автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение точности производящего профиля зуборезных долбяков

На правах рукописи

Романов Виталий Борисович

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРОИЗВОДЯЩЕГО ПРОФИЛЯ ЗУБОРЕЗНЫХ ДОЛБЯКОВ

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической

и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва 2005г.

Работа выполнена в ГОУ Московский государственный технологический университет «Станкин» на кафедре «Инструментальная техника и технология формообразования»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор Седов Борис Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Клепиков Виктор Валентинович

Ведущее предприятие:

кандидат технических наук, Власов Владимир Ильич

ОАО«МИЗ»

Защита состоится

¿к з2005 года в часов

часов

.минут на за-

седании диссертационного совета К 212.142.02 при ГОУ Московский государственный технологический университет «Станкин» по адресу 127994, Москва ГСП-4, Вадковский пер., д. За

Отзыв по работе, заверенный печатью, в двух экземплярах просьба направлять по указанному адресу в диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ МГТУ «Станкин».

Автореферат разослан /<о ке^Ь-й

Учёный секретарь

диссертационного совета

Поляков Ю.П.

200 й>-А _

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Качество продукции машиностроения определяется рядом факторов, одним из которых является точность применяемого металлорежущего инструмента. Особое место среди машиностроительной продукции занимают зубчатые колёса, которые часто работают при больших окружных скоростях и с высокими нагрузками. Такие важные показатели работы машины как долговечность, уровень шума, вибраций и т.д. зависят от многих факторов, в т.ч. от шероховатости поверхности и точности профиля зубьев колёс.

Одной из наиболее распространённых операций зубообработки является зубодолбление. Долбяки, по сравнению с червячными фрезами, обеспечивают меньшую шероховатость поверхности зубьев нарезаемых колёс и являются единственно возможным инструментом для обработки колёс с внутренними зубьями, блочных колёс наружного зацепления и колёс с буртами. Производительность зубонарезания повышается с уменьшением модуля и ширины зубчатого венца нарезаемых колёс, увеличением угла наклона и числа их зубьев. Однако, как и при зубофрезеровании червячными фрезами, так и при зубодолбле-нии имеют место погрешности профиля производящей поверхности описываемой режущей кромкой инструмента в его движении резания; погрешность производящего профиля связана с методами проектирования и технологией изготовления инструментов. Это приводит к образованию на нарезаемом колесе погрешности его профиля, что является причиной: вибраций и шума в зубчатой передаче; неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца; увеличения износа профиля зуба колеса; снижения КПД передачи; отклонения основного шага от номинального значения, являющимся причиной соударения зубьев при входе и выходе в зацепление; колебания передаточного отношения и появления дополнительной нагрузки на зубья зацепляемых колёс; появления несопряжённости колёс в зацеплении, следствием которой являются кромочные удары при вступлении в зацепление каждой новой пары зубьев; искажения коэффициента перекрытия.

Погрешности производящего профиля долбяков возрастают с увеличением передних и задних углов. Поэтому для достижения небольших величин погрешностей передние и задние углы у долбяков принимают небольшими: на вершине зуба 5 - 6°, на боковых сторонах до 2°. Вместе с тем, как показано рядом исследователей, увеличение переднего угла на вершине до 10 - 15° и заднего - до 9°, обеспечивает повышение стойкости долбяков в 3 - 4 раза или увеличение производительности зубодолбления при сохранении нормативной стойкости инструмента. Однако подобное у!

единение}»оматрив«вк их парамет-БИБЛИОТЕКА С.1 •9

1М1Пи1БМ I

С.ПетсоАург К) О /4" >9 !«Г ШЯ&&Я

ри^^ ■■ ЦЯ 1*

ров приведёт к значительным погрешностям производящего профиля долбяков, а, следовательно, и профиля нарезаемых колёс. Их уменьшение или исключение требует разработки вопросов профилирования передних и задних поверхностей долбяков.

Целью работы является уменьшение погрешностей производящего профиля зуборезных долбяков.

По мнению автора для решения поставленной задачи необходимо рассмотреть следующие вопросы:

- профилирование косозубых долбяков в общем случае при одно- и двухпло-скостной формах заточки передней поверхности;

- определение корректированного угла профиля исходного контура задних поверхностей долбяков при различных формах заточки передней поверхности;

- профилирование передних и задних поверхностей долбяков, обеспечивающих абсолютную теоретическую точность производящего профиля инструмента;

- определение погрешностей производящего профиля при различных предлагаемых формах передней и задней поверхностей и сравнение их с погрешностями стандартного инструмента;

- технологическая реализация передних и задних поверхностей зубьев теоретически точных долбяков.

Методика исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений теории зацепления, теории винтовых поверхностей, теоретической механики, методов дифференциальной и аналитической геометрии, векторной и матричной алгебры, с разработкой программного обеспечения на языке Pascal, а также с применением пакета прикладных программ MathCAD и MathLAB.

Научная новизна работы состоит в:

• коррекции угла профиля задней эвольвентной винтовой поверхности зубьев долбяка, учитывающей погрешности производящего профиля, при конической, одно- и двухплоскостной формах передней поверхности;

• криволинейных формах передней поверхности долбяка, исключающих погрешности его производящего профиля;

• форме задней поверхности зубьев долбяка, учитывающей расположение его режущих кромок на теоретической производящей поверхности.

Практическая ценность работы состоит в:

• рекомендациях по проектированию долбяков, обеспечивающих уменьшение или полное исключение погрешностей их производящего профиля при увеличенных передних и задних углах;

• рекомендациях по проектированию приспособления для заточки долбяков по криволинейной передней поверхности, не требующего предварительного определения координат профиля шлифовального круга;

• рекомендациях по наладке универсального зубошлифовального станка для шлифования боковых задних поверхностей зубьев долбяков, исключающих погрешность производящего профиля инструмента.

Реализация работы. Разработанные в диссертационной работе рекомендации используются на предприятиях ОАО «МИЗ», ОАО «Камаз», а так же в учебном процессе кафедрой «Инструментальная техника и технологии формообразования» МГТУ «Станкин».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международных научно-технических конференциях «Инструментальные системы - прошлое, настоящее, будущее» (Тула, 2003г.), «Конструкторско-технологическая информация-2005» (Москва, 2005г.), научных конференциях «Наука, техника, инструмент 2000», «Наука, техника, инструмент 2001» (МГТУ «Станкин») и заседаниях кафедры «Инструментальная техника и технологии формообразования» МГТУ «Станкин».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных

работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, общих выводов, списка литературы. Материал диссертации изложен на 194 страницах машинописного текста, содержит 100 рисунков, 7 таблиц, список литературы из 92 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, даётся её общая характеристика.

В первой главе дан анализ современного состояния проблемы, сформулированы цели и задачи исследования.

В главе приведён обзор основных работ в области технологии изготовления зубчатых колёс и проектирования зуборезных долбяков, выполненных Бо-рискиным О.И., Гавриленко В.А., Литвиным Ф.Л., Матюшиным В.М., Олифи-ренко М.И., Полоцким М.С., Родиным П.Р., Сахаровым Г.Н., Семенченко И.И. и другими.

Показано, что вопросам профилирования и повышения точности производящего профиля долбяков уделялось недостаточное внимание, не решены проблемы достижения абсолютной теоретической точности инструмента и назначения оптимальных геометрических параметров.

На основе обобщения, критического анализа литературных данных и опыта промышленного применения зуборезных долбяков определена цель и сформулированы основные задачи работы.

Во второй главе рассмотрены методы профилирования долбяков.

В основе режущего инструмента лежит исходная инструментальная поверхность (ИИП), являющаяся теоретически сопряжённой поверхностью с поверхностью обрабатываемого изделия. В случае долбяков ИИП является поверхностью цилиндрического зубчатого колеса. Если режущая кромка (РК) инструмента расположена на ИИП, то теоретически погрешность обрабатываемого колеса будет отсутствовать. Вместе с тем РК образуется пересечением передней (ПП) и задней (ЗП) поверхностей зуба долбяка. Таким образом РК теоретически точного инструмента является пересечением трёх поверхностей: передней, задней и исходной инструментальной. Однако в силу технологических возможностей это условие выполнить сложно, особенно расположить РК инструмента на ИИП. Тогда реальная РК в процессе движения будет описывать производящую поверхность (ПРП), не совпадающую с ИИП. Это и приводит к погрешностям обработки.

Исходя из вышесказанного, при проектировании долбяков, можно использовать три метода:

Первый метод. Задаёмся передней и задней поверхностями, наиболее простыми с точки зрения технологии изготовления. Их пересечение даёт режущую кромку, которая описывает ПРП. Анализируя исходный и производящий профили находим необходимые параметры задней поверхности (угол профиля а0) из трёх условий: касания исходного и производящего профилей в одной точке; совпадения их в двух точках; обеспечения одинаковых погрешностей на вершине и у основания зуба долбяка.

Фактически первый метод проектирования основан на аппроксимации теоретически необходимой задней поверхности, наиболее удобной эвольвент-ной винтовой поверхностью.

Второй метод. Задаёмся передней поверхностью исходя из технологических возможностей. Пересечение ПП и ИИП определяет РК. На её базе проектируется задняя поверхность. Далее необходимо найти технологические возможности реализации полученной ЗП, что позволит спроектировать геометри-

чески точный долбяк.

Третий метод. Задаёмся задней поверхностью, например, наиболее удобной, эвольвентной винтовой. Находим РК, как пересечение ЗП и ИИП. На её базе проектируем переднюю поверхность в целом, либо варианты подточки передней поверхности каждого зуба. Далее необходимо найти возможность технологической реализации ПП, что обеспечит получение геометрически точного долбяка.

В третьей главе изложен первый метод проектирования инструментов с задней эвольвентной винтовой поверхностью, как наиболее технологически простой, и плоской передней поверхностью, приемлемый как для прямозубых, так и для косозубых долбяков.

Рассматривается общий случай, когда передняя поверхность расположена не перпендикулярно к направлению зуба, как принято на практике, а наклонена под некоторым углом X (рис. 1). Задача решена двумя способами.

При одном из них долбяк рассматривается как зуборезная гребёнка с плоскими боковыми поверхностями. Получена зависимость для определения угла профиля исходного контура задней поверхности долбяка, удобная для инженерных расчётов:

tgatO =

cos(X Ta«)

tga-а- + tgyBtga6

cosag

cosa6

COS(Po ^ ag)cosX

Верхние знаки относятся к правой стороне профиля, нижние - к левой. Угол X необходимо подставлять со своим знаком. На рис. 1а для правой стороны \<0, для левой - Х>0; на рис 16 для обеих сторон Х>0.

Если принять Х.=0°, т.е. заточка косозубых долбяков - обычная, полученное выражение совпадает с известной формулой М.С. Полоцкого:

cos а«

tg«tO = Ctgot + tgyBtgaB)— ° .

cos(p0 +аб)

Это говорит о том, что зависимости для косозубых долбяков, предложенные В.М. Матюшиным и И.И. Семенченко ошибочные.

Более точное решение получено при рассмотрении реального долбяка с эвольвентными винтовыми боковыми поверхностями. Из условия касания, а следовательно совпадения, реального производящего и теоретического профилей в точке на делительной окружности, получена более сложная зависимость для определения угла профиля исходного контура задней поверхности долбяка: tga = tga[cos(Po +a6) +A sin(P0 +a6)]+Bsina6 ^

(cos po + A sin po ) cos(Po + ag )

здесь А = соя м/о^(Ро ± + «п У0*8У0; В = ±8«и|/(^(Ро ± X) + соэ ^У0 ~ /соэу ; Уо = $0 0 ! V = ро ± Л., где \|/0 - половина угловой ширины зуба долбяка на делительном цилиндре, X - угол между передней поверхностью и основной плоскостью, перпендикулярной к направлению зуба на делительном цилиндре, <Хб - боковой задний угол на делительном цилиндре, у0 - передний угол на вершине долбяка в осевом сечении, уа - передний угол в сечении, перпендикулярном передней поверхности, V - угол между передней поверхностью и торцовой плоскостью долбяка, Ро — угол наклона зуба на делительном цилиндре. Верхние знаки относятся к правой стороне профиля, нижние - к левой.

Рис.1. Геометрия косозубого долбяка при одноплоскостной (а) и двухплоскостной (б) заточках

При упрощении (2), допустимом в ряде случаев, она приводится к зависимости (1).

Формулу (2) можно рекомендовать к использованию как более точную, позволяющую определить угол профиля как с правой, так и с левой сторон зуба, с учётом как одно- (рис. 1а), так и двухплоскостной (рис. 16) заточки. Выражения (1) и (2) можно так же использовать при проектировании прямозубых долбяков, принимая ро=0, при индивидуальной заточке зубьев по плоскости, в т.ч. с учётом углов X.

Проведённые исследования позволили найти зависимости для определения боковых передних углов долбяка, которые можно существенно увеличить за счёт углов X.

В четвёртой главе изложены вопросы проектирования по первому методу прямозубых долбяков с конической передней и эвольвентной винтовой задней поверхностями зубьев.

Пересечение передней и задней поверхностей определяет режущую кромку. Далее находим производящую поверхность и рассматриваем три воз-

можных условия определения параметров задней поверхности: касание исходного и производящего профилей в одной точке (вариант 1); совпадение их в двух точках А и В, с радиусами гЛ и гв (вариант 2); обеспечение одинаковых погрешностей на вершине и у основания зуба долбяка (вариант 3).

Для варианта 1 полученные математические модели приводятся к известным зависимостям:

1201

= + 18Ув18«б или = --• (3)

1 - *£Ув*8ав

При втором варианте положение точек А и В может варьироваться конструктором. В ряде случаев радиусы гА и гв можно принять равными, соответственно, наружному и внутреннему диаметрам зуба долбяка в исходном сечении. В этом случае искомый профильный угол задней поверхности находится как: ао = агссо8(гьоЛо), где радиус основной окружности гм определяется из трансцендентного уравнения:

^Га2-*°2 -агссо^0-^Гв2"Ь°2 +агссо^-(гА-^,1пиХА_1пШв(4)

4)0 ГА 4)0 1

здесь аА, осоа, ав, а<® - профильные углы в точках А и В, соответственно, исходного и производящего профилей, I - винтовой параметр боковой задней поверхности долбяка.

Однако при первом и втором вариантах производящий профиль будет отличаться от исходного теоретического. Его погрешность в точке любого произвольного радиуса гу измеренное по нормали к теоретическому профилю определяется выражением:

(гу-го^в

туосу - шуа - щуаоу + туао + --

бу = ГЬ0

(5)

где аа и а - углы профиля исходного контура, соответственно, производящего и теоретического профилей.

Третий вариант обеспечивает равенство погрешностей производящего профиля на вершине (гао) и у основания (гю) зуба. Для этого необходимо, задаваясь, например, точкой В (гв=гго), правильно выбрать положение точки А. Используя (4) и (5) радиус основной окружности эвольвентной задней поверхности гьо найдём решением системы двух трансцендентных уравнений:

шуссоа ~ ш^адг - —— = ту<хА - туаг

^ (6) туаа - ¡пУаао - шуо^ + туо^д + ^^—^О^ёТв _ д

Используя математические модели (1 - 4, 6) для определения корректированного угла профиля исходного контура задней поверхности долбяков предложена конструкция инструмента с различными боковыми задними углами на левой и правой сторонах зуба (абл*ссб„р) - см. рис. 1. Это значительно улучшает геометрию наиболее изнашиваемой выходной боковой стороны зуба, что повысит стойкость инструмента и не приведёт к значительному уменьшению исходного расстояния. При этом задний угол на вершине будет расчётной величиной. Приведена методика проектирования подобных долбяков.

В пятой главе изложены вопросы проектирования по второму методу геометрически точных прямозубых долбяков, исключающих погрешности производящего профиля (см. гл. 2).

Передняя поверхность долбяка принимается конической. Она должна быть простой, т.к. переточку осуществляет потребитель, а не производитель.

Режущая кромка определяется как пересечение исходной инструментальной и передней поверхностей. На её базе с помощью винтового движения проектируются задние винтовые поверхности. Однако они получаются достаточно сложными - винтовыми, но не эвольвентными. Их реализация возможна при раздельном шлифовании каждой стороны зуба долбяка кругом весьма сложного профиля методом копирования с единичным делением. Таким образом технология изготовления инструмента существенно усложняется.

Поэтому в работе поставлена более сложная задача - использование универсального зубошлифовального оборудования. Принят следующий геометрический принцип формирования задней поверхности долбяка (рис. 2). Торцовый профиль задней поверхности 1 выполняется по эвольвенте, но не окружности, а некой кривой (эволюты - 2), координаты которой:

у = гь совЭу + ЭувтЭу +

{^сов-

(1 + Э2)\/1 + 92-к2

1 + 92 - к2

здесь Ту = агссов^соБау)- 9у; = tgаy; ау = агссов—; г^ = О^тгсова;

к = tgyBtgct6n 5 гДе ос - угол профиля исходной инструментальной поверхности на делительной окружности; <ХбП - задний боковой нормальный угол долбяка; у„ - передний угол при вершине долбяка; ауиЭу- углы профиля и развёрнутости, исходной инструментальной поверхности в текущей точке; гу - радиус-вектор текущей точки; г - радиус делительной окружности исходной инструментальной поверхности; гь - радиус основной окружности исходной инструментальной поверхности; гу - угол наклона нормали к профилю задней поверхности долбяка в расчётном сечении; к - безразмерный коэффициент.

Боковая задняя поверхность (рис. 2а) образуется прямой 3, расположенной в плоскости 4 под углом сХбп, при качении последней по цилиндру 5 с основанием 2, выполненным по эволюте (7), и описывается следующими параметрическими уравнениями:

х = хи - (гу - ib kgyBtga6n sin Ту У = Уи + Ц - гь)ёУв1Вабп eos ту . (8)

z = (ry-ib)gYB

Исследованием установлено, что профиль задней поверхности в заданном сечении является огибающей семейства окружностей переменного радиуса Ьу (рис. 26), с центрами, расположенными на теоретической эвольвенте 6 исходной инструментальной поверхности:

хи =ry sinGy +bysinxy уи =rycos9y-bycosty' ^

где by = (гу - гь)tgyBtga6n, 0у = tgay - <ху.

При пересечении задней поверхности с конусом передней поверхности получаем режущую кромку, проекция которой на торец будет совпадать с теоретической эвольвентой исходной инструментальной поверхности независимо от принятых геометрических параметров долбяка.

В шестой главе рассмотрен третий путь проектирования долбяков - при заданной простой задней поверхности - эвольвентной винтовой.

Определив режущую кромку, как пересечение исходной инструментальной и задней поверхностей, на её базе проектируем переднюю поверхность, как поверхность вращения. Если кромку вращать относительно оси долбяка, то она опишет фасонную переднюю поверхность, соосную с осью долбяка, профиль которой (АВ) в осевом сечении 0-0 представлен на рис. 3 и описывается следующими параметрическими уравнениями:

У =гу

т. = ^¡пуа - итху - шуао + туаоу)'

б)

Рис. 2. Формирование задней поверхности геометрически точного долбяка

Подобное формирование передней поверхности предлагалось ранее в работе М.И. Олифиренко. Однако последняя рекомендует проектировать переднюю поверхность при условии обеспечения заданной толщины зуба на окружностях выступов или основной, что не является рациональным и усложняет процесс проектирования инструмента. В диссертации предложено выдерживать необходимую толщину зуба на делительном цилиндре нового (непереточенно-

го) долбяка. При этом сохраняются методы определения исходного расстояния и другие вопросы, связанные с проектированием долбяков.

В зависимости от заданной геометрии определяется основной параметр задней эвольвентной винтовой поверхности - угол профиля <Хо:

=-

1

1

А) га0

( 2 ^

. *82Ув*82ав

\ ^ га0 )

г,2

-1

182ув1ё2ав -1

(Н)

Криволинейная передняя поверхность предопределяет переменный характер передних углов. С уменьшением радиуса точки профиля передние углы несколько увеличиваются, а у основания зуба имеет место резкое их возрастание. Однако такая форма передней поверхности позволяет задавать рациональные величины передних, и задних углов на вершине зуба. При этом боковые передние углы в произвольной точке зуба в осевом сечении и сечении нормальном к профилю долбяка определяются, соответственно, по формулам:

го(*8а<)у --,

^ЕТу^паОу

Рис. 3. Криволинейная образующая передней поверхности долбяка

Доказано, что профиль передней поверхности (10) не зависит от исходного расстояния. При переточках лишь уменьшается длина образующей профиля передней поверхности на вершине зуба, т.е. точка А] переточенного долбяка соответствует точке Аг нового долбяка (рис. 3). Это означает, что в процессе эксплуатации долбяка для заточки можно использовать один и тот же круг с одним и тем же профилем.

Для того, чтобы исключить погрешности профиля долбяка, а, следовательно, и нарезаемого колеса профили фактической режущей кромки инструмента и ИИП (эвольвенты) должны полностью совпадать. Это возможно, если режущая кромка будет располагаться на торце долбяка, как это имело бы место при заточке долбяка по торцовой плоскости с у„=0°. В этом случае коррекция угла профиля исходного контура задней поверхности не требуется, т.е. на делительном диаметре имеем <Хо=а, а также Гьо=Гь- Профиль режущей кромки представляет собой профиль исходной инструментальной поверхности. Такой дол-бяк будет геометрически точным, свободным от конструктивной погрешности профиля.

В зависимости от положения оси шлифовального круга и направления подачи можно реализовать следующие методы индивидуальной заточки каждого зуба долбяка:

- ось круга перпендикулярна плоскости симметрии 0-0 зуба долбяка (рис. 3), шлифование на проход,

- при том же расположении круга - шлифование врезное,

- ось круга, расположенная в плоскости симметрии зуба 0-0, пересекает ось долбяка под произвольным углом; шлифование также врезное.

Для каждого метода разработаны математические зависимости, позволяющие определить параметры установки круга и его профиль.

Предложенные в гл. 6 методы формирования передней поверхности дол-бяков обеспечивают проектирование геометрически точных инструментов. Проекции их режущих кромок на торец будут полностью совпадать с теоретическим профилем исходной инструментальной поверхности, что исключает погрешности обработки.

В седьмой главе проводится расчёт и сравнение погрешностей производящего профиля долбяков, спроектированных всеми вышеперечисленными методами.

У стандартных прямозубых долбяков производящий профиль таков, что он обеспечивает некоторое утолщение зуба в направлении к вершине и основанию. Это, в свою очередь, обеспечивает на зубьях колеса соответствующий

срез профиля зуба в обратном направлении. Данные срезы и являются систематическими погрешностями как производящего профиля зуба долбяка, так и полученного профиля зуба колеса. Если величины погрешностей небольшие, то, как утверждают многие исследователи, это даже полезно - обеспечивается как бы двойное фланкирование, исключающее заклинивание зубьев в передаче. Таким образом характер распределения погрешностей производящего профиля для прямозубого долбяка - благоприятный (рис. 4а).

При проектировании долбяков с конической передней и эвольвентной винтовой задней поверхностями (см. гл. 4) второй и третий варианты дают практически одинаковый результат. Проектирование по этим вариантам позволяет заметно улучшить геометрию при сохранении или уменьшении погрешности по сравнению со стандартным инструментом (первый вариант) в среднем на 30%. При этом разница погрешностей заметно зависит от числа зубьев долбяка. Так, при г=40 второй и третий варианты профилирования позволяют уменьшить погрешности более чем в два раза, а при г-15 погрешности всех трёх вариантов одинаковы.

Однако следует учесть, что описанные выше погрешности производящего профиля являются систематическими конструктивными и присутствуют независимо от точности изготовления инструмента. Вместе с тем при изготовлении долбяка как геометрического тела в его профиль вносятся погрешности, которые нормируются ГОСТом 9323 - 79. Суммируя регламентированные стандартом допустимые отклонения на изготовление профиля с систематическими по-

Рис. 4. Погрешности производящего профиля долбяков:

а - прямозубых, б - косозубых (I - теоретический профиль, П - фактический профиль)

грешностями проектирования, получим суммарную погрешность производящего профиля, которая по нормали переносится на профиль зуба колеса. При этом допускаемое отклонение на профиль при изготовлении долбяка существенно меньше, чем систематические погрешности проектирования. Из этого следует, что наибольшее влияние на погрешность производящего профиля инструмента, а следовательно и колеса, оказывают систематические погрешности проектирования. Этим и объясняется применение у долбяков стандартных конструкций малых передних и задних углов. Анализ показывает, что стандартные конструкции долбяков, даже высшего класса точности АА, не всегда могут обработать колёса 6 степени точности. Стандартные долбяки могут дать этот результат только для колёс модуля до Змм и диаметра до 125мм.

Однако при стандартном конструктивном оформлении долбяка, но при применении второго и третьего вариантов профилирования (см. гл. 4) можно существенно увеличить диапазон нарезаемых колёс 6 степени точности по модулю до 5мм (для делительного диаметра <11<125мм), до 6мм (при 125<ё]<400) и до 9мм (при 400<с11<800); 7 степени точности - т<6мм (при <±1<125), т<8мм (при 125<с11<400); 8 степени точности - ш<6мм (при ф<125), ш<7мм (при 125<ё,<400).

При проектировании геометрически точных долбяков с конической передней поверхностью (см. гл. 5), у нового инструмента или в некотором его расчетном сечении теоретически полностью исключается погрешность производящего профиля. При переточках долбяка возникнут погрешности. Однако при стандартной геометрии они не превысят 0,3мкм для максимальной степени сточенности долбяка.

При увеличении геометрических параметров до ав=12°, ув=15° погрешность производящего профиля предельно сточенного инструмента составляет 3,2 мкм, что не превосходит погрешность стандартного долбяка. Таким образом имеет место значительный запас точности инструмента, даже при существенном увеличении геометрических параметров. Это позволит или уменьшить точность изготовления долбяка (заменить класс точности АА на А), или скомпенсировать, при нарезании колеса повышенной степени точности, возможные искажения профиля последнего, вызванные колебаниями сил резания, вибрацией, возможными биениями заготовки и долбяка и др.

Следовательно рекомендуемые нами долбяки гарантируют обработку колёс 6 степени точности в полном диапазоне их модулей и диаметров. Погрешности профиля нарезаемых колёс в этом случае будут зависеть только от точности изготовления и условий эксплуатации инструмента.

Лучшие результаты, исключающие полностью конструктивные погрешности, могут обеспечить долбяки со специальными формами передней поверхности (см. гл. 6). Однако нам представляется более целесообразным использовать долбяки рекомендуемой конструкции со специальной формой задней поверхности. Задние поверхности формируются заводом-изготовителем инструментов. При эксплуатации же долбяков сохраняется простая форма заточки -по конусу.

При изготовлении долбяков со специальными формами передней поверхности конструктивные погрешности профиля исключаются (как показано в гл, 6), но при каждой переточке необходимо воспроизводить сложные формы передней поверхности.

Для косозубых долбяков с плоской передней и эвольвентой винтовой задней поверхностями (см. гл. 3) распределение погрешностей по высоте зуба показано на рис. 46. Характер распределения их погрешности отличается от известного характера распределения погрешности для прямозубого долбяка (рис. 4а). Д ля правой стороны профиля зуба характер распределения погрешности, как и у прямозубых долбяков, благоприятный, для левой - противоположный, что крайне неблагоприятно. Величины погрешностей для правой и левой сторон зуба неодинаковы.

В работе приведены результаты анализа погрешности при приближённом и более точном профилировании долбяков с плоскостной заточкой. Полученные величины погрешностей мало отличаются друг от друга, что говорит о возможности использования при проектировании как приближённой (1), так и точной (2) зависимостей.

Проведено исследование влияния угла А. на боковой передний угол и погрешность производящего профиля при различных переднем и заднем углах на вершине, угле наклона зуба и числе зубьев долбяка. Установлено, что угол X существенно влияет на боковой передний угол и погрешность производящего профиля.

В результате проведённых исследований установлено, что при однопло-скостной заточке косозубых долбяков (рис. 1а) на правой стороне профиля зуба погрешность можно уменьшить в 2 - 4 раза, однако боковые передние углы станут отрицательными. На левой стороне зуба погрешность можно снизить в 1,33 раза, а положительные передние боковые углы увеличить до 10°, вместо 2°, как у стандартных долбяков. Следует принять во внимание, что левая сторона чаще является входной, снимающей толстые стружки и изнашивающейся по передней поверхности, правая - выходной, снимающей тонкие стружки и

изнашивающейся по задней поверхности. Поэтому, учитывая существенное снижение погрешности на правой стороне, и большее её изнашивание по задней поверхности, можно согласиться с отрицательными значениями боковых передних углов.

Показано, что в ряде случаев для косозубых долбяков наиболее целесообразна двухплоскостная заточка (рис. 16), которая обеспечивает значительные положительные боковые передние углы (до 15° на левой стороне зуба и до 5° -на правой) и снижение погрешностей (до нуля для левой стороны зуба и до 3 раз - для правой).

Подобная двухплоскостная заточка для прямозубых долбяков позволяет:

- снизить погрешность профиля в 2...7 раз и увеличить боковые передние углы до 10° при стандартных геометрических параметрах ув=5°, ав=6° за счёт изменения угла X, до 5... 10°;

- сохранить погрешности на уровне стандартного инструмента при заметном улучшении геометрических параметров:

а) при 7в=Ю°, а„=6°, Х=10° боковые передние углы могут быть повышены до 13°;

б) при ув=5°, ав=9°, 1=5° боковые передние и задние углы можно увеличить, соответственно, до 7° и 3,33°.

В восьмой главе рассматриваются вопросы технологии изготовления долбяков, спроектированных различными методами.

Предложена новая кинематическая схема зубошлифовального станка, основанная на использовании единого обкатного барабана или эвольвентного кулака и рычажной системы. Это позволяет исключить необходимость применения большого количества сменных барабанов (кулаков), уменьшить время настройки станка, расширить его технологические возможности, повысить универсальность оборудования.

Из предложенных конструкций долбяков наибольшую сложность представляют инструменты с фасонной винтовой задней поверхностью зубьев (см. гл. 5). В работе доказана возможность их шлифования на том же оборудовании, что и при обработке стандартного инструмента. Для этого необходимо изменить профиль кулака, при прямолинейном упоре, или профиль упора, используя стандартный эвольвентный кулак. Обработка ведётся торцом (плоскостью) шлифовального круга. В работе приведена методика определения профиля кулака и упора, а также закона перемещения шлифовального круга (закона обкаточного движения).

При формировании плоских передних поверхностей (см. гл. 3) предложе-

ны математические зависимости, позволяющие определить профиль шлифовального круга и параметры его установки.

Для воспроизводства криволинейного фасонного профиля передней поверхности при индивидуальной заточке зубьев долбяков (см. гл. 6) предложено специальное приспособление. Оно имеет делительное устройство, центроиска-тель и устройство для заправки круга. Правка производится по копиру. В качестве последнего можно использовать модель в виде долбяка (можно однозубо-го) с эвольвентными боковыми сторонами зуба и плоским торцом, что позволяет формировать необходимый профиль на шлифовальном круге не определяя предварительно его координаты. Это обеспечивается контактом щупа с торцовой кромкой копира-модели. При переточках долбяков профиль круга должен изменяться, что при заправке круга можно обеспечить автоматически, если с торца копира-модели предварительно удалить такой же слой, какой планируется для снятия при переточке долбяка.

Контроль долбяков с фасонными передней или задней поверхностями можно проводить следующими методами: осциллировать по режущей кромке или контролировать в сечении зуба долбяка, параллельном его торцу и отстоящим от передней поверхности на 2 - Змм на координатной; лопаткой по профилю режущей кромки на эвольвентомере.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведённые исследования позволили установить, что стандартные долбя-ки, даже при наивысшем классе их точности (АА) и небольших передних (уп=5°) и задних (ав=6°) углах, не позволяют обрабатывать колёса 6-й степени точности в полном диапазоне модулей и чисел зубьев:

- 6-я степень точности обеспечивается: для модуля т<3мм при делительном диаметре ¿1<125мм, т<4мм - при 125<<1|<400 и т<мм - при 400«11<800;

- 7-я степень точности обеспечивается: для модуля ш<4мм - при ^<125, т<6мм - при 125<<11<400;

- 8-я степень точности обеспечивается: для модуля ш<5мм (при <1|<125), ш<6мм (при 125<<11<400).

2. Разработанные математические зависимости для определения угла профиля исходного контура задней поверхности долбяков при широком сочетании их геометрических параметров (ав, Ув, уп> позволяют проектировать прямозубые и косозубые инструменты как при одно-, так и двухплоскостной формах заточки передней поверхности.

3. Проведённые для долбяков с плоской передней поверхностью численные эксперименты с использованием разработанных программ позволили:

- рекомендовать для стандартных косозубых долбяков заточку под углами ув=+5° и Х=+7°, которая обеспечивает снижение погрешности производящего профиля в 1,33 раза для левой стороны зуба и до 4 раз - для правой (для долбяков с правым направлением зубьев);

- предложить для специальных конструкций косозубых долбяков:

а) двухплоскостную заточку, позволяющую существенно увеличить передние боковые углы до 15° на левой стороне зуба и до 5° - на правой при заметном уменьшении погрешности производящего профиля: до нуля для левой стороны, до 3 раз - для правой;

б) комбинацию двухплоскостной заточки и увеличенного до 9° заднего угла на вершине, которая позволяет увеличить на правой выходной наиболее изнашиваемой стороне зуба боковые задние углы до 3,33°, боковые передние до 5°, при сохранении погрешности на уровне стандартного инструмента; на левой входной наименее изнашиваемой, но наиболее нагруженной стороне зуба повысить боковые передние углы до 15°, при нулевой погрешности профиля;

- рекомендовать двухплоскостную заточку для специальных прямозубых долбяков, которая позволяет:

а) снизить погрешность профиля в 2...7 раз и увеличить боковые передние углы до 10° при стандартных геометрических параметрах у „=5°, а„=6° за счёт изменения угла X до 5... 10°;

б) сохранить погрешности на уровне стандартного инструмента при заметном улучшении геометрических параметров:

при ув=Ю°, ав=6°, >.=10° боковые передние углы могут быть повышены до 13°;

при ув=5°, ав=9°, Х=5° боковые передние и задние углы можно увеличить, соответственно, до 7° и 3,33°.

4. Профилирование долбяков из условия совпадения производящего и теоретического профилей в двух точках, позволяет уменьшить на 30% погрешности производящего профиля при равенстве их величин на вершине и у основания зуба колеса; это по сравнению со стандартными инструментами заметно увеличивает диапазон нарезаемых колёс 6 степени точности до модуля ш=5 мм при делительном диаметре колеса < 125 мм, до 6 мм при 125<(11<400 и до 9 мм при 400<ё,<800.

5. Проектирование долбяков, боковые задние поверхности зубьев которых об-

разованы прямой, расположенной в плоскости при качении последней по цилиндру некруглого профиля, позволяет исключить погрешности производящего профиля инструмента; при предельной переточке инструмента возникающая погрешность будет несущественна (0,3 мкм).

6. Математически доказана возможность шлифования боковых поверхностей зубьев геометрически точных долбяков (см. п. 5) на том же оборудовании, что и при обработке стандартного инструмента, изменяя или профиль кулака, при прямолинейном упоре, или профиль упора, используя стандартный эвольвентный кулак; разработаны способы профилирования как кулака, так и упора.

7. Разработанная криволинейная форма передней поверхности долбяков, соос-ная с задней эвольвентной винтовой поверхностью, позволяет исключить погрешность производящего профиля инструмента при заданных геометрических параметрах.

8. Разработанные формы криволинейной передней поверхности каждого зуба долбяка позволяют расположить режущие кромки долбяка в плоскости переднего торца, что исключает погрешности производящего профиля; разработанное приспособление для заточки передней поверхности долбяков и правки шлифовального круга, не требует определения профиля последнего при каждой новой переточке инструмента.

9. Практические рекомендации по проектированию зуборезных долбяков подтверждены использованием в производственных условиях нескольких промышленных предприятий.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Седов Б.Е., Романов В.Б. Влияние заточки долбяков по плоскости на геометрические параметры и погрешность профиля // Вестник машиностроения. -2003.-№11.-С. 58-60.

2. Седов Б.Е., Романов В.Б. Проектирование геометрически точных долбяков за счёт изменения формы передней поверхности // Вестник машиностроения. -2003.-X9l2.-C. 38-41.

3. Седов Б.Е., Романов В.Б. Профилирование прямозубых долбяков // Инструментальные системы - прошлое, настоящее, будущее: Труды Международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дна рождения С.С. Петрухина, 1 - 3 октября 2003. - Тула: ТулГУ, 2003. - С. 88 -91.

4. Седов Б.Е., Романов В.Б. Плоскостная заточка долбяков // Инструменталь-

ные системы - прошлое, настоящее, будущее: Труды Международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дна рождения С.С. Петрухина, 1 - 3 октября 2003. - Тула: ТулГУ, 2003. - С. 92 - 95.

5. Седов Б.Е., Романов В.Б. Индивидуальная заточка зубьев долбяков по плоскости // Станки и инструмент. - 2004. - №12. - С.20 - 23.

6. Седов Б.Е., Романов В.Б. Повышение точности при профилировании прямозубых долбяков // Станки и инструмент. - 2004. - №9. - С. 21 - 25.

7. Романов В.Б. Проектирование долбяков с неравными боковыми задними углами

на правой и левой сторонах зуба // Известия ТулГУ, Сер. Инструментальные и метрологические системы, Вып. 1, Труды Международной юбилейной научно-технической конференции «Наука о резании материалов в современных условиях», посвященный 90-летию со дня рождения В.Ф.Боброва, 9-11 февраля 2005. Часть 2. - Тула: ТулГУ, 2005г. - С.90 - 96.

8. Седов Б.Е., Романов В.Б. Профилирование геометрически точных прямозубых долбяков // Станки и инструмент. - 2005. - №9.

9. Седов Б.Е., Романов В.Б. Шлифование специальных задних поверхностей геометрически точных долбяков // Станки и инструмент. - 2005. - №10.

10. Седов Б.Е., Романов В.Б. Профилирование и шлифование геометрически точных долбяков с фасонной передней поверхностью // Справочник. Инженерный журнал. - 2005. - №8. - С. 5 - 13.

Н.Седов Б.Е., Романов В.Б. Профилирование передних поверхностей геометрически точных долбяков // Конструкторско-технологическая информация-2005: Труды конгресса. V международный конгресс. - М.: ИЦ ГОУ МГТУ «Станкин», «Янус-К» 2005. - 358с.

12.Седов Б.Е., Романов В.Б. Шлифование передних поверхностей геометрически точных долбяков // Конструкторско-технологическая информация-2005: Труды конгресса. V международный конгресс. - М.: ИЦ ГОУ МГТУ «Станкин», «Янус-К» 2005. - 358с.

13.Патент 2246381 РФ, МПК B23f 5/06. Зубошлифовальный станок / Седов Б.Е., Романов В.Б. (РФ). - 2003127630/02; Заявлено 11.09.2003; Опубл. 20.02.2005, Бюл. №5.

М.Патент 2254966 РФ, МПК B23f 21/10. Прямозубый долбяк / Седов Б.Е., Романов В.Б. (РФ). - 2003127656/02; Заявлено 11.09.2003; Опубл. 27.06.2005, Бюл. №18.

15.Метод шлифования долбяков. - Положительное решение формальной экспертизы от 9.10.2003г. к заявке на получение патента № 2003127629.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Романов Виталий Борисович

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРОИЗВОДЯЩЕГО ПРОФИЛЯ ЗУБОРЕЗНЫХ ДОЛБЯКОВ

Лицензия на издательскую деятельность ЛР №01741 от 11.05.2000 Подписано в печать 02.11.2005. Формат 60х90' /16 Уч.изд. л. 1,25. Тираж 50 экз. Заказ № 177

Отпечатано в Издательском Центре МГТУ «СТАНКИН» 103055, Москва, Вадковский пер., д.За

»22Î35

РНБ Русский фонд

2006-4 18623

Введение.

Глава 1. Обзор литературных источников.

Глава 2. Методы профилирования долбяков.

Глава 3. Проектирование долбяков на базе задней эвольвентной винтовой и плоской передней поверхностей.

3.1. Проектирование на основе косозубой гребёнки.

3.2. Проектирование на основе производящего колеса.

Глава 4. Проектирование долбяков на базе задней эвольвентной винтовой и конической передней поверхностей.

4.1. Определение угла профиля исходного контура боковой задней поверхности долбяка.

4.2. Проектирование долбяков с неравными боковыми задними углами на правой и левой сторонах зуба.

Глава 5. Проектирование задних поверхностей геометрически точных долбяков с конической передней поверхностью.

Глава 6. Проектирование передних поверхностей геометрически точных долбяков с эвольвентной винтовой задней поверхностью.

6.1. Форма криволинейной передней поверхности, соосной с осью инструмента.

6.2. Формы передней поверхности при индивидуальной заточке каждого зуба долбяка.

Глава 7. Погрешности производящего профиля долбяков при различных методах проектирования.

7.1. Погрешности при проектировании на базе конической передней поверхности.

7.1.1. Погрешность производящего профиля долбяка при приближённых методах проектирования.

7.1.2. Погрешность профиля долбяка со специальной формой задней поверхности при его переточках.

7.2. Влияние параметров плоской передней поверхности на погрешность профиля и геометрию долбяка.

Глава 8. Особенности технологии изготовления долбяков.

8.1. Формирование плоской передней поверхности.

8.2. Формирование передней поверхности в виде тела вращения.

8.3. Формирование задней поверхности зубьев геометрически точных долбяков с конической передней поверхностью.

8.4. Конструкция универсального зубошлифовального станка.

Зубчатые передачи занимают важное место в машинах и агрегатах, и часто работают при больших окружных скоростях и с высокими нагрузками. Качество передач определяют такие важнейшие показатели работы машины как долговечность, уровень шума, вибраций и т.д. Поэтому совершенствование конструкций инструментов, влияющих на качество и точность изделия, является важной задачей.

Зубодолбление, наряду с зубофрезерованием, является одним из наиболее производительных и широко распространённых процессов зубонареза-ния.

Зуборезный инструмент является наиболее сложным и трудоёмким как по конструированию, так и по изготовлению. При его проектировании приходится иметь дело не только с режущими элементами, но и также с факторами, вытекающими из законов эвольвентного зацепления. В этом заключается одна из основных причин сложности расчёта зуборезного инструмента.

Зуборезные долбяки - один из первых появившихся зуборезных инструментов, работающих методом огибания. Долбяк является наиболее универсальным из зуборезных инструментов. Если любой другой зуборезный инструмент для нарезания цилиндрических колёс и им подобных изделий имеет так или иначе ограниченную область применения, то долбяками можно нарезать цилиндрическое зубчатое колесо любого типа.

Существуют области применения долбяков и соответствующие им типы изделий, обработка которых зубодолблением является или единственно возможным методом обработки, или более рациональным по сравнению, например, с зубофрезерованием. К ним относятся: обработка колёс внутреннего зацепления; нарезание блочных колёс и колёс с буртами; изготовление точных шевронных колёс методом огибания без продольной канавки между двумя ветвями шеврона; нарезание точных зубчатых реек методом огибания; формообразование зубчатых секторов; нарезание без подреза или с незначительной величиной такового некорригированных колёс с малыми числами зубьев.

Долбяки, по сравнению с червячными фрезами, обеспечивают лучшее качество нарезаемых колёс. Нарезание долбяками во многих случаях более производительно, чем зубофрезерование, даже применительно к обработке колёс обычной дисковой формы за счёт того, что при зубофрезеровании требуется значительное время для врезания в заготовку, особенно при фрезеровании косозубых колёс и колёс с большим числом зубьев. Эффективность долбяков повышается с уменьшением модуля и ширины зубчатого венца нарезаемых колёс, с увеличением угла наклона и числа их зубьев.

Однако, как и все зуборезные инструменты, долбяки имеют органическую конструктивную погрешность производящего профиля, связанную с методами проектирования и технологией изготовления инструментов.

Обрабатываемые такими долбяками зубчатые колёса будут иметь отклонения профиля от эвольвенты. Это приводит к вибрациям и шуму в зубчатой передаче; неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца; увеличению износа профиля зуба колеса; снижению КПД передачи; отклонению основного шага от номинального значения, являющимся причиной соударения зубьев при входе и выходе в зацепление; колебанию передаточного отношения и появлению дополнительной нагрузки на зубья зацепляемых колёс; появлению несопряжённости колёс в зацеплении, следствием которой являются кромочные удары при вступлении в зацепление каждой новой пары зубьев; искажению коэффициента перекрытия.

Погрешности профиля, при существующей конструкции инструмента, методах его проектирования и изготовления, возрастают с увеличением передних и задних углов. В связи с этим у стандартных долбяков передний и задний углы на вершине зуба не превышают 5 - 6°, а боковые задние - 2°. Это снижает стойкость инструмента и понижает производительность зубодолбления.

На основании вышеизложенного диссертация посвящена разработке конструкций долбяков, обеспечивающих повышение точности профиля нарезаемых колёс при достижении оптимальных геометрических параметров инструмента.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Проведённые исследования позволили установить, что стандартные долбяки, даже при наивысшем классе их точности (АА) и небольших передних (ув=5°) и задних (ав=6°) углах, не позволяют обрабатывать колёса 6-й степени точности в полном диапазоне модулей и чисел зубьев:

- 6-я степень точности обеспечивается: для модуля т<3мм при делительном диаметре c!i<125mm, т<4мм - при 125<di<400 и т<мм - при 400<d|<800;

- 7-я степень точности обеспечивается: для модуля ш<4мм - при di<125, ш<6мм - при 125<di<400;

- 8-я степень точности обеспечивается: для модуля т<5мм (при di<l25), т<6мм (при 125<di<400).

2. Разработанные математические зависимости для определения угла профиля исходного контура задней поверхности долбяков при широком сочетании их геометрических параметров (ав, Ув, Уп, X), позволяют проектировать прямозубые и косозубые инструменты как при одно-, так и двухплоскостной формах заточки передней поверхности.

3. Проведённые для долбяков с плоской передней поверхностью численные эксперименты с использованием разработанных программ позволили:

- рекомендовать для стандартных косозубых долбяков заточку под углами ув=+5° и Х=+Т, которая обеспечивает снижение погрешности производящего профиля в 1,33 раза для левой стороны зуба и до 4 раз -для правой (для долбяков с правым направлением зубьев);

- предложить для специальных конструкций косозубых долбяков: а) двухплоскостную заточку, позволяющую существенно увеличить передние боковые углы до 15° на левой стороне зуба и до 5° - на правой при заметном уменьшении погрешности производящего профиля: до нуля для левой стороны, до 3 раз - для правой; б) комбинацию двухплоскостной заточки и увеличенного до 9° заднего угла на вершине, которая позволяет увеличить на правой выходной наиболее изнашиваемой стороне зуба боковые задние углы до 3,33°, боковые передние до 5°, при сохранении погрешности на уровне стандартного инструмента; на левой входной наименее изнашиваемой, но наиболее нагруженной стороне зуба повысить боковые передние углы до 15°, при нулевой погрешности профиля;

- рекомендовать двухплоскостную заточку для специальных прямозубых долбяков, которая позволяет: а) снизить погрешность профиля в 2.7 раз и увеличить боковые передние углы до 10° при стандартных геометрических параметрах ув=5°, aD=6° за счёт изменения угла X до 5. 10°; б) сохранить погрешности на уровне стандартного инструмента при заметном улучшении геометрических параметров: при Ув=Ю°, ав=6°, ^=10° боковые передние углы могут быть повышены до 13°; при Ув=5°, ав=9°, боковые передние и задние углы можно увеличить, соответственно, до 7° и 3,33°.

4. Профилирование долбяков из условия совпадения производящего и теоретического профилей в двух точках, позволяет уменьшить на 30% погрешности производящего профиля при равенстве их величин на вершине и у основания зуба колеса; это по сравнению со стандартными инструментами заметно увеличивает диапазон нарезаемых колёс 6 степени точности до модуля ш=5 мм при делительном диаметре колеса di<125 мм, до 6 мм при 125<di<400 и до 9 мм при 400<di<800.

5. Проектирование долбяков, боковые задние поверхности зубьев которых образованы прямой, расположенной в плоскости при качении последней по цилиндру некруглого профиля, позволяет исключить погрешности производящего профиля инструмента; при предельной переточке инструмента возникающая погрешность будет несущественна (0,3 мкм).

6. Математически доказана возможность шлифования боковых поверхностей зубьев геометрически точных долбяков (см. п. 5) на том же оборудовании, что и при обработке стандартного инструмента, изменяя или профиль кулака, при прямолинейном упоре, или профиль упора, используя стандартный эвольвентный кулак; разработаны способы профилирования как кулака, так и упора.

7. Разработанная криволинейная форма передней поверхности долбяков, со-осная с задней эвольвентной винтовой поверхностью, позволяет исключить погрешность производящего профиля инструмента при заданных геометрических параметрах.

8. Разработанные формы криволинейной передней поверхности каждого зуба долбяка позволяют расположить режущие кромки долбяка в плоскости переднего торца, что исключает погрешности производящего профиля; разработанное приспособление для заточки передней поверхности долбяков и правки шлифовального круга, не требует определения профиля последнего при каждой новой переточке инструмента.

9. Практические рекомендации по проектированию зуборезных долбяков подтверждены использованием в производственных условиях нескольких промышленных предприятий.

1. Абрамов Б.И. Колебания прямозубых зубчатых колёс. X.: Вища шк., 1968.- 176с.

2. А.с. 193275 СССР, МПК B23f 21/04. Долбяк для нарезания зубчатых колёс с прямыми зубьями / С.Н. Медведицков (СССР). 928483/25 - 08; Заявлено 9.11.64; Опубл. 2.3.67, Бюл. № 6.

3. А.с. 266532 СССР, МПК B23f 21/10. Долбяк / А.И. Робер, Ю.Г. Закс. -1314782/25 08; Заявлено 24.3.69; Опубл. 17.3.70, Бюл. № 11.

4. А.с. 914211 СССР, МПК B23f 23/10. Долбяк / Ф.Н. Канареев, А.О. Хар-ченко (СССР). 2862559/25 - 08; Заявлено 3.1.80; Опубл. 23.3.82, Бюл. №11.

5. А.с. 956187 СССР, МПК B23f 21/10. Косозубый долбяк / С.П. Радзевич (СССР). 2987026/25 - 08; Заявлено 26.9.80; Опубл. 7.9.82, Бюл. № 33.

6. А.с. 1021531 СССР, МПК B23f 21/10. Долбяк для нарезания зубчатых колёс / П.Р. Родин, М.И. Олифиренко, А.Н. Новиков (СССР). 3391109/25 -08; Заявлено 3.2.82; Опубл. 7.6.83, Бюл. № 21.

7. А.с. 1030114 СССР, МПК B23f 5/06. Станок для шлифования зубьев цилиндрических зубчатых колёс / А.П. Бобров, Г.П. Боброва, В.К. Ермолаев, Г.И. Коруков, Н.М. Чекалина (СССР). 2999030/25 - 08; Заявлено 28.10.80; Опубл. 23.07.83, Бюл. №27.

8. А.с. 1127714 СССР, МПК B23f 21/04. Инструмент для обработки зубчатых колёс / М.И. Олифиренко (СССР). 3302307/25 - 08; Заявлено 13.4.81; Опубл. 7.12.84, Бюл. №45.

9. А.с. 1174181 СССР, МПК B23f 21/10. Долбяк / С.П. Радзевич (СССР). -3298081/25 -08; Заявлено 23.4.81; Опубл. 23.8.85, Бюл. № 31.

10. А.С. 1304995 СССР, МПК B23f 21/10. Зуборезный долбяк / О.И. Антонов, И.П. Нежурин (СССР). 3943096/25 - 08; Заявлено 9.8.85; Опубл. 25.4.87, Бюл. № 15.

11. А.С. 1380883 РФ, МПК B23f 21/10. Долбяк для нарезания зубчатых колёс / В.В. Орлов, АЛ. Абрамович, В.В. Жаров (РФ). 4073150/25 - 08; Заявлено 11.3.86; Опубл. 15.3.88, Бюл. № 10.

12. А.С. 1414530 СССР, МПК B23f 21/10. Зуборезный долбяк / В.Ф. Романов (СССР). -4180587/25 08; Заявлено 16.1.87; Опубл. 7.8.88, Бюл. № 29.

13. А.С. 1521540 СССР, МПК B23f 21/10. Долбяк / Б.И. Яшин, Л.И. Яшина, Е.Б. Яшина (СССР). 4219022/40 - 08; Заявлено 28.1.87; Опубл. 15.11.89, Бюл. № 42.

14. А.С. 1641535 СССР, МПК B23f 21/10. Способ профилирования долбяка / СЛ. Радзевич, С.Н. Медведицков (СССР). 4448536/31 - 08; Заявлено 27.6.88; Опубл. 15.4.91, Бюл. № 14.

15. А.С. 1761393 РФ, МПК B23f 21/10. Долбяк для нарезания зубчатых колёс / В.В. Орлов, В.И. Гуляев (РФ). 4744786/08; Заявлено 3.10.89; Опубл. 15.9.92, Бюл. №34.

16. А.С. 2063311 РФ, МПК B23f 21/10. Зуборезный долбяк / Б.И. Яшин, Е.Б. Яшина (РФ). 93046307/08; Заявлено 1.10.93; Опубл. 1.7.96, Бюл. №19.

17. А.С. 2068755 РФ, МПК B23f 21/10. Долбяк для нарезания зубьев зубчатых колёс / Ю.И. Мулин, А.Д. Верхотуров (РФ). 9302476/08; Заявлено 22.6.93; Опубл. 10.11.96, Бюл. №31.

18. Бабичев Д.Т. Исследование на ЭВМ нагрузки на режущую кромку зуборезного инструмента // Станки и инструмент. 1986. - №1. - С. 18 - 19.

19. Баранчиков В.И. Справочник конструктора инструментальщика. М.: Машиностроение, 1994. - 560с.

20. Болотовский И.А., Беляев B.JI. Влияние типа и параметров зуборезного инструмента на напряжение изгиба в зубьях цилиндрических эвольвентных колёс // Станки и инструмент. 1974. - №10. - с. 26 - 27.

21. Борискин О.И. Разработка обкаточного инструмента с оптимальными геометрическими параметрами: Автореф. докт. дис. . докт. техн. наук. -Тула, 2002.

22. Вереина Л.И., Фрадкин Е.И. Точность шлифования цилиндрических зубчатых колёс на станках разных моделей // Станки и инструмент. 1999. -№2.-С. 13-14.

23. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1975. -840с.

24. Гавриленко В.А. Основы теории эвольвентной зубчатой передачи. М.: Машиностроение, 1969.-432с.

25. Генкин М.Д. О виброакустической активности механизмов с зубчатыми передачами // Виброакустическая активность механизмов с зубчатыми передачами. М.: Наука, 1971. - с.83 - 86.

26. Гинзбург Е.Г. и др. Производство зубчатых колёс. М.: Машиностроение, 1978.-230с.

27. ГОСТ 1643 82 Цилиндрические зубчатые передачи. - М.: Изд-во стандартов, 1982. -67с.

28. ГОСТ 9363 79 Долбяки зуборезные чистовые. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1993. - 71с.

29. Гохман Х.И. Теория зацеплений, обобщённая и развитая путём анализа. -Одесса, 1886.

30. Григорьева Е.М. Проектирование дисковых шеверов с оптимальными смещешиями исходного контура: Автореф. канд. дис. . канд. техн. наук. -М.: Станкин, 2001.-32с.

31. Грубин А.Н. и др. Зуборезный инструмент / Грубин А.Н., Лихциер М.Б., Полоцкий М.С. -М.: Машгиз, 1946. 320с.

32. Гурьев Б.И. К вопросу о сопряжённости профилей зубьев колёс // Механика мишин. 1969. - №21-22. - с.67-76.

33. Гусева В.В. Силы резания и стойкость долбяков при зубодолблении // Вестник машиностроения. 1958. -№5. - с.57-60.

34. Зб.Заблонский К.Н. Зубчатые передачи. Рспределение нагрузки в зацеплении. К.: Техника, 1977. - 208с.

35. Кирсанов Г.Н. Основы винтовой теории профилирования зубообрабаты-вающих инструментов. В кн.: Механика машин. М.:Наука, 1983, вып. 61, с. 10-16.

36. Кирсанов Г.Н. Профилирование инструментов с винтовой исходной инструментальной поверхностью для обработки винтовых поверхностей// Вестник машиностроения, 1977, №7, с. 54-57.

37. Кирсанов Г.Н. Развитие некоторых вопросов теории инструмента // Вестник машиностроения, 1978, №9, с. 53 58.

38. Королёв Ю.И. О влиянии корригирования на КПД зубчатых передач // Расчёт, конструирование и опыт эксплуатации зубчатых муфт и шпинделей: Пробл. Коррегирования зубчатых колёс. Свердловск, 1970. - с. 52 -56.

39. Кропотов Г.А. Усилия резания и температура при зубодолблении колёс из жаропрочных и титановых сплавов // Станки и инструмент. 1963. - №3. -с. 24-27.

40. Кудрявцев В.Н. Зубчатые передачи. М.: Машгиз, 1957. - 206с.

41. Кудряшов А.А. Металлорежущие станки для инструментального производства. М.: Машгиз, 1961. - 318с.

42. Лашнев С.И., Юликов М.И. Расчёт и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ. М.г Машиностроение, 1975. - 392с.

43. JTe Минь Нгок Исследование геометрии передней поверхности зуборезных долбяков: Автореф. канд. дис. . канд. техн. наук. К., 1972. - 24с.

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

45. Лоскутов В.В., Ничков А.Г. Зубообрабатывающие станки. М.: Машиностроение, 1978.- 192с.

46. Люкшин B.C. Теория винтовых поверхностей. М.: Машиностроение, 1968.-372с.

47. Марков Н.Н. Выбор измерительных средств для контроля цилиндрических зубчатых колёс. М.:Стандартгиз, 1960. - 140с.

48. Маслов А.Р. Приспособления для металлообрабатывающего инструмента. М.: Машиностроение, 1996. - 240с.

49. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, 1985. -496с.

50. Матюшин В.М. Зубодолбление. М.: Машгиз, 1953. - 184с.

51. Матюшин В.М. Зуборезные долбяки. М.: Машгиз, 1948. - 205с.

52. Мягков В.Д. Допуски и посадки. Л., 1982. - Т. 1-2.

53. Николай Е.Л. Теоретическая механика. М.: Физматгиз, 1962. - 280с.

54. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на зуборезных станках. М.: Машгиз, 1959. - 144с.57.0лифиренко М.И. Прогрессивные процессы зубодолбления. К.: Тэхника, 1988.-192с.

55. Ординарцев И.А. и др. Справочник инструментальщика / Ординарцев И.А., Филиппов В., Шевченко А.Н. Л.: Машиностроение, 1962. - 846с.

56. Пат. 686605 ФРГ, B23f 5/02. Зубошлифовальный станок / Херберт Лоос, Макс Зайтц, Манфред Ерхардт (ФРГ). 2172432/25 - 08; Заявлено 17.09.75; Опубл. 15.09.79, Бюл. №34. Приоритет 12.12.74.

57. Пат. 1178676 ФРГ, класс 49d 5/02. Carl Hurth-Maschinenfabrik.

58. Пат. 2059521 ФРГ, класс 49d 5/02. Механизм обката зубошлифовального станка с дополнительным вращающимся приводом обкатного сектора / Херберт Лоос, Фриц Хурт (ФРГ). Р2059521.5 - 14; Заявлено 3.12.70; Опубл. 15.06.72.

59. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисление. М.: Наука, 1975.-320с.

60. Портман В.Т., Бобров А.П. Анализ точности зубошлифовальных станков с плоским кругом // Станки и инструмент. 1982. - №12. - С. 24 - 25.

61. Пуш В.Э. Металлорежущие станки. М.: Машиностроение, 1985. - 576с.

62. Режущий инструмент. Лабораторный практикум. Учеб. Пособие для вузов по специальности "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты" / Н.Н. Щегольков, Г.Н. Сахаров и др. М.: Машиностроение, 1985. - 168с.

63. Родин П.Р. Основы теории проектирования режущих инструментов. М.: Машгиз, 1960. - 160с.

64. Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. К.: Вища шк., 1986. - 400с.

65. Родин П.Р., Олифиренко М.И., Новиков А.Н. Некоторые направления оптимизации конструкций зуборезных долбяков // Новые конструкции и прогрессивная технология производства инструмента. М., 1984. — с. 37 — 41.

66. Романов В.Ф. Расчеты зуборезных инструментов. М.: Машиностроение, 1969.-255с.

67. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов / Г.Н. Кирсанов, О.В. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др.; Под общ. ред. Г.Н. Кирсанова. М.: Машиностроение, 1986. - 288с.

68. Савёлов А.А. Плоские кривые. Систематика, свойства, применения. М.: Физматгиз, 1960.-293с.

69. Сахаров Г.Н. и др. Металлорежущие инструменты / Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л. М.: Машиностроение, 1989. - 328с.

70. Седов Б.Е. Профилирование косозубых долбяков // Станки и инструмент. 1980.-№5.-С. 22-23.

71. Седов Б.Е. Влияние модификации профиля зубьев долбяков на их стойкость // Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент. Научно-технический реферативный сборник. 1972. - Вып. 9. - С. 15 - 18.

72. Седов Б.Е. Формирование фасок на зубьях долбяков методом копирования на зубошлифовальном станке кругом определённой установки // Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент. Экспресс информация. - 1980. - Вып. 7. - С. 7 - 11.

73. Седов Б.Е. Формирование фасок на зубьях долбяков методом обкатки на зубошлифовальном станке // Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент. Экспресс информация. - 1980. - Вып. 6. -С. 9-12.

74. Семенченко И.И. Режущий инструмент. М.: Машгиз, 1944. - 560с.

75. Семенченко И.И. и др. Проектирование металлорежущих инструментов / Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. М.: Машгиз, 1962. -952с.

76. Сильвестров Б.Н. Зубошлифовальные работы. М.: Высшая школа, 1985. -272с.

77. Справочник металлиста: В 3-х томах / под ред. Н.С. Ачеркана. М.: Машиностроение, 1965. -435с.

78. Справочник металлиста: В 5-ти томах / под ред. А.Н. Малова. М.: Машиностроение, 1977. - 748с.

79. Фрадкин Е.И. Оптимальная наладка зубошлифовальных станков // Станки и инструмент. 1999. - №6. - С. 25 - 26.

80. Фрадкин Е.И., Чурилин А.В., Хромов В.И. Повышение точности зубо-долбления и зубошлифования // Станки и инструмент. 1993. -№1. - С. 9 - 10.

81. Филиппов Г.В. Режущий инструмент. JI.: Машиностроение, 1981. - 394с.

82. Хуань Тянь Минь. Точность и динамические зависимости при зубодолб-лении: Автореф. канд. дис. . канд. техн. наук. М., 1963. - 24с.

83. Шарин Ю.С. Обработка деталей на станках с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1977.- 183с.

84. Шатин В.П., Шатин Ю.В. Справочник конструктора инструментальщика. М.: Машиностроение. 1975. - 456с.

85. Шейкин Г.М., Ананьев В.И., Бобков М.И. Механизм модификации обката зубообрабатывающего станка // Станки и инструмент. 1990. - №6. - С. 18-19.

86. Шишков В.А. Образование поверхностей резанием по методу обкатки. -М.: Машгиз, 1951.- 152с.

87. Юликов М.И. и др. Проектирование и производство режущего инструмента / Юликов М.И., Горбунов Б.И., Колесов Н.В. М.: Машиностроение, 1987.-296с.

88. Ящерицын П.И., Еременко M.JI., Жигалко Н.И. Основы резания металлов и режущий инструмент. Минск: Вышейш. шк., 1975 - 528с.

89. Составлен «01» декабря 2004 года представителем Департамента главного технолога открытого акционерного общества по производству большегрузных автомобилей, именуемый в дальнейшем ДГТ ОАО КамАЗ:

90. Результаты внедрялись при выполнении инициативной научно-исследовательской работы по теме: «Методика профилирования долбяков»7

91. Данная методика позволяет:

92. Использовать криволинейные формы передней поверхности зубьев долбяков, обеспечивающих полное исключение погрешности производящего профиля при любых заданных геометрических параметрах;

93. Применять для заточки фасонной передней поверхности рекомендуемое автором приспособление;

94. Автоматически получить, используя указанное приспособление, необходимый профиль фасонной передней поверхности без предварительного определения координат её профиля;л »

95. Повысить точность нарезаемых колёс и стойкость режущего инструмента.1. Начальник КТОГ1. Севрюкова JI.A.