автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка общего метода проектирования инструментов с винтовым затылованием

Государственный комитет Р(ЖР по делам науки и высшей

школы

Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

На правах рукописи )

УШАКОВА Ирина Владимировна ' ^

РАЗРАБОТКА ОБЩЕГО МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШСГРУлЕНГОБ С ВИНТОВЫМ ЗАТШЮВЛНИЕМ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность 05.03.01 - Процессы механической и

физико-технической обработки, станки и инструмент

Тула - 1991

Работа выполнена на кафедре "Металлорежущие инструменты' Тульского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Протасьев В.Б. .

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Коганов И.А.

кандидат технических наук Ковалев В.Г.

Ведущее предприятие - Тульский машиностроительный завод

им. Рябикова

-/<? /ОА ■///€&

Защита состоится _" _: 1991 г. в / ' часон

в 9 уч. корпусе, ауд. 101 на заседания специализированного советг

0(5$• (Р/ в Тульском политехническом институте (300600, г. Тула, пр. Ленина, 92).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского . политехнического института.

У ¿Г

Автореферат разослан ___1991 г.

У«ен:;й секретарь

специализированного совета, уу

кандидат технических наук, доцент И. 'Федик

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.

В настоящее время одной из задач, стоящих перед инструментальной промышленностью, является разработка новых высокопроизводительных и высоконадежных конструкций инструмента и способов его изготовления, обладающих:

- высокой точностью размеров и профиля, особенно при малых размерах изготавливаемого инструмента;

- возможностью применения в режущей части высокопрочных материалов, а также износостойких покрытий, независимо от использования цельной или сборкой конструкции инструмента;

- низкой себестоимостью процесса изготовления и возможностью использования серийного универсального оборудования.

Для многозубых инструментов окончательной операцией изготовления является затачивание или затылование зубьев по задней поверхности. Данные операции являются наиболее трудоемкими и сложновыполнимкми, поэтому дальнейшее развитие производственного процесса изготовления многозубых инструментов должно предусматривать в первую очередь совершенствование этих операций.

Предлагаемая работа посвящена разработке одного из перспективных приемов, используемых при изготовлении инструмента -винтового гатыюрания, имеющего значительные преимущества по сравнен!!« с трациционькми ело со баки, особенно при изготовлении мелкоразмерного инструмента.

Цель работы.

Создание обобщенной методики проектирования инструмента, допускающего винтовое затылование. Реализация на основа это!'! методики опытно-промышленных образцов инструментов различи!« типов.

Общая методика исследования.

Исследования выполнены с использованием приемов векторной алгебры с привлечением теории формообразования винтовых поверхностей и элементов теории множеств с использованием результатов теории проектирования металлорежущих инструментов, результатом исследований ярилось создание алгоритмов и программ для ЭВМ, используемых при расчете инструментов с винтовым затнлованнем.

Научная новизна.

Произведено научное обобщение условий проектирования инструментов, задние боковые поверхности которых образованы семейством правых и левых винтовых поверхностей.

Разработаны методики проектирования различных типов инструментов на основе винтового затылования.

Теоретически и экспериментально определены технологические ограничения, связанные с конструктивными особенностями инструментов.

Разработаны алгоритмы для проектирования и изготовления различных типов инструментов, допускающих "винтовое затылование.

Практическая ценность.

Выявлена зона оптимальной эффективности применения винтового затылования при изготовлении многозубого инструмента. Определены численные значения технологических ограничений, накладываемых технологией изготовления инструмента.

Разработаны технологические приемы выполнения операции винтового затылования, позволяющего получать инструменты с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Доказана возможность получения червячных мелкомодульных фрез класса точности АА. '

Реализация работы.

Результаты работы послужили основой для создания опнтно-прскылленяых образцов инструментов, принятых к внедрения на Тульском заводе "Электропривод", Тульском комбайновом заводе, использованных в работе научно-производственного предприятия ТИС1", имеется заключение о целесообразности выполненных работ ' б области изготовления келкомедульных червячных ТРез>

Апробация рабо.ты.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ХХУ-ХХУП научно-технических конференциях профсссорско-пренодалательского состава ТулПИ, г. Тула. 19ЬЬ - 1991 г.г.; на республиканском научно-технической конференции "Совершенствование методов расчета, конструирования и • зуСюэбрабэтки цилиндрических и конических зубчатых, спироидных, гипоидных и червячных передач", -Итевск, 19Ь9 г.; 'на всесоюзной научно-технической конференции "Пути повышения еттйкостии надежности режущих и штамп оных инструментов"', Николаев, 1990 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано В работ, в том числе получено авторское свидетельство на конструкция червячной фрезы с винтовым затылованием № 156912?.

Структура и объем р а б о " ы.

Диссертация состоит из введения, пяти разделив, основных выводов, приложений и содержит 154 страниц машинописного текста, 93 рисунков, 24 таблицы,список используемых источников из 92 наименований, приложения на ¿¡д листах.

Г1. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрен ряд задач, стоящих в настоящее время перед инструментальной промьшшенностью, определена актуальность работы, как дальнейшее совершенствование операции затылования с целью повышения точности, особенно мелкоразмерного многозубого инструмента.

В первой, главе дается анализ существующих методов обработки режущей части многозубых инструментов, на основе которого выявлены основные недостатки операции затылования, особенно при изготовлении мелкоразмерного многозубого инструмента, и изложены пути, по которым в современно;! инструментальной промышленности эти недостатки устраняются. Проведена оценка точности наиболее прогрессивных инструментов, задние поверхности, которых обработаны различ1:ыми методами, выявлены несомненные преимущества метода винтового затылования.

"Сущность данного метода заключается в том, что при конструировании многозубого инструмента задние поверхности оу&'ьев в различных рядах (рис. I) располагаются на одних цилиндрических или винтовых поверхностях (правого и левого направлений.), что позволяет произвести обработку этих зубьев по задним поверхностям на проход без использования движения "отскока" затыловоч-ного инструмента, связанного с кинематикой процесса затылования и конструкцией затыловочного оборудования.

Известные в настоящее время случаи использования винтового затылования, а также существующие публикации, не позволяют оценить возможности данного вида затылования, а также произвести расчет оптимальных конструктивных и технологических параметров

Рис. I. Схема формирования зубьев фрезы с вито ним затилонаннс-м.

инструмента. Используя положения теории проектирования металлорежущих инструментов было установлено соотношение между окружным шагом рядов-зубьев и шагом зубьев обрабатываемого периодического профиля детали. Основываясь на выводах теории резания металлов было установлено, что винтовое затылование следует применять для профилей, у которых углы давления по боковым сторонам зубьев не превышают бтах ~ 60°, что позволяет рекомендовать данный способ затылования для обработки резьбовых фрез, червячных фрез для нарезания треугольны:? плицев, для фрез со стружкоделительны-ми канавками и конструктивной подачей вдоль зуба, а также для червячных фрез для нарезания зубчатых колее. Величина окружного шага, а, следовательно, диаметр и число зубьев рассматриваемого инструмента непосредственно связаны с величинами задних углов по боковым сторонам,- а также с осевым тгои обрабатываемого периодического профиля. Увеличение осевого шага или уменыкэние заднего угла ведет к значительному возрастшш окружного шага зубьев и уменьшения их количества, что резко снижает производительность обработки и, кал следствие, аффективное?.') винтового затылования. Ориентируясь на размеры зашлосашш фрез для обработки таких же периодических профиле;"! можно ртгэмепдегать использование винтового оатшгавшшл при изготовлении ииструмсктоя с задними углами по боковым сторона» зубьев в продолах 5° 14° и с нагем обрабатываемого про4.:и.л не Солее 4*5 ом.

Традиционная ебрчбэтка так:» м?л:ор«я:'?р|!НХ деталей спгопкп со слотмосгь'э пелу-икмл профиля па зерлгене. пуба, которая объясняется ограниченно.'.! рзомзров инструмента ртооого порядка.

В связи с «¡к, а для снижения пзгруоки и облегчения

удаления стружки ме.-хду рядами зубьев на инструменте, зубья удаляют через один, располагал их в шахматном порядке.

При использовании инструментов, допускающих винтовое затылование, "шахматная" схема расположения зубьев получается автоматически, а инструмент второго порядка приобретает более значительные размеры и становится технологичным. Кроме того, применение винтового затылования при обработке особо мелких профилей позволяет получать не только "шахматную" схему расположения зубьев, но и располагать зубья через 2, о и более, что та.-ске снимает все ограничения, свойственные данной категории инструментов.

Для реализации процесса винтового затылова^ия возможно использование серийного оборудования, имеющегося на предприятиях, что дает дополнительные преимущества при использовании данного метода. Так при изготовлении фрезерного инструмента возможно применение резьбошлифовального оборудования, а при изготовлении плоских протяжек - плоскошлифовальных или профильчошлифовальных станков. Данное оборудование имеет повьленную жесткость шпиндельных узлов по сравнению с затыловочными станками, а также высокую стойкость шлифовальных кругов, связанную с их значительным диаметром (до <¡00 мм). Это позволяет значительно повысить точность изготавливаемого инструмента.

Во второй главе рассматриваются вопросы теоретической возможности использования винтового затылования при изготовлении инструментов и разрабатывается математическая методика проектирования таких инструментов ка основе выявления их спьцпфичооких особенностей. За основу берется представление алементов задних: поверхностей зубьзг в виде множества (рис. 2) где I - индс-кс, указывающий на номер ьл',-мш!та поверхности

- шдекс, указывающий покор ряда .зубьев, совпидчяций с покором стружечной канавки;

К - индекс, указывающий помер зуба б ряду. Камцый элчгхнт задней поверхности »/олаго представить в виде движения част;- режущей кромки (образующий) вдоль згднеЯ поверхности (нопргилл.щой), и роли которой является ычпотг. линия. Винтовое оатылованде ьоомодко, если рассматриваете елсментн эгдних повчрхиэстой «яг»ат на одной поверхности. Учитывая то, что форма рэду^их крэхэк одинакова на всех зубьях условие винтового заты-дованнк мэкет Сыть рассмотрено как совпадение направляющих задних поверхностей зубьев в различных рядах. Математически это у слови" шьет следуя'[ее выражение

зуба

(I)

гдз дли фриз

для плоских протяжек

u=ttgd

Р = P(|-íg A tgc( ) , <з)

где р - винтовой параметр задней поверхности;

р - осовоЛ зубьев;

I - окружной п!,.р зубьев на цилиндре радиуса Г ;

д - угол наклона передней поверхности на том же цилиндре;

Ci - угол наклона направляющей задней поверхности.

Зависимости (I, 2, 3) явились основными для вывода частных решений при проектировании различных видов инструментов.

Далее в главе разбираются основные виды и типы инструмента, которые включают в себя:

- однорядные, у которых зубья составляют последовательный ряд, идущий в направлении главного движения;

- :,.ногорядные без смещения зубьев, представляющие собой групповые инструменты, у которых зубья в различных рядах расположены в шахматном порядке;

- многорядные со смещением зубьев, представляющие собой группоже инструменты, у которых зубья в различных рядах расположены через несколько стружечных канавок;

- червячные инструмента.

Для каждого вида разработаны расчетные формулы в зависимости от того, что служит исходными данными и что используется в качестве оценочных функций. Во всех случаях, при известных (выби, -i;ux конструктором) свободных пар-шатрах седетсл р-.ечет недос :-цего (зависимого) параметра, при условии, что соблюдается зад иная величина заднего угла [ OÍ¡¡ J в сечинии, перпендикулярном режущей кромке.

Одновременно при рнсчсгчх р ¡лаегсл одна из следующих гч-

д&ч:

- получение наиболее технологичного инструмента, что связано с расположением стружечных кннавок параллельно осп инструмента и расчете необходимых для этого углов наклона направляй-щих задних поверхностей;

- получение необходимого угла наклона Д п фсдной поверхности к ос. инструмента и также в определении необходимых углов

наклона направляющих яаднмх поверхностей;

- получение инструмента с равными задними углами по различным сторонам профиля зуба и расчете необходимого для выполнения этого условия угла наклона /\ передней поверхности.

Одновременно определяются числа захода« шогозмсодшаг задних поверхностей слева и справа, так как задние поверхности зубьев в различных рядах лежат на разных технологических поверхностях, число которых (заходов) жестко свьзано с числом зубьеЕ инструмента. Разработаны условия получения червячного инструмента. Так, если число заходов многозаходных задних поверхностей слева и справа 2 р равны, то получается дисковый уяи групповой инструмент без смещения зубьев; если А. ¡^ но равно 7.^ , то групповой инструмент со смещением зубьев или червячный инструмент, причем число заходов червячного инструмента

= - . ' и>

Число стружечных канавок 2 ^ равно сумме заходов слева и справа.

Далее в главе проведен анализ условий формообразования передней поверхности, которая может проходить через каждый ряд узлов пересечения направляющих задних поверхностей (инструмент 2-ого типа) или через один ряд (инструмент 1-ого типа) (рис. 3). При инструменте 1-ого типа увеличивается осевой шаг мекду зубьями, уменьшается в 2 раза число стружечных канавок, однако, между соседними зубьями образуется технологический элемент, являющийся остатком удаленного ряда зуОьев, что снижает эффективность данной конструкции. Наиболее приемлемым такой тип инструмента мо.кет быть для. сборного инструмента с узкими смонмы--«. пластина-

причс.:, большей окружной шаг мегццу зубьями, позволяет рационально расположить элементы крепления. При изиотовлтти инструмента 2-ого типа возшшащио технологические элементы перекрываются следу-оцими в данном ряду зуоьями, причем, высота зубьев значительно превышает размеры олементсв в связи с чем их наличие не сказывается ни на работоспособности инструмента, ни па качество обработки. Инструмент обеспечивает уменьшенный осевой шаг обрабатываемого профиля и имеет большее число стру-жечшх канавок.

Ь третьей, г л а-в е проводится разработка расчетных методи.с для проектирования инструмента на базе разра-

Рис. 3. Формирование передней поверхности.

ботанных в предыдущей главе материалов, а также на основе оце- . ночных функций, принятых в теории проектирования металлорежущих инструментов и полученных в результате анализа, проведенного в данной главе или получанных в процесса изготовления ошлтно-прокызиеншх образцов инструмента. Так при расчете однорядного инструмента возможно существование как одностороннего так и двухстороннего KHcrpytfoHva, причем, оба вида инструмента могут перстачиь-чться ках по передней, так и по садней поверхности.. Односторонние инструменты допускают 'переточку как по передней, Tai; и по задней по; ::рхности независимо от формы режущей кромки. Для двухсторонних инструментов переточка по передней поверхности возможна только, если боковые ренущие кромки зуба - прямо-лтв Пни.

Так как вид переточки достаточно сильно влияет на конструктивные параметры инструмента любого вида и типа, отот вопрос в главе рассматривается достаточно подробно.

Рассматривается вопрос заточки инструмента при наличии площадки на вераине оуба. Данную площадку рекомендуется обрабатывать на заточном станке по плоскости, либо фасонным кругом с подачей вдоль ряда зубьев.

В процессе проектирования инструмента необходимо решать задачу профилирования инструмента 2-ого порядка. Для винтового за-тилопаинл таким инструментом является шлифовальный круг большого диаметра. Направлиш-ой задней поверхности ' является или винтовая или прямая л:'.|Г»ш. Расчет профиля круга предлагается вести по методике прг»ф. С.11. JUüi.hcbü. Порядок расчета соответствует схеме: профиль изделия - производящая поверхность - режущая кромка - задняя поверхность оуба - шлифовальный круг. В процессе расчете, приходится решать задачу по выбору действительного решения из двух получаемых. В главе излагается методика, позволяющая определи;-!) действительные корн:; сравнения профилирования. При нанесении струхкоделитолькых канавок, методом винтового-за-тылосания на готовые инструменты для получения рациональных .значений задних углов по боковым сторонам канавки необходимо," чтобы выполнялись соотношения: - для фриз

4- > 3 * 4 мм ;

1

- для протянек

{ 8,5 мм где t - шаг зубьев протяжки.

Для получения достаточной прочности зуба рекомендуется также, чтобы расстояние между соседними канавками было не менее 4 км, ширина выступа составляла не менее 1,5 * 2 глубин канавки, • углы давления по боковым сторонам канавки не мене'е 10°, а минимально возможная канавка при ширине в I им имела бы глубину 0,6 i I мм. Получаегми при нанесении канавок технологический элемент (рис. 4) влияет,на число переточек инструмента, поэтому „ в работе приведен расчет размеров данного элемента и установлено его влияние г завис'.ялс от вида переточки. Вводится понятие несовпадения следов двоения шлифовального инструмента справа :: слога по передне!": поверхности зуба. Так,' согласно опыт-Kicc дашпгс величин1 дачного пвеэпдедения в среднем'не пенсе 0,5 мм. Учитывая шдаккалыю возможные размер! канавки мо:?но рекомендовать мнэгорядвгые-инструменты без смещения зубьев только для профиле!; детздеЯ, с гягэм р >1 мм. Профили о более мсл-■лк'.п шагами слсдуст обрг.бативать ¡шетрумаитом со смещением зубьев, что позволяет уп»?личить "iar мезду .'соседними рядами вдоль одну.". ctpy.se«шоП .елкикк » пг". мал:^ р достигнуть вслютш размеров пр^фкдя зубьев, достаточных для применения винтового сжоезнкя. Основу piicneia составляет определение величии! Z^ ■ spwhcctk ¡.ига с^р^лет-.'^гого пргфпя и ¡тага зуб; ев фрезы, ■.т; гор ля моте? Сг?ь голу-пн'* из гътю приведен':рп условия. Б д.г.~Ы!ей'кс:: Z'7 р^гбипче гсч на ггисла заходов справа ( п ) и с.те-

( п ) искрят»»? лпуг яд «угу. При этом ~[_7 должно быть кратко ч-:слу стру:"РЧ'-:ых кзиквэк инструмента ¿£7

Zo=Zsz/Zz. (5)

Числа заходов многозаходных задних поверхностей составят

ZL=aZ0 (6)

zR= Ыо.

В случае нанесения стружкоделптельннх канавок с целью получени конструктивной подачи вдоль зуба на инструменте с заранее зада; . нкм диаметром и числом зубьев осевые наги задних винтовых поверхностей определятся как.

р = ^Др Z.L.R z

d,L,R jrjj+p ZLiRZztgÁm __ (7)

где R определяется по (6) , а p является конструктивной подачей ( 2к ). Рекомендуется при Ат >0 . и с 6 принимать а и I , при а = 2.

На основании результатов анализа, проведенного в главе были разработаны алгоритмы и расчетные программы для определения конструктивных параметров различных видов инструмента с винтовым затылованием.

В четвертой главе' разбираются особенности проектирования червячных фрез с винтовым затылованием для нарезания зубчатых колес. Учитывая то, что фрезы с'винтовым затылованием имеют больпий окружной шаг, чем у существующих конструкций, в начале глаш проводится анализ для определения необходимого для формирования зуба колеса числа резов. На основании полученных результатов рассчитывается допустимое число зубьев фрезы на одном витке и число ее заходов.

Согласно главы 2 определяются конструктивные паоаметри черьячных фрез. Долее в главе проводится анализ точности изготовления фрез. За основу принимается точность получения осевого :;:ага и профиля зубьев фрезы. Точность осевого вига рассматривается кек полный дифференциал от приращения елхявдих факторов

лп =Шаодр аРхо_лр . oPxo_A)?Rl(b)

л0 0PdL ~ olu <3P«R ^ d-ft. avR

где - '.jar задних поверхностей слева;

- гсаг задних поверхностей справа;

^ - угловой i<¡ar зздчих поверхностей слева;

- угловой шаг задних поверхностей справа.

Величины погрешностей шагов задних поверхностей определятся из условий их реализации на резьбоылифовальном оборудовании. Эти погрешности складываются из неточности настройки на требуемый шаг Дц , погрешности пары "винт - гайка" Д^.Ь. » пог~ реиность, создаваемой гитарой шестерен привода ходового винта Д?, . Погрешность А г связана с точностью изготовления шестерен, а также их количеством в гитаре. 'Учитывая повышающий характер передачи влияние Ду на точность, шага фрезы возрастает. Однако, учитывая то, что прилагаемые к резьбощлифоваЛьному обо-, рудосачил -голоса имеют Ь степень точности по параметрам шага и .

профиля общая величина погрешности А Р^ ц ¡^составит около 0,004 мм. Погрешность углового шага связана с точностью изготовления делительных дисков. В случае использования в качестве диска зубчатого колеса 5 степени точности и не превысит 2'. В результате ДРх.0 будет находиться в' пределах +0,001 мм для фрез с модулем I мм и снижается с уменьшением модуля.

При винтовом затыловании червячной фрезы профиль затыло-вочного круга не является прямолинейным. В то же время придаваемые к резьбошлифовальным станкам приспособления для заправки круга наиболее точно обеспечивают именно прямолинейную образующую профиля. Расчеты показали, что аппроксимация профиля шлифовального круга прямой линией дает погрешность профиля зуба фрезы не более + 0,002 мм для модуля I мм и снижается с его уменьшением. Однако, возникающая погрешность профиля связана не только с аппроксимацией профиля шлифовального круга, но включает в себя неточность исполнения параметров его установки: угла разворота £ , межцентрового расстояния ГП , а также погрешности угла заправки круга £) . В результате анализа было установлено, что колебание т в пределах + I мм может вызвать ощутимую погрешность профиля зуба, которая может достигать 0,003 мм; изменение угла профиля круга в пределах б' ,' что соответствует цене деления лимба-заправочного приспособления, составит .+ 0,0022 мм. Погрешность угла разворота круга 0,5°; так-зке соответствующая цене деления-лимба, дает погрешность в пределах 0,0065 мм. Таким образом, суммарная погрешность профиля зуба фрезы может достигать значительных величин. Однако, закономерности изменения погрешностей вдоль профиля в зависимости от колебаний-параметров установки отличаются незначительно, что дает Возможность их компенсации за счет изменения угла заправки затыловочного круга. Так'погрешность, вызванная неточностью угла установки круга-в пределах 0,5° компенсируется изменением угла заправки круга на 18'. Оставшаяся суммарная погрешность не превысит + 0 ,0015 мм. Указанную компенсацию'следует производить на стадии наладки станка при обработке детали - свидетеля с последующим ее контролем на универсальном измерительном микроскопе.

Проведенный анализ.также показал практически незначительное влияние на точность профиля зуба фрезы изменение диаметра или-

фовального круга, связанного с его износом, а также колебания шага задней винтовой поверхности в пределах ранее рассмотренных величин.

В главе сделано заключение о возможности изготовления фрез класса АА на' резьбошлифзвальном оборудовании с применением винтового затылования.

В пятой главе рассматриваются оборудование и специальные технологические приемы, используемые при изготовлении фрез с винтовым затылованием. Учитывая значительные величины осевых шагов задних винтовых поверхностей, которые ведут к большим передаточным отношениям повышающей передачи проведена модернизация резьбошлифовального станка модели 5Ь21. Приводной вал и шпиндель изделия разъединяются и между ними устанавливается дополнительная гитара, что позволяет получить значительные величины осевых шагов (более 100 мм) при фактической понижающей передаче. На шпиндель изделия устанавливается сменный делительный диск, что позволяет получить необходимое число заходов винтовых поверхностей.

В качестве реализации выводов работы были изготовлены следующие инструменты:

- дисковая фреза В = 100 мм,* Z = 24 для фрезеровании канавок на плашках для накатки резьбы на винтах-саморезах;

- цилиндрическая фреза I) = 62 мм, Zi= 14 для нарезания периодических профилей с Р = 1,5 мм и (5^ = б^ - 45";

-. фреза с конструктивной подачей для обработки алюминиевых сплавов Т) - 36,6 мм; 2 - 6; 2К - 0,75 мм;

- червячная фреза для нарезания зубчатых колес с модулем ГПо = 0,5 мм; 5 = Ы мм; 12.

Инструменты прошли промышленные•испытания и показали повышенную работоспособность.

Основные выводы.

Повышение эксплуатационных характеристик инструментов и их технологичности достигается за счет формообразования боковых задних поверхностей с помощью семейства винтовых поверхностей правого и левого направления. Такое решение позволяет' снять традиционные ограничения, характерные для процесса затылования с использованием кулачков и открывает возможность применения при изготовлении инструмента высокоточного резьбошлифовальнсго оборудования.

Выполненные исследования по вопросу изучения возможности винтового затылования позволили констатировать следующее.

1, Предложенный метод может быть использован как для инструмента, где боковые режущие кромки играют роль вспомогательных, так и для инструментов, где они выполняют основные задачи формообразования.

2. На основании анализа особенностей конструкции и технологии изготовления инструментов с винтовым затылованием определена область оптимального использования даьного метода. Показано, что:

- винтовое затькование, в случае когда боковые режущие кромки выполняют роль профилирования, наиболее целесообразно для инструментов, обрабатывающих периодические профили с осевым шагом не более 4 V 5 мм, что позволяет получить рациональные значения задних углов при существующем нормальном ряде диаметров инструмента;

- винтовое затнлосаиие рекомендуется для обработки профилей с углами давления менее 60°. При обработке профилей, имеющих точки излома юзнозна раздельная обработка различи'« участков профиля с пс;;о~ьзсваписч других схем затылования на участках, ограниченных указанными углами;

- при обработке лрофилсй с осевым шагом менее I мм возможно получение схем срезания припуска с конструктивной подачей вдоль образуйтеи профиля, что позволяет повысить точность инструмента за счет 'проглубления профиля и исключения влияния на точность детали .-.падкий мелду элементами зубьев. При этом создается возможность увеличения пространства для размещения стружки.

3. Разработана математическая модель пронесся расчета параметров инструментов, допускающих винтовое затылование:

- установлены условия, допускающие данный вид затылования для определенной совокупности режущих инструментов;

- определены общие зависимости, определяющие взаимосвязь между конструктивными параметрами; '. •

- определены условия формирования передней поверхности с заданными передними и. задними углами;

разработаны основные принципы проектирования инструмента с рядным расположением зубьев.

'4. На основании проведенного анализа определены ось.пг-мнэ

технологические ограничения, связанные с конструктивными особенностями инструмента. Так установлено, что:

- минимальные размеры канавок по ширине и глубине должны составлять не менее I мм и 0,6 мм соответственно;

- инструменты с винтовым загылованием могут перетачиваться как по передней, так и по задней поверхности, причем, запас на переточку определяется высотой периодического профиля, нанесенного на зуб инструмента;

- установлено влияние остчточного" технологического элемента, получаемого между зубьями на число переточек.

5. Кинематический анализ условий реализации винтового за-тылования на резьбоклифовальном оборудования показал возможность достижения высоких' показателей по точности шага, которые находятся в пределах 0,002 мм даже при реализации шагов задних винтовых поверхностей в пределах до 4?. мм.

6. Использование винтового затылования при изготовлении червячных модульных фрез на реэьбеилифовальном оборудовании позволяет получить фрезы класса не ниже АА как по параметрам ыага, гак и по параметрам профиля при модуле фрез менее I мм,

7. Проведена модернизация резьбоашифовального станк.а с целью получения осевых шагов до 100 мы и более.

Ь. На основании результатов диссертации были изготовлены различные виды инструментов, которые прошли промышленные испытания и часть из них пршчга .{ саедрчшт «рогяояеннши предприятиями.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Ушакова И .В., Утков И.В., Фролов Л.Н. Определение рабочего участка производящей поверхности инструмента при общем случае формообразования // Исследования в области инструментального производства и обработки металлов резанием,- Тула: ТулПИ, 19Ь6С. 30 - 35.

2. Ушакова И.В., Ушаков М.В. Определение рациональных корней при решении задач <1 ^рмооброзования // Исследования в облагай технологии механической обработки и сборки,машин,- Тула: ТулГ'П, 19Ь6,- С. ЬС> - ЬЪ . ■

3. Лротасьев В.Б., Ушакова И.В. Область применения червячных фрез, затьшованных по винтовой поверхности // Исследования .

в области инструментального"производства и обработки металлов резанием,- Тула: ТулПИ, 19Ь6.- С. 29 - 32.

4. Иротясь'-в В.В., Ушакова И.В. Профилирование червячных фрез с bhhtofum злтылованием // Технология механической обработки и сборки.- 'Гула: ТулПИ, 19Ш.- С. BI - Ь5.

5. Протасьев В.Б., Ушакова И.В. Мелкомодульные червячные фрезы с винтовым затнлованкем // Совершенствование методов расчета, конструирования и зубообработки цилиндрических и конических зубчатых, спироидных, гипоидных и червячных передач: Тез. докл. республиканской науч.- техн. конф. 6-Ö июня 1969.-Ижевск, 1989.- С. 22 - 23.

6. Л. . с. I569I2I СССР, МКИ3 B23F21/16. Червячная фреза / В.Б. Протасьев, И.В. Ушакова, М.В. Ушаков, С.И. Соловьев

( СССР ).- 2 е.: ил.

7. Протасьев В.Б., Ушакова И.В. Проектирование инструментов, допускающих осевое сквозное затнлование // Тульский политехнический институт.- Тула, 1990.- 33 е.- Деп. во ВНИИГЭМР 05.07.90, К* 139-мш 90.

8. Протасьев В.Б., Ушакова И.В. Технологические особенности изготовления червячных фрез с винтовым затылованием // Пути повышения стойкости и надежности режущих и штампованных инструментов: Всесоюз. науч.- техн. конф.: Тез. докл.- Николаев, 1990.- С. 12.