезаемого слоя и рабочих углов:

ЛАр =к/1(а, у,а)Дх;

где у и а - соответственно рабочие передний и задний углы инструмента.

Суммарный размерный износ участка режущего лезвия за период одного реза зуба инструмента:

1ДЛР=2

Дт5гАояА:2А2Е0-2

4Да sin0'1 а

1 + j

2,65FD0,3 VAsin0-065 «

где А, Е, F, D - критерии подобия; /г01, - поверхностный относительный износ; Аа - элемент толщины срезаемого слоя.

При изменении Дт и Да и постоянных остальных параметрах выполнены расчеты, позволяющие определить распределение износа по режущему лезвию. Анализ зависимости износа различных участков режущих лезвий от толщины срезаемого слоя показывает, что для дисковых фрез, формирующих винтовую поверхность, лимитирующим участком является участок, прилегающий к вершине зуба, которая одновременно обрабатывает цилиндрическую поверхность и винтовую циклоидальную. Повышение составляющих режима обработки с Sz, =0,1 мм/зуб, Vi=30 м/мин до S22=0,3 мм/зуб, v2=60 м/мин ведет к тому, что время достижения предельного износа снижается с Т\=32 мин до 72=19,6 мин.

Производительность обработки характеризуется основным технологическим временем, затрачиваемым на обработку одного витка винтовой поверхности.

При однопроходной обработке основное время определится по формуле:

т —_.

<p(S)zncosca'

где и - частота вращения (двойных ходов) инструмента.

На рисунке 9 представлена структурная схема методики комплексного анализа параметров лезвийной обработки винтовых поверхностей, в которой в качестве исходных данных для проектирования процесса используются предельно допустимые величины погрешностей и шероховатости обработанной поверхности и износа инструмента, а также геометрические параметры винтовой поверхности и режущего инструмента и физико-механические свойства обрабатываемого и инструментального материалов. На основе разработанных зависимостей, связывающих кинематические, силовые и точностные характеристики процесса, методика позволяет определить наиболее подходящий метод и режим обработки для конкретной винтовой поверхности, обеспечивающие получение максимальной производительности и требуемых величин погрешностей и шероховатости, либо повышение точности и качества при постоянной / производительности.

Расчет накопленной ошибки шага винтовой поверхности ¿У"ш Определение шероховатости обработанной поверхности по профилю Я г

Расчет погрешности профиля винтовой поверхности ДГ„ Определение износа наиболее нагруженных участков режущего лезвия Акр

Рис. 9 - Структурная схема методики комплексного анализа лезвийной обработки винтовых поверхностей

Расчет параметров процесса лезвийной обработки винтовых поверхностей требует проведения большого объема вычислений для каждого из возможных сочетаний метода обработки, параметров винтовой поверхности, инструмента и режима обработки, а также вследствие того, что при проектировании процесса лезвийной обработки винтовой поверхности обычно находится в рассмотрении множество альтернативных методов обработки, характеризующихся набором конечных параметров, целесообразно сформировать базу знаний в данной предметной области — экспертную систему. Разработанная методика позволяет создать информационную базу для проектирования такой экспертной системы.

В третьей главе приведена методика экспериментального исследования силы резания, возникающей при обработке винтовой поверхности, целью которого является исследование составляющих силы резания и амплитуды их колебания, включающее в себя определение максимальных величин составляющих силы резания, действующей на инструмент, выявление экспериментальной зависимости между их величиной и режимами обработки и размерами дискового инструмента и сопоставление их с теоретически рассчитанными. Для исследования сил резания использовался динамометр УДМ-600, усилитель ТА-5 и шлейфный осциллограф С1-134. Исследования проводились на резьбофрезер-ном станке 2А "НокоусГ при обработке роторов ведущих насосов ЗВ 16/2,5, изготовленными из стали 18ХГТ.

Программой экспериментальных исследований предусматривалось измерение погрешностей профиля винтовой поверхности детали в нескольких точках и контроль точности шага винтовой поверхности в осевом сечении и исследование зависимости между экспериментально определенными погрешностями обработки и определенными теоретически. Целью исследования износа инструмента является установление зависимости степени изнашивания от режимов обработки.

В четвертой главе описано экспериментальное исследование составляющих силы и погрешностей, возникающих при обработке винтовой поверхности, а также износа инструмента.

Результаты экспериментального исследования составляющих силы резания позволяют сделать вывод о соответствии экспериментально определенных величин теоретически рассчитанным: при обработке роторов ведущих насосов \ ЗВ 16/2,5, изготовленными из стали 18ХГТ, в диапазонах параметров =0,1-0,35 мм/зуб, у=20-40 м/мин профильными дисковыми фрезами радиусом Яф = (1,35+4) <1Н (¿/„=33 мм) различие между ними не превышает 8-10%. Это говорит о правомерности применения теоретических зависимостей для определения составляющих силы резания и параметров точности винтовой поверхности.

В качестве параметров были выбраны подача, скорость резания и диаметр дисковой фрезы. При исследовании зависимости составляющих силы резания от диаметра фрезы и подачи отмечено повышение составляющих силы при увеличении этих параметров в рассматриваемых диапазонах их изменения

(рис. 10). Такое повышение объясняется увеличением мгновенного сечения среза при увеличении диаметра инструмента при одновременном уменьшении угла контакта инструмента с заготовкой. Исследования показали, что скорость резания практически не влияет на величину составляющих силы резания в рассматриваемом диапазоне скорости. Данный вывод справедлив только для рассматриваемого диапазона скоростей резания и не может быть принят для процессов фрезерования винтовых поверхностей с высокими скоростями резания.

Анализ характера износа дисковых фрез, предназначенных для обработки винтовых поверхностей, позволяет сделать вывод о том, наибольший износ наблюдается на задней поверхности режущей кромки, прилегающей к вершине зуба. Данный элемент режущего лезвия и был взят за основу определения износостойкости всего инструмента в целом. Было исследовано влияние на износ подачи и скорости резания. Наибольшее влияние на износ дисковых фрез в рассматриваемых интервалах изменения параметров оказывает скорость резания. Значительное влияние подачи объясняется увеличением сечения срезаемого слоя при ее повышении.

Рис. 10 - Зависимость составляющих силы резания от диаметра дисковой фрезы

При экспериментальных исследованиях погрешностей обработки винтовых поверхностей ставилась задача проверки соответствия теоретически определенных величин погрешностей обработки и шероховатости. Контролю подвергались погрешность шага винтовой поверхности Л/ш, погрешность профиля винтовой поверхности А/пр и величина шероховатости Я2.

Проверка шероховатости поверхности проводилась по направлению обработки на дне и боковой поверхности винтовой канавки. Повышение параметров режима обработки винтовой канавки ведет к некоторому повышению величины шероховатости обработанной поверхности, как и следовало из теоретического расчета. Величина погрешностей винтовой канавки и шероховатости при обработке с определенными по предлагаемой методике режимами остается в пределах допуска на данную операцию.

Пятая глава посвящена реализации результатов исследований и расчету экономической эффективности обработки винтовой поверхности винтового

циклоидального зацепления ведущего и ведомых роторов трехвинтового насоса ЗВ 16/2,5. Используя разработанную методику анализа параметров лезвийной обработки винтовых поверхностей были определены оптимальные режимы обработки, обеспечивающие получение требуемых параметров качества (А/пр <0,05 мм; Д/ш <0,02 мм; Яг <40 мкм) и позволившие повысить производительность обработки винтовых канавок роторов ведущего и ведомого трехвинтового насоса ЗВ25-1,6 на 32% и 26% соответственно , что при годовой программе 3500 насосов дало экономический эффект 123 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

г 1. Создана методика комплексного анализа параметров процессов лезвий-

ной обработки винтовых поверхностей, включающая в себя математическое , отображение движений лезвий инструмента и обрабатываемой заготовки, геометрические параметры срезаемых слоев материалов, кинематические изменения геометрических параметров режущих лезвий, изменение сил резания и упругих отжатий технологической системы, для определения точности и шероховатости поверхности, износа инструмента и производительности для существующих и вновь создаваемых методов обработки.

2. Разработано математическое отображение кинематической схемы резания для процессов обработки винтовых поверхностей, включающее в себя описание движений и геометрических параметров инструмента и винтовой поверхности, анализ которого с помощью положений дифференциальной геометрии позволил установить аналитические зависимости для определения рабочих углов и толщины срезаемого слоя как во времени, так и по профилю режущих лезвий. Основное влияние на величину толщины оказывает подача на зуб , а на распределение по профилю и во времени - соотношение диаметров инструмента и заготовки и конфигурация профиля винтовой канавки.

, тываемой детали. Расчет, произведенный для ротора ведущего трехвинтового насоса ЗВ 16/2,5, позволил установить, что увеличение диаметра фрезы с 100 до 250 мм приводит к снижению силового воздействия на заготовку за счет уменьшения угла контакта с 0,88 до 0,35 рад, при этом амплитуды колебаний составляющих силы резания снижаются в пределах 10-15%. Повышение подачи с 0,1 до 0,35 мм/зуб вызывает увеличение силы резания в 1,15-1,2 раза.

(

видом и длительностью силового воздействия. При единичном резе зуба инструмента динамические перемещения больше статических от 1,35 раза при обработке охватывающей головкой до 1,6 при строгании. Применение обработки охватывающей головкой позволяет снизить погрешность обработки на 25-30% по сравнению с обработкой дисковой фрезой при сопоставимых режимах и размерах инструмента.

5. Установлено, что на величину шероховатости обработанной винтовой поверхности основное влияние оказывают кинематические особенности процессов, геометрия инструмента и подача. При подачах Sz> 0,25 мм/зуб обработка охватывающей головкой при одинаковых размерах инструмента и подаче на зуб дает шероховатость Rz в 1,6-1,8 раза ниже, чем обработка дисковой фрезой; при подачах ниже 0,25 мм/зуб различие незначительно.

6. Установлено, что основой повышения производительности лезвийной обработки винтовых поверхностей в случае, когда не требуется снижение погрешностей и шероховатости, является адекватный выбор метода и использование резервов режимов обработки. В частности, замена обработки ротора ведущего насоса ЗВ 16/2,5 строганием на обработку дисковой фрезой позволила снизить основное время с 20,9 до 14,5 мин, при этом параметры точности и шероховатости остались в пределах допуска на данную операцию (Af ¿0,05 мм;

ДГШ й 0,02 мм; Rz <40 мкм).

7. Выявлено, что экспериментально определенные величины составляющих силы резания и износа винтовой поверхности ротора ведущего трехвинто-вого насоса ЗВ 16/2,5 в диапазоне параметров S7 =0,1-0,35 мм/зуб, v=20-40

м/мин ,Яф =(135-i-4)iiÄ (¿„=33 мм) отличаются от теоретически рассчитанных для данной детали на 8-10%, при этом величины шлрешностей и шероховатости обработанной поверхности остаются в допустимых пределах.

8. На основании полученных результатов исследований процесса лезвий-~ ной обработки винтовых поверхностей разработаны ивнедрены на предприятии

ОАО «Ливгидромаш» технологические процессы, включающие в себя рекомендации по выбору геометрических параметров инструмента, метода и режима обработки и обеспечивающие повышение производительности на 25-30% при достижении требуемых параметров качества, либо снижение погрешностей обработки на 15-20% и шероховатости на 30-35% при равной производительности.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Брусов С.И., Тарапанов A.C., Харламов Г.А. Прогнозирование метода обработки винтовых поверхностей канавок трехвинтовых насосов в зависимости от шероховатости // Издательство «Машиностроение». Справочник. Инженерный журнал. №4,2000. - С. 7-9

2. Брусов С.И., Тарапанов A.C. Управление процессами обработки винтовых поверхностей на основе фрактального анализа // Известия Орел ГТУ. Машиностроение и приборо-

строение. - Орел: Орел ГТУ, 2000, № 4. - С. 130-136

3. Брусов С.И., Тарапанов A.C., Харламов Г.А. Деформации технологической системы при обработке винтовых поверхностей // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Technology - 2000. - Тр. междунар. науч.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2000. С. 118-121

4. Брусов С.И., Долотов A.M., Тарапанов A.C. Влияние вынужденных динамических перемещений на точность обработки роторов трехвинтовых насосов // Материалы международного научно-технического семинара «Региональные особенности развития машино- и приборостроения, информационных технологий, проблемы и опыт подготовки кадров» -Тирасполь. 17-19 апреля 2001 - Тирасполь: ПТУ им. Т.Г. Шевченко, 2001. -С. 35-37

5. Брусов С.И., Долотов A.M., Тарапанов A.C. Повышение качества винтовых насосов за счет выбора оптимального метода обработки // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Technology - 2001. - Тр. междунар. науч.-техн. конф.-Орел: ОрелГТУ, 2001. С. 63-69

6. Брусов С.И., Миронова A.JI., Тарапанов A.C., Харламов Г.А. Расчет параметров шероховатости с использованием метода подобия для кинематически сложных процессов

■ обработки // Издательство «Машиностроение». Справочник. Инженерный журнал. №11, 2001. С. 17-19

7. Брусов С.И., Тарапанов A.C., Харламов Г.А. Методика многопараметрического анализа лезвийной обработки винтовых поверхностей // «Высокие технологии в машиностроении. - Матер, междунар. науч.-техн. конф. - Самара, СамГТУ 2002. - С. 53-55

8. Брусов С.И., Тарапанов A.C., Харламов Г.А. Комплексный анализ и управление механической обработкой винтовых поверхностей // Издательство «Машиностроение». Справочник. Инженерный журнал. 2002. №11. - С. 27-29

9. Брусов С.И., Тарапанов A.C., Харламов Г.А. Особенности расчета шероховатости винтовой поверхности сложного профиля // «Современные проблемы подготовки производства, обработки и сборки в машиностроении и приборостроении». - Матер. 3-го междунар. науч.-техн. сем. - Киев: Виша школа, 2003. - С. 31-34

10. Брусов С.И., Тарапанов A.C., Харламов Г.А. Прогнозирование износа режущих инструментов для обработки винтовых поверхностей // Издательство «Машиностроение». Справочник. Инженерный журнал. 2003. №4. - С.13-14

11. Пат. 2209129 РФ, МКИ 7 В 23 С 3/00, В 23 G 1/32. Способ обработки винтов геро-торных винтовых насосов / И.П. Клевцов, С.И. Брусов, A.C. Тарапанов, Г.А. Харламов. -Опубл. 27.07.2003, Бюл. №21. - 10 с.

12. Пат. 2211118 РФ, МКИ 7 В 23 С 3/00. Способ обработки тел вращения некруглого 1 сечения / И.П. Клевцов, С.И. Брусов, A.C. Тарапанов, Г.А. Харламов. - Опубл. 27.08.2003,

Бюл. №24. - 10 с.

ьэоуд »192 п

Отпечатано в типографии ФДО ОрелГТУ Заказ №225. Тираж 100 экз. 302020 Орел, Наугорское шоссе, 29.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Брусов, Сергей Иванович

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

1.1 Механическая обработка винтовых поверхностей в современном машиностроении.

1.2 Кинематика формообразования винтовых поверхностей и конструкции инструментов.

1.3 Особенности профилирования винторезных инструментов.

1.4 Исследования силовых и точностных характеристик процесса.

1.5 Выводы. Формулирование задач исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

4 2.1 Разработка математического отображения схем формообразования винтовых поверхностей.

2.2 Определение кинематических параметров процессов обработки винтовых поверхностей на основе математического отображения схемы резания.

2.3 Определение динамических характеристик процесса обработки винтовых поверхностей

2.4 Определение погрешностей обработки, вызванных деформацией технологической системы.

2.5 Определение шероховатости обработанной винтовой поверхности

2.6 Исследование износостойкости режущего инструмента при обработке винтовой поверхности.

2.7 Разработка методики комплексного анализа процесса лезвийной обработки винтовых поверхностей.

Выводы по главе.

3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Методика исследования силы резания.

3.2 Методика экспериментального исследования погрешностей, возникающих при обработке винтовых поверхностей.

3.3 Методика исследования износа инструмента.

3.4 Методика экспериментального исследования шероховатости винтовой поверхности.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

4.1 Исследование динамики процесса обработки винтовых поверхностей.

4.2 Исследование износа режущего инструмента для обработки винтовой поверхности.

4.3 Экспериментальное исследование погрешностей, возникающих при обработке винтовых поверхностей.

4.4 Экспериментальное исследование шероховатости винтовых поверхностей.

5 РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАСЧЕТ

ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

Введение 2003 год, диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении, Брусов, Сергей Иванович

Цель и задачи работы. Снижение погрешностей и шероховатости винтовых поверхностей и повышение производительности лезвийной обработки на основе методики комплексного анализа геометрических, кинематических и силовых параметров процесса.

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи: разработать математическое отображение схемы резания для методов обработки винтовых поверхностей, учитывающее геометрические параметры винтовой поверхности и инструмента и кинематику их перемещений относительно друг друга, и позволяющей определить положение точек режущего лезвия инструмента в пространстве; провести анализ кинематических характеристик процесса обработки винтовых поверхностей, включающий в себя расчет толщины срезаемого слоя и рабочих углов по периметру режущего лезвия на основе разработанного отображения схемы резания; висимость от метода обработки, геометрических параметров инструмента и режимов обработки; исследовать влияние колебаний составляющих силы резания на погрешности получаемой винтовой поверхности; определить зависимости для расчета величины шероховатости обработанной винтовой поверхности; дать экспериментальную оценку адекватности и применимости полученных теоретических зависимостей; выработать практические рекомендации, направленные на снижение погрешностей и шероховатости винтовой поверхности и на повышение производительности процесса.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с использованием основных положений дифференциальной геометрии, дифференциального и интегрального исчислений, прикладной теории колебаний, метода подобия при резании металлов, учения об инженерии обработанной поверхности, положений технологии машиностроения и теории резания, а также основных положений проектирования экспертных систем. Экспериментальные исследования проведены на действующем технологическом оборудовании в лабораторных и реальных производственных условиях с последующей обработкой полученных результатов с помощью статистических методов анализа данных на ПК. Автор защищает:

Практическая ценность работы заключается: в разработке методики комплексного анализа параметров процесса обработки винтовых поверхностей, позволяющей разрабатывать рекомендации по выбору сочетания метода, геометрических параметров инструмента и режимов обработки, обеспечивающего повышение производительности процесса и получение допустимых параметров качества поверхности, применимой для винтовой поверхности с произвольными геометрическими параметрами. во внедрении со значительным технико-экономическим эффектом прогрессивных технологических процессов, включающих рекомендуемые режимы, способы обработки и конструкции инструмента при обработке винтовых поверхностей роторов ведущих и роторов ведомых трехвинто-вых насосов ЗВ 16/2,5 на ОАО «Ливгидромаш»

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы в учебном процессе при чтении курса «Технология машиностроения» и «САПР ТП» в ОрелГТУ, а также апробированы и внедрены на ОАО «Ливгидромаш» при обработке винтовых канавок роторов трехвинтовых насосов.

Автор выражает благодарность профессору кафедры «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» ОрелГТУ, к.т.н. ГА. Харламову за помощь и консультации при выполнении диссертационной работы.

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Создана методика комплексного анализа параметров процессов лезвийной обработки винтовых поверхностей, включающая в себя математическое отображение движений лезвий инструмента и обрабатываемой заготовки, геометрические параметры срезаемых слоев материалов, кинематические изменения геометрических параметров режущих лезвий, изменение сил резания и упругих отжатий технологической системы, для определения точности и шероховатости поверхности, износа инструмента и производительности для существующих и вновь создаваемых методов обработки.

2. Разработано математическое отображение кинематической схемы резания для процессов обработки винтовых поверхностей, включающее в себя описание движений и геометрических параметров инструмента и винтовой поверхности, анализ которого с помощью положений дифференциальной геометрии позволил установить аналитические зависимости для определения рабочих углов и толщины срезаемого слоя как во времени, так и по профилю режущих лезвий. Основное влияние на величину толщины оказывает подача на зуб Sz, а на распределение по профилю и во времени - соотношение диаметров инструмента и заготовки и конфигурация профиля винтовой канавки.

3. Установлено, что величины составляющих силы резания, на всех режущих лезвиях, участвующих в обработке, определяются полученными в результате анализа математического отображения параметрами срезаемого слоя и рабочими углами, а также физикомеханическими свойствами материала обрабатываемой детали. Расчет, произведенный для ротора ведущего трехвинтового насоса ЗВ 16/2,5, позволил установить, что увеличение диаметра фрезы с 100 до 250 мм приводит к снижению силового воздействия на заготовку за счет уменьшения угла контакта с 0,88 до 0,35 рад, при этом амплитуды колебаний составляющих силы резания снижаются в пределах 10-15%. Повышение подачи с 0,1 до 0,35 мм/зуб вызывает увеличение силы резания в 1,15-1,2 раза.

4. Установлено, что на погрешности обработки винтовых поверхностей, обусловленные силой резания, помимо упругих отжатий элементов технологической системы, значительное влияние оказывают динамические деформации технологической системы, величина которых определяется методом обработки, видом и длительностью силового воздействия. При единичном резе зуба инструмента динамические перемещения больше статических от 1,35 раза при обработке охватывающей головкой до 1,6 при строгании. Применение обработки охватывающей головкой позволяет снизить погрешность обработки на 25-30% по сравнению с обработкой дисковой фрезой при сопоставимых режимах и размерах инструмента.

7. Выявлено, что экспериментально определенные величины составляющих силы резания и износа винтовой поверхности ротора ведущего трехвинтового насоса ЗВ 16/2,5 в диапазоне параметров Sz =0,1-0,35 мм/зуб, v=20-40 м/мин ,Яф =(1,354-4)dH (dH = 33 мм) отличаются от теоретически рассчитанных для данной детали на 810%, при этом величины погрешностей и шероховатости обработанной поверхности остаются в допустимых пределах.

8. На основании полученных результатов исследований процесса лезвийной обработки винтовых поверхностей разработаны и внедрены на предприятии ОАО «Ливгидромаш» технологические процессы, включающие в себя рекомендации по выбору геометрических параметров инструмента, метода и режима обработки и обеспечивающие повышение производительности на 25-30% при достижении требуемых параметров качества, либо снижение погрешностей обработки на 15-20% и шероховатости на 30-35% при равной производительности.

Библиография Брусов, Сергей Иванович, диссертация по теме Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

1. Автоматизированное проектирование металлорежущего инструмента / В.А.Гречишников, Г.Н.Кирсанов, А.В.Катаев и др. М.: Мосстан-кин, 1984. 107 с.

2. Автоматизированное управление точностью обработки нежестких деталей / Н.В.Нестерова, В.Г.Митрофанов, А.Г.Схиртладзе. М.: Машиностроение, 1994. 48 с.

3. Баженов И.Ф., Байчман С.Г., Карпачев Д.Г. Твердые сплавы. Справочник. М.: Металлургия, 1978. 184 с.

4. Баландин А.Д. Синтез и анализ поверхностей сложной формы. // Станки и инструмент. 1988, №3. С. 16-18

5. Балденко Д.Ф. Винтовые насосы. М.: Машиностроение, 1982.224 с.

6. Барсегян А.К. Вибронакатывание винтовых поверхностей. Станки и инструмент. 1984, №3. с. 33-34

7. Безъязычный В.Ф. Влияние качества поверхностного слоя после механической обработки на эксплуатационные свойства деталей машин // Справочник. Инженерный журнал. №4 (приложение). 2001. С.9-16

8. Безъязычный В.Ф. Расчет режимов обработки, обеспечивающих комплекс параметров поверхностного слоя и точность обработки // Справочник. Инженерный журнал. №9. 1998. С. 13-19

9. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975.344 с.

10. Ю.Борискин О.И. Разработка обкаточного инструмента с оптимальными параметрами // Автореферат диссертации докт. техн. наук. Брянск, 2002.31 с.

11. Борисов A.M. Геометрическая теория автоматизированного проектирования металлорежущих инструментов. Автореферат диссертации докт. техн. наук. Тула, 1993. 34 с.

12. Виксман Е.С. Скоростное нарезание резьб и червяков. М.: Машиностроение, 1966. 116 с.

13. О.Воробьёв В.М. Профилирование фрез для изделий с винтовыми канавками. ЦБТИ, 1951.

14. Гречишников В.А. Системы автоматизированного проектирования режущих инструментов. М.: ВНИИТЭМР. Сер. 9. 1987, Вып. 2. 52 с.

15. Гречишников В.А., Кирсанов Г.Н. Проектирование дискового инструмента для обработки винтовых поверхностей. Машиностроитель, 1978, №10, с. 16-17

16. Гречишников В.А., Орлов В.Ф., Щербаков В.Н. Основные положения и рекомендации по проектированию и изготовлению металлорежущего инструмента в условиях единичного, мелкосерийного производства. М.: НИАТ, 1984. 43 с.

17. Грубин A.M., Лихциер М.Б., Полоцкий М.С. Зуборезный инструмент. Часть II. Машгиз, 1946.

18. Джексон П. Введение в экспертные системы. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. 624 с.

19. Евдокимов В.А., Тарапанов А.С. Вариант расчета силы резания при различных методах обработки с помощью ЭВМ. В кн.: Совершенствование методов обработки металлов резанием. Орел: Орловское областное правление НТО МАШПРОМ, 1981.

20. Евдокимов В.А., Тарапанов А.С. Причины неравномерного износа режущих лезвий зуборезных инструментов, работающих по методу обката. // Новые достижения науки и техники в технологии машиностроения. Орел: Приокское книжное издательство, 1976. С. 19-24

21. Жмудь А.Е. Винтовые насосы с циклоидальным зацеплением.1. Машгиз., 1963. 156 с.

22. Журавлев В.Н., Николаева О.Н. Машиностроительные стали. Справочник. М.: Металлургия, 1981.391 с.

23. Илюхин С.Ю. Бездифференциальный способ определения винтовой поверхности инструмента // Передовой опыт, 1990. №12. С. 32-37

24. Илюхин С.Ю. Каркасно-кинематический метод моделирования формообразования поверхностей деталей машин дисковым инструментом / Автореферат диссертации докт. техн. наук. Тула, 2002.40 с.

25. Илюхин С.Ю. Протасьев В.Б. Современные тенденции развития методов профилирования // Труды IV международного конгресса «Конст-ркторско-технологическая информатика 2000». М.: СТАНКИН, 2000. С. 227-229

26. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1968.156 с.

27. Кирсанов Г.Н. Проектирование инструментов. Кинематические методы. М.: Мосстанкин, 1978. 70 с.

28. Кичкин Б.К., Тарапанов А.С. Исследование влияния кривизны режущего лезвия на силы резания. // Исследования в области инструментального производства и обработки материалов резанием, Тула: ТПИ, 1979

29. Кичкин Б.К., Тарапанов А.С. Исследование износа инструментов из быстрорежущей стали с криволинейной передней поверхностью. // Исследования в области инструментального производства и обработки материалов резанием, Тула: ТПИ, 1980. С. 15-19

30. Колев К.С., Горчаков J1.M. Точность обработки и режимы резания.-М.: Машиностроение, 1976. 144 с.

31. Колчин Н.И., Литвин Ф.А. Методы расчета при изготовлении и контроле зубчатых изделий. Машгиз, 1963.

32. Коськин А.В., Тарапанов А.С. Повышение производительности нарезания винтовых канавок небольшого размера на валах большего диаметра и длины. // Тезисы межвузовской конференции, Омск, 1987. С. 51-52

33. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968.480 с.

34. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 360с.

35. Курлов Б.А. Винтовые эвольвентные передачи. Справочник. М.: Машиностроение, 1981.176 с.

36. Лашнев С.И. Профилирование инструмента для обработки винтовых поверхностей. М.: Машиностроение, 1965. 152 с.

37. Лашнев С.И., Юликов М.И. Проектирование режущей части инструмента с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1980. 374 с.

38. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М.: Наука, 1968. 584с.

39. Люкшин B.C. Теория винтовых линий и поверхностей. М.: Мос-станкин, 1963.216 с.

40. Люкшин B.C. Теория винтовых поверхностей в проектировании режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1968. 374 с.

41. Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966. 264 с.

42. Мархасин Э.Л., Петросянц B.C. Фрезерование тел вращения. М.: Машгиз., 1960.152 с.

43. Маталин А.А. Технология механической обработки. М.: Машиностроение, 1977.460 с.

44. Машиностроение. Энциклопедия. T.III-3. Технология изготовления деталей машин / А.М.Дальский, А.Г.Суслов, Ю.Ф.Назаров и др.; Под общ. ред. А.Г.Суслова. 2000. 840 с.

45. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Экономика, 1977. 44 с.

46. Методика расчета экономической эффективности новой техники в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1967.499 с.

47. Миронов А.Н., Миронова A.JI., Тарапанов А.С., Харламов

48. Г.А. Влияние параметров червячных фрез на шероховатость зубьев некруглых зубчатых колес // Справочник. Инженерный журнал. 2000. №6

49. Оптимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей. М.: Издательство МАИ, 1993. 184 с.

50. Палей М.И. Технология производства металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1982. 256 с.

51. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машиностроение, 1976. 320 с.

52. Петрухин С.С., Тарапанов А.С. Вариант определения рабочих углов инструмента и параметров срезаемого слоя с помощью ЭВМ. В сб.: Резание и инструмент. Вып.27. Киев: Вища школа, 1982.

53. Развитие науки о резании металлов. Коллектив авторов. М.: Машиностроение, 1967. 416 с.

54. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник / Под общ. ред. К.М.Великанова. Л.: Машиностроение, 1990. 448 с.

55. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981. 278 с.

56. Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. Киев: Выша школа, 1974.400 с.

57. Романов В.Ф. Расчет пальцевых и дисковых фрез для обработки винтовых поверхностей. // Станки и инструмент. 1988. №5. С. 23-26.

58. РТМ 44-62. Методика статистической обработки эмпирических данных. М.: Стандартгиз, 1966. 112 с.

59. Рыжов Э.В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. Киев: Наукова думка, 1984. 272 с.

60. Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Оптимизация технологических процессов механической обработки. Киев: Наукова думка, 1989. 222 с.

61. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение,1979. 176 с.

62. Сахаров Г.Н. Обкаточные инструменты. М.: Машиностроение, 1983.230 с.

63. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. Под ред. И.И.Семенченко. М.: Маш-гиз, 1963. 952 с.

64. Силин С.С. Метод подобия при резании материалов. М.: Машиностроение, 1979. 152 с.

65. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение. 1985. Т. 1. 656 е.; Т. 2. 496 с.

66. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве. М.: Машиностроение, 1989. 296 с.

67. Сулима A.M., Евстигнеев М.И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. М: Машиностроение, 1974. 255 с.

68. Суслов А.Г. Инженерия поверхности деталей резерв в повышении конкурентоспособности машин // Справочник. Инженерный журнал. №4 (приложение). 2001. С.З - 9

69. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. 320 с.

70. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987. 208 с.

71. Суслов А.Г., Васильев А.С., Сухарев С.О. Влияние технологического наследования на качество поверхностного слоя деталей машин / Изв. вузов. Машиностроение. №1. 1999. С. 16-19

72. Схиртладзе А.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Технология обработки зубчатых зацеплений в машиностроении. М.: Машиностроение, 1999.216 с.

73. Тайц Б.А. Точность и контроль зубчатых колес. М.: Машиностроение. 1972.368 с.

74. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992. 240 с.

75. Тарапанов А.С. Анализ и управление процессами обработки резанием // Известия ОрелГТУ. Машиностроение и приборостроение. Орел: ОрелГТУ. 2000, №4. С. 145-156.

76. Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Управление процессом зубо-долбления. М.: Машиностроение, 1999. 126 с.

77. Технология изготовления режущего инструмента / Барсов А.И. и др. М.: Машиностроение, 1979. 136 с.

78. Тотай А.В. Технологическое обеспечение физических и эксплуатационных свойств поверхностных слоев деталей машин // Трение и износ. Т. 18. 1997. №3. С. 385-397

79. Турпаев А.И. Винтовые механизмы и передачи. М.: Машиностроение, 1982.223 с.

80. Фунберг АЛ., Кондратьев С.П., Рубина Е.Э. и др. Технология изготовления винтовых пар качения. ЭНИМС, 1964

81. Цвис Ю.В. Профилирование режущего обкатного инструмента. М.: Машгиз, 1961.154 с.

82. Шишков В.А. Образование поверхностей резанием по методу обкатки. М.: Машгиз, 1954. 150 с.

83. Щегольков Н.Н. Автоматизированный итерационный расчет ширины дискового инструмента для обработки винтовых поверхностей // Вестник машиностроения. 1993, №4. С. 25-29

84. Щегольков Н.Н. Алгоритм определения погрешности профилирования винтовых поверхностей инструментом с аппроксимированным профилем // Вестник машиностроения. 2001, №7. С. 49-51

85. Этин А.О. Кинематический анализ методов механической обработки резанием. М: Машиностроение, 1964. 323 с.

86. Юликов М.И., Горбунов Б.И., Колесов Н.В. Проектирование и производство режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1987.296 с.

87. Якобсон М.О. Технология станкостроения. М.: Машиностроение, 1966.476 с.

88. Ящерицын П.И., Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Технологическая наследственность в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1977. 221 с.

89. А.С. СССР № 665982, МКИ В 23 В 1/00, В 23 В 5/44. Способ обработки тел вращения некруглого сечения / Анохин О.Н., Тарапанов А.С., Ходырев В.И.; Заявл. 16.12.77 г.; Опубл. 06.06.79 г.

90. А.С. СССР №1146152, МКИ В 23 F 13/06. Способ обработки витков цилиндрических червяков / Е.А. Колесников, П.А. Новоженин, В.П. Кульмизев, СЛ. Штернберг, В.А. Попов; Заявл. 15.12.83 г.; Опубл. 23.03.85 г.

91. А.С. СССР №1301582, МКИ В 23 С 3/32. Способ изготовления шнеков / А.Н.Ануфриев; Заявл. 24.04.85 г.; Опубл. 07.04.87 г.

92. А.С. СССР №1620219, МКИ В 23 С 3/32. Способ обработки роторов с винтовыми канавками переменного шага / В.И.Меркулов, А.С. Томатов, В.М.Незамутдинов; Заявл. 16.03.88 г.; Опубл. 15.01.91 г.

93. А.С. СССР №1620228, МКИ В 23 G 1/08. Способ обработки винтовых поверхностей / Д.В.Бушенин, В.В.Морозов, Е.В.Зуева; Заявл. 04.01.88 г.; Опубл. 15.01.91 г.

94. А.С. СССР №1683900, МКИ В 23 С 3/32. Способ обработки винтовых поверхностей ведомых винтов насосов / С.СЛасточкин, Г.Н. Кирсанов, А.В.Катаев, В.Е.Зимин; Заявл. 17.05.88 г.; Опубл. 15.10.91 г.

95. А.С. СССР №1685642, МКИ В 23 G 1/38. Способ контроля профиля и взаимного положения многозаходных винтовых канавок / В.Б. Про-тасьев, С.Ю.Илюхин, Н.А.Целиков, В.И.Котенок, Л.И. Масленникова; Заявл. 24.04.89 г.; Опубл. 23.10.91 г.

96. А.С. СССР №1743736, МКИ В 23 G 1/32. Способ обработки винтовых зубьев многолезвийного режущего инструмента / Ю.А.Клапан, Н.И.Олехович, В.А.Рабинович; Заявл. 11.12.89 г.; Опубл. 30.05.92 г.

97. А.С. СССР №1768361, МКИ В 23 G 1/32. Способ обработки винтовых канавок / А.М.Хиблин; Заявл. 29.01.90 г.; Опубл. 15.10.92 г.

98. А.С. СССР №1812013, МКИ В 23 G 1/32. Устройство для обработки многозаходных винтовых канавок / Н.Г.Ткачик, П.И.Туцкий, Я.И. Шушкевич; Заявл. 01.08.90 г.; Опубл. 30.04.93 г.

99. А.С. СССР №959939, МКИ В 23 F 13/00; В 23 F 21/14. Способ чистовой обработки эвольвентных червяков / Г.Н.Кирсанов, С.С. Ласточкин; Заявл. 30.12.80 г.; Опубл. 23.09.82 г.

100. Брусов С.И., Забродин О.М., Тарапанов А.С., Харламов

101. Г.А. Влияние температурных деформаций инструмента на погрешности обработки тонкостенных оболочек // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения Technology - 2002. - Тр. междунар. науч.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2002. С. 78-84

102. Брусов С.И., Тарапанов А.С. Управление процессами обработки винтовых поверхностей на основе фрактального анализа.// Известия ОрелГТУ. Машиностроение и приборостроение. Орел: ОрелГТУ, 2000. №4, с. 130-136.

103. Брусов С.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Комплексныйанализ и управление механической обработкой винтовых поверхностей // Издательство «Машиностроение». Справочник. Инженерный журнал. №11,2002. С. 17-19

104. Брусов С.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Методика многопараметрического анализа лезвийной обработки винтовых поверхностей // Материалы международной научно-технической конференции «Высокие технологии в машиностроении. Самара, СамГТУ 2002. С. 53-55

105. Брусов С.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Прогнозирование метода обработки винтовых поверхностей канавок роторов трехвинто-вых насосов в зависимости от шероховатости // Справочник. Инженерный журнал. 2000. №4. С. 7-9

106. Брусов С.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Расчет параметров шероховатости с использованием метода подобия для кинематически сложных процессов обработки // Справочник. Инженерный журнал. №11,2001. С. 17-19

107. Брусов С.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Прогнозирование износа режущих инструментов для обработки винтовых поверхностей // Справочник. Инженерный журнал. №4, 2003. С. 13-14

108. Брусов С.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Комплексный анализ и управление механической обработкой винтовых поверхностей // Издательство «Машиностроение». Справочник. Инженерный журнал. 2002. №11.-С. 27-29

109. Брусов С.И., Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Прогнозирование износа режущих инструментов для обработки винтовых поверхностей // Издательство «Машиностроение». Справочник. Инженерный журнал.2003. №4. — С.13-14

110. Пат. 2209129 РФ, МКИ 7 В 23 С 3/00, В 23 G 1/32. Способ обработки винтов героторных винтовых насосов / И.П. Клевцов, С.И. Брусов, А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов. Опубл. 27.07.2003, Бюл. №21. - 10 с.

111. Пат. 2211118 РФ, МКИ 7 В 23 С 3/00. Способ обработки тел вращения некруглого сечения / И.П. Клевцов, С.И. Брусов, А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов. Опубл. 27.08.2003, Бюл. №24. - 10 с.

Похожие работы

Обработка конструкционных материалов в машиностроении
05.03.00