автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Стойкостные исследования червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности

РГВ ОД

- з пнв гош

На правах рукописи

Курнп Алексей Александрович

СТОЙКОСТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЧЕРВЯЧНО-МОДУЛЬНЫХ ФРЕЗ С ВЕРШИНОЙ ЗУБА, ОЧЕРЧЕННОЙ ПО ДУГЕ ОКРУЖНОСТИ

Спет!альность 05.03.01 - «Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2000

Диссертация выполнена на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты» Волгоградского Ордена Трудового Красного знамени государственного технического университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Смольников Н.Я.

Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Нарожных А. Т.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

Ведущее предприятие - АООТ «Волгоградский тракторный завод

Защета диссертации состоотся 3 ноября 2000 г. в 10 часов в аудитории Б - 209 на заседании диссертационного совета К 063.76.04 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400066, г. Волгоград, просп. Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

профессор, член-корреспондент Академии Естествознания России Шапочкин В.И. - кандидат технических наук, доцент Полянчнков ЮН.

Автореферат разослан 28 сентября 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю. М. Быков

К63Ч. 001.455 -56-01) 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время производство зубчатых колес как в России, так и за рубежом достигло огромных размеров. Объясняется это высоким уровнем и темпами развития целого ряда отраслей машиностроения, таких как станкостроение, автомобилестроение, тракторное н сельскохозяйственное машиностроение, которые являются основными производителями и потребителями данного вида продукции. Наибольшее распространение в машиностроении получили цилиндрические зубчатые колеса, объем выпуска которых занимает 75% от всего объема выпускаемых в России зубчатых колес. Значительную их часть составляют цилиндрические зубчатые колеса с закругленной впадиной между зубьями.

Основным методом нарезания цилиндрических зубчатых колес в условиях индивидуального, серийного и массового производства является зубофрезерованне. Данный метод является наиболее производительным, универсальным и обеспечивает наибольшую точность по сравнению с другими методами зубонарезания.

Однако по сравнению с другими видами обработки металлов резанием, такими как точение, сверление, торцевое фрезерование, процесс зубофрезерования является наиболее трудоемким и малопроизводительным. На него затрачивается 50 - 60 % общей трудоемкости обработки зубчатого колеса.

Вследствие низкой производительности процесса зубофрезерования используется большой парк станков, значительные производственные площади и расходуется большое количество дорого стоящих зуборезных фрез.

За последние 30 лет в мире выполнено большое количество работ, посвященных вопросам повышения производительности процесса зубофрезерования, снижения трудоемкости и себестоимости изготовления зубатых колес. Однако все работы проводились применительно к червячно-модульным фрезам с прямолинейной вершинной режущей кромкой. Что касается фрез с радиусной вершинной режущей кромкой, то таких исследований мало, хотя в настоящее время эти фрезы применяются достаточно широко.

Отсюда видно насколько актуальна задача повышения производительности процесса зубофрезерования и повышения стойкости червячно-модульных фрез.

Решению этих задач и посвящена диссертационная работа. Данная работа выполнена в лаборатории кафедры "Металлорежущие станки и

инструменты" Волгоградского государственного техшпеского университета.

Цель и задачи работа Цель работы - повышение стойкости червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, а также повышение производительности процесса зубофрезеровання указанными фрезами. Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие основные задачи:

1. исследовать характер износа червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности и обосновать выбор рациональной схемы резания применительно к данным фрезам;

2. теоретически определить толщину слоя, срезаемого криволинейной вершинной режущей кромкой зуба фрезы;

3. теоретически и экспериментально определить параметры коррекции радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания;

4. экспериментально исследовать зависимости юноса обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности и радиусных фрез с прогрессивной схемой резания от различных факторов;

5. разработать рекомендации по рациональному применению червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментального исследования характера юноса червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба.

2. Методика теоретического определения толщины слоя, срезаемого криволинейной вершинной и боковыми режущими кромками зуба фрезы,

3. Методика определения параметров коррекции радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

4. Результаты экспериментального определения оптимальных параметров коррекции радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

5. Результаты исследований зависимости износа обычных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба и фрез с прогрессивной схемой резания от различных факторов.

Методы исследования В работе широко использовались экспериментальные и теоретические методы исследования, что позволило определ!ггь область рационального применения как обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, так и радиусных фрез с прогрессивной схемой резания.

Научная новизна работы.

1. Впервые решена проблема повышения стойкости червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности и повышения производительности процесса зубофрезерования такими фрезами.

2. Изучен характер износа обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности. Экспериментально установлено, что характер износа фрез с радиусной вершиной зуба значительно отличается от характера износа червячно-модульных фрез с прямолинейной вершинной режущей кромкой.

3. Впервые определена толщина слоя, срезаемого криволинейной вершинной режущей кромкой зуба фрезы.

4. Экспериментально обоснована правильность методики расчета параметров коррекции радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания. Получены эмпирические зависимости для определения оптимальных параметров коррекции радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания от различных факторов.

Практическая ценность результатов работы:

- разработано математическое и программное обеспечение для проектирования радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания, имеющих оптимальные параметры коррекции;

- определены зависимости износа обычных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба и радиусных фрез с прогрессивной схемой резания;

-экспериментально установлено, что стойкость радиусных фрез с прогрессивной схемой резания, выполненной по предложенному варианту, в 2 - 2,5 раза выше стойкости обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности;

.- производительность зубонарезания фрезами с прогрессивной схемой резания в 1,5 раза выше производительности обычных фрез;

- разработаны рекомендации по рациональному применению радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

Апробация работы Основные положения диссертационной работы и результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях ВолгГТУ 1997-1999 гг.

Публикации. По материалам исследований опубликовано шесть печатных работ.

Структура я обт.ем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав заключения и приложений. Диссертация содержит

238 страниц машинописного текста, 115 рисунков, 12 таблиц. Список литературы включает 82 наименования. Приложения содержат 38 страниц, 27 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечается актуальность проблемы повышения производительности процесса зубофрезерования и повышения стойкости зуборезных фрез, в частности, червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности.

Первая глава диссертационной работы посвящена обзору основных направлений повышения производительности процесса зубофрезерования червячно-модульными фрезами и повышения стойкости зуборезного инструмента.

В настоящее время, как на отечественных заводах, так и за рубежом применяется целый ряд направлений повышения стойкости зуборезного инструмента, включающий конструкторские и технологические методы.

Часть методов, таи« как: попутное зубофрезерование, осевые передвижки, проектирование многозаходных фрез, - нашли широкое применение в производственных условиях и выполнимы на существующем оборудовании. Однако многие методы по различным причинам применяются достаточно редко. Так, из-за отсутствия рациональной конструкции задерживается внедрение острозаточенных и твердосплавных фрез, а также фрез с рациональными геометрическими параметрами. Но схема резания обычной червячно-модульной фрезы такова, что в процессе ее работы создаются тяжелые условия работы боковых режущих кромок, что приводит к их преждевременному износу.

Поэтому особого внимания заслуживают фрезы с новыми схемами резания, предложенные С.Н. Медведицковым. В частности, прогрессивная схема резания, которая обеспечивает разделение стружек, срезаемых вершинной и боковыми режущими кромками, а следовательно, обеспечивает наименьшую величину деформации срезаемых слоев.

Кроме того, применение фрез с прогрессивной схемой резания не исключает возможности использования других методов и средств повышения стойкости. Так фрезы с прогрессивной схемой резания могут быть как цельными, так и сборными с режущими элементами из различных инструментальных материалов. Нарезание зубчатых колес такими фрезами может осуществляться как при попутном, так и при встречном направлении подачи, с осевым или радиальным врезанием, с осевыми передвижками или без них. Стойкость фрез с прогрессивной схемой резания в 2 - 4 раза больше стойкости обычных фрез. При этом затраты на изготовление фрез с прогрессивной схемой резания не превышают 5 - 10% от стоимости

обычных фрез. Поэтому, разработке новых схем резания применительно к червячно-модульным фрезам уделяется большое внимание до настоящего времени.

Следовательно, применение новых схем резания является наиболее эффективным направлением повышения производительности процесса зубофрезероаания и повышения стойкости червячно-модульных фрез.

Однако все исследования в области зубофрезерования были проведены применительно к фрезам с прямолинейной вершинной режущей кромкой. Что касается фрез с радиусной вершинной режущей кромкой, то таких исследований слишком мало, несмотря на их широкое применение как в России, так и за рубежом.

Возникает вопрос, можно ли применять новые схемы резания к червячно-модульным фрезам с радиусной вершинной режущей кромкой? Дело в том, что слой, срезаемый криволинейной вершинной режущей кромкой, подвергается значительным сдвиговым деформациям. Но поскольку вершинная режущая кромка будет срезать слои удвоенной толщины, то ее износ может быть настолько велик, что он превысит износ обычной червячно-модульной фрезы и применение таких фрез не будет эффективным.

Поэтому, чтобы ответить на поставленные вопросы, необходимо провести широкие исследования.

Вторая глава посвящена изучению характера износа обычных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба как при попутном, так и при встречном зубофрезерованни.

В диссертационной работе в качестве примера приведены описания и фотографии характера износа передних и задних поверхностей зубьев обычной червячно-модульной фрезы с радиусной вершиной зуба модуля 3 мм. Затупление фрез осуществлялось при нарезании цилиндрических зубчатых колес с числом зубьев, равным 36. В качестве заготовки применялся прокат из стали 40Х. Режимы обработки: скорость резания -53 м/мин; подача - 1,89 мм/об. В качестве смазывающе-охлаждающей жидкости применялось индустриальное масло.

Изучение и замер величины износа производился с помощью бинокулярной лупы М24 с 12х 1,65-кратным увеличением и ценой деления 0,038 мм.

Величина износа по задней поверхности каждого зуба, участвующего в резании, измерялась в трех характерных точках: в середине радиусного участка и в точках сопряжения радиусной вершинной режущей кромки с боковыми режущими кромками. В процессе нарезания зубчатых колес, ввиду характерных особенностей движений инструмента и обрабатываемой заготовки, принимаем, что

боковая поверхность зубьев фрезы, встречающая вращательное движение заготовки является выходной стороной, а противоположная поверхность зубьев - входной.

В ходе испытаний было установлено, что износ фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, протекает крайне неравномерно как вдоль В1ггка, так и по режущему периметру зуба. При работе со встречной подачей зуб фрезы, первым вступающий в резание, работает небольшим участком входной боковой режущей кромки. При этом вершинная режущая кромка в резании не участвует. Зубья фрезы, работающие входной боковой режущей кромкой ввиду свободного резания и малой дуги их контакта с заготовкой имеют следы износа на передней и задней поверхностях. Причем длина ленточки ганоса увеличивается с увеличение порядкового номера зуба фрезы.

По направлению к центральному зубу дуга контакта фрезы с заготовкой увеличивается и в резание вступает радиусная вершинная режущая кромка.

У зубьев, работающих входной боковой и вершинной режущей кромкой в точке их сопряжения, стружки от вершинной и боковой режущих кромок оказывают давление друг на друга. В месте их соприкосновения стружки испытывают значительную деформацию и оказывают давление на переднюю поверхность зуба фрезы. В точке сопряжения входной боковой и вершинной режущих кромок на передней поверхности зуба фрезы образуется лунка износа.

выходной боковой режущей кромкой

Рисунок 1 - Схема образования стружки, срезаемой зубом фрезы

Наибольший износ имеют зубья, работающие всеми тремя режущими кромками, - двумя боковыми и вершинной, причем выходная боковая режущая кромка работает небольшим участком своей длины. Объясняется это следующим. Боковые режущие кромки зуба фрезы срезают стружки не одинаковой толщины. Входная боковая режущая кромка срезает более толстый слой, чем выходная боковая режущая кромка (рисунок 1).

Под действием стружки от входной боковой режущей кромки, стружка от выходной боковой режущей кромки отклоняется в сторону

последней, тем самым, уменьшая и без

малую площадку схода стружки, срезаемой выходной боковой режущей кромкой. Имея недостаточную площадку схода, стружка испытывает дополнительные деформации сдвига и смятия от стружки, срезаемой вершинной режущей кромкой, что приводит к увеличению

Рисунок 2 - Топография износа зубьев фрезы

давления на переднюю поверхность в точке сопряжения выходной боковой и вершинной режущих кромок.

Следствием перечисленных выше причин является повышенный износ передней и задней поверхности на указанном участке. Часто вследствие повышенного давления на передней поверхности происходит прорыв режущей кромки. Топография износа зубьев с радиусной вершиной режущей кромкой показана на рисунке 2, где: Л5 - величина

износа по задней поверхности вершинной режущей кромки; /ь -

величина износа входной боковой режущей кромки; - величина износа выходной боковой режущей кромки.

Максимальный износ наблюдается на 2 - 5 зубе от межосевого перпендикуляра фреза - заготовка с входной стороны. Положение наиболее изношенного зуба зависит главным образом от числа зубьев нарезаемого колеса и величины вертикальной подачи.

Центральный зуб работает всеми тремя режущими кромками, но срезает при этом тонкую стружку как входной, так и выходной режущими кромками. Поэтому износ этого зуба незначителен.

Зубья, следующие за центральным зубом, работают вершинкой и лыходной боковой режущей кромкой. Входная боковая режущая кромка в резании не участвует. Последние участвующие в резании зубья

работают только выходной боковой режущей кромкой. Ввиду свободного резания и малой толщины срезаемого слоя эти зубья практически не изнашиваются.

При попутном зубофрезеровании характер износа зубьев фрезы по витку такой же, как и при встречном зубофрезеровании. Отличие заключается в том, что последовательность вступления режущих кромок в резание несколько иная. Если при встречном зубофрезеровании выходная режущая кромка вступает в резание после вершинной, то при попутном зубофрезеровании она вступает в резание одновременно с вершинной режущей кромкой. У зуба, который работает всей вершиной, в резании уже участвует значительная длина выходной боковой режущей кромки. В этом случае, при попутном зубофрезеровании максимальный износ также наблюдается у зубьев, работающих всеми тремя режущими кромками и располагается в точке сопряжения вершинной и выходной боковой режущих кромок. Однако тот факт, что у максимально изношенного зуба в резании участвует значительная длина выходной боковой режущей кромки, накладывает значительные изменения на характер износа зубьев фрезы при попутном зубофрезеровании. Если при встречном зубофрезеровании отношение изг-са на выходной стороне к износу на входной стороне равно в среднем 2,5, то при попутном - 1,7. Это говорит о том, что износ при попутном зубофрезерованил носит более равномерный характер. При попутном зубофрезеровании отмечается повышение стойкости фрез на 25%.

Исследования характера износа червячно-модульных фрез с радиусной вершинной режущей кромкой показали, что как при попутном, так и при встречном зубофрезеровании наибольшая величина износа наблюдается у зубьев, наиболее удаленные от межосевого перпендикуляра фреза - заготовка и работающих всеми тремя режущими кромками. Поскольку износ зубьев носит локальный характер, следовательно, к данным фрезам может быть применена схема резания, позволяющая разделить стружки, срезаемые смежными режущими кромками наиболее нагруженных зубьев фрезы.

Наиболее эффективной с точки зрения снижения деформации срезаемых слоев, и гарантированного разделения стружек от смежных режущих кромок является прогрессивная схема резания. .В этом случае боковые режущие комки будут работать в условиях свободного резания, а деформация срезаемых слоев будет минимальна.

Для изготовления фрез с прогрессивной схемой резания, удовлетворяющих приведенным выше требованиям, необходимо знать параметры коррекции, при которых будут обеспечиваться наиболее легкие условия стружкообразования.

Третья глппз посвящена определению параметров коррекции чсрвячно-модульных фрез ' с прогрессивной схемой резания. Для определения параметров коррекции чсрвячно-модульных фрез с радиусной вершинной режушей кромкой необходимо знать толщины слоев, срезаемых вершинной и боковыми режущими кромками зуба обычной фрезы.

Вопросу определения толщины срезаемых слоев были посвящены работы А. Я. Сенокола, А. К. Сидоренко, Г. И. Когана, В. П. Филатова, Т. Ю. Ротницкой, В. А. Шишкова, Г. В. Баскакова, С. И. Лашнева, В. Н. Башкнрова, R. Thamer'a, R. Hannam'a, С. Andrew и других авторов.

Однако все работы были выполнены применительно к червячно-модульным фрезам с прямолинейной вершинной режущей кромкой. Что же касается фрез с криволинейной вершиной режущей кромкой, то таких исследований нет. В связи с этим, наша задача состояла в том, чтобы дать зависимости для определения толщины слоя, срезаемого боковыми и радиусной вершинной режущей кромкой.

Геометрическая интерпретация процесса зубофрезерссання червячно-модульными фрезами с радиусной вершиной зуба проводилась методом моделирования движения фрезы и движения заготовки, включающим:

1. преобразование системы координат;

2. согласование движений фрезы и заготовки.

Для определения зависимостей, характеризующих параметры сечения срезаемого слоя, выберем прямоугольную систему координат таким образом, чтобы начало координат лежало в точке пересечения межосевого перпендикуляра фреза - заготовка с осью фрезы. Положение фрезы в системе координат х0 у0 z0 связано с заготовкой, расположенной в системе координат х у : (рисунок J). Контакт фрезы с заготовкой имеет входную и выходную зоны, разграниченные центральным зубом. За центральный (номер зуба N=0) принимаем тот зуб, у которого середина периферийной режущей кромки совпадает с межосевым перпендикуляром фреза-заготовка. Порядковые номера остальных зубьев определяются по мере удаления их от межосевого перпендикуляра, причем номера зубьев, расположенных правее имеют знак "-", а левее "+".

Толщина слоя, срезаемого любой точкой режущей кромки, определялась как расстояние от рассматриваемой точки режущей кромки зуба фрезы до поверхности резания, полученной за предыдущий рез, измеренное по нормали к режущей кромке. Выражения для определения толщины срезаемых слоев приведены в тексте диссертации.

В результате были получены расчетные зависимости для определения толщины слоя, срезаемого любой точкой зуба фрезы.

Рисунок 3 - Системы координат и соглашения о знаках движений

подачи

Полученные зависимости имеют следующий вид: при попутном зубофрезеровании а„ = [2-sinv(Q-T-A-T-A-i+Qt + SZ T)-2-Sz -sin<p sin г-(7+0 +

+ 2 • sin p • sin r • sin u • (T +S,:A±T-t) + 2-T-t + T +r + SJ

при встречном зубофрезеровании: ав = [2 • í ■ sin v • (Q - A) + 2 ■ sin <p ■ sin r • sin v ■ (Sz • A - Sz -T -T • t) +

+ 2Sz-sin<p-sinT-(T-t) + t2 +Slf2, (2)

где Q и T - параметры, описывающие положение рассматриваемой точки на режущем периметре зуба фрезы; А - межосевое расстояние; t - величина хода винтовой линии; Sz - подача на зуб фрезы;

г - угол установки оси фрезы относительно торца заготовки; <р - угол поворота зуба фрезы относительно торца заготовки; и - угол поворота заготовки, соответствующий повороту фрезы на один зуб.

Параметры Q и Т определяются следующим образом. Если рассматриваемая точка расположена на периферийной режущей кромке N-го зуба фрезы, то:

Т-Н-1 + ра„ссяда. (3)

<2=^Г~Рао О-яп®). (4)

где т - модуль нарезаемого колеса;

п^ - число заходов фрезы;

г0 - число реек фрезьц

- радиус закругления головки зуба фрезы;

е1м - наружный диаметр фрезы;

со - угол, определяющий положение точки на вершинной режущей кромке.

Если точка расположена на боковой режущей кромке, тогда:

Т = ) (5)

б (6) где - толщина зубьев фрезы в нормальном сечении;

- высота головки зуба фрезы;

а0 - угол профиля исходного контура;

Ии - расстояние от точки М до вершины зуба. Верхний знак в уравнении (5) принимается для входной боковой режущей кромки, нижний - для выходной боковой режущей кромки.

Анализ полученных зависимостей для определения толщины срезаемых слоев показал, что процесс формирования впадины зубьев по методу обкатки характеризуется своеобразным законом изменения толщины срезаемых слоев на различных этапах профилирования. Толщина срезаемого слоя зависит от расположения зубьев относительно межосевого перпендикуляра фреза - заготовка: чем дальше зуб расположен от межосевого перпендикуляра, тем больше толщина слоя, срезаемого соответствующими точками режущего периметра зуба фрезы.

Толщина слоя, срезаемого точками радиусной режущей кромки зуба фрезы не одинакова. Она является как функцией угла поворота рассматриваемой точки режущего периметра зуба фрезы относительно

торца заготовки - гр, так и функцией угла о и величины Им, определяющих положение точки на вершинной и боковой режущих кромках соответственно.

Максимальную толщину срезаемого слоя, от которой зависит величина коррекции зубьев фрезы, будем определять с помощью полученной модели зубофрезерования и разработанной на ее основе программы для расчета максимальной толщины слоя, срезаемого периферийной и боковыми режущими кромками зуба фрезы

Из всех зубьев, у которых создаются неблагоприятные условия резания и наблюдается значительный износ, является зуб, работающий входной боковой и вершинной режущей кромкой и начинающий работать выходной боковой режущей кромкой. Его режущие кромки срезают слои наибольшей толщины. Поэтому параметры коррекции, назначенные для этого зуба, обеспечат свободный сход стружки для всех последующих зубьев.

Величина занижения профильных зубьев радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания должна соответствовать максимальной толщине слоя, срезаемого периферийной режущей кромкой зуба обычной фрезы, работающего всей вершиной. Величина заужения высотных зубьев фрезы должна соответствовать максимальной толщине слоя, срезаемого боковыми режущими кромками зуба обычной фрезы.

На основе предложенной методики была разработана программа расчета параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания в среде программирования Delphi4.

Учитывая это, формулы для определения параметров коррекции будут иметь следующий вид:

при встречном зубофрезеровании

. __ 0,70 -0.38 -0,90 (,0,60

е, =1,22-т- -г -г0 • S0' (7)

, 0.62 -0,37 -0.97 с0,37

е2 = 1,20 т • z • г0 • Sa (8)

при попутном зубофрезеровании

1 ш „0.70 -0,40 -0,95 о0,60

е\ -1,39 • т -Z • Zq ■Sa (9)

, 0,68 -0.39 -0,99 „0,32

е2 = 1,41 • /и z -z0- Sa (10)

где z - число зубьев нарезаемого колеса;

Sc - подача на один оборот заготовки.

Текст программы и результаты расчета параметров коррекции приведены в диссертационной работе.

Однако расчетные значения параметров коррекции требуют экспериментального подтверждения.

Четвертая глава диссертационной работы посвящена экспериментальному определению оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

Согласно уравнениям (7-10), параметры коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания зависят не только от параметров инструмента но и от числа зубьев нарезаемого колеса, величины подачи и ее направления. В производственных условиях часто приходится нарезать зубчатые колеса с различным числом зубьев, работать с различными подачами как при попутном, так и при встречном зубофрезеровании.

Последнее обстоятельство заставляет задуматься над тем, как лучше спроектировать прогрессивную схему резания применительно к фрезам с радиусной вершиной зуба с учетом того, чтобы:

1. обеспечить легкие условия работы всех зубьев фрезы;

2. рад|гус высотных зубьев не привел к увеличению сдвиговых деформаций срезаемого слоя.

Анализ структуры прогрессивной схемы резания показал, что . осуществить ее можно двояко.

Первый вариант полностью согласуется со схемой, предложенной С. Н. Медведицковым (рисунок 4, б). Для осуществления данной схемы резания "необходимо, чтобы зубья с нечетными номерами были завышены и одновременно заужены относительно зубьев с четными номерами, имеющими профиль зубьев стандартной фрезы".

варианту Рисунок 4 - Профиль зубьев фрезы

Второй вариант прогрессивной схемы резания отличается тем, что зубья с нечетным номерами занижены на величину е1 Зубья с четными

номерами заужены на величину е2 (рисунок 4, в). В результате и та и другая схемы обеспечивают срезание более толстых, но широких стружек. Однако, последние будут иметь радиусы при вершине как

заниженных, так и зауженных зубьев больше чем у соответствующих зубьев по схеме С.Н. Медведицкова.

Исследования, проведенные Смольниковым Н.Я., также указывают на то, что при увеличении радиуса при вершине зуба дисковых модульных фрез происходит снижение износа. Такая закономерность объясняется тем, что с увеличением радиуса уменьшается толщина слоя, срезаемого зубом фрезы, а также снижается деформация срезаемого слоя.

Поскольку радиусы при вершине зубьев червячно-модульных фрез по второму варианту больше, то износ таких фрез, соответственно, будет ниже. Кроме того, они будут формировать впадину зубьев нарезаемого зубчатого колеса с большим радиусом закругления, чем у обычных зубчатых колес, что также немаловажно.

Справедливость выбранной нами методики определения параметров коррекции и выдвинутых гирогез можно подтвердить только экспериментальным путем. Кроме того, важно установить, возможно ли подобрать такие параметры коррекции прогрессивных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зубьев, чтобы обеспечить экономически выгодные условия зубофрезерования во всех практически возможных случаях и каковы величины этих параметров.

Таким образом, в задачи экспериментального исследования оптимальных параметров коррекции прогрессивных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба входит:

1. экспериментальное обоснование правильности выбранной прогрессивной схемы резания применительно к червячно-модульным фрезам с радиусной вершиной зуба;

2. исследование характера износа прогрессивных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба;

3. исследование влияния параметров коррекции на величину износа

фрез;

4. исследование влияния различных факторов на величину оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания;

5. разработка рекомендаций по выбору оптимальных параметров коррекции в зависимости от характера производства.

Чтобы дать ответ на поставленные вопросы нами были проведены экспериментальные исследования параметров коррекции прогрессивных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба.

Опыты проводились на зубофрезерном станке модели 5312 Витебского станкостроительного завода им. Коминтерна при обработке прямозубых зубчатых колес внешнею зацепления из стали 40Х с числом зубьев от 20 до 52. В качестве смазывающе-охлаждающей жидкости

применялось индустриальное масло. При проведении экспериментальных исследований нспытывались цельные однозаходные фрезы модулей 2, 3,5 и 5 мм класса В из стали Р6М5. Подача ¡«менялась в пределах от 1 до 5 мм/об при скорости резания 27 м/мин.

При экспериментальном определении оптимальных параметров коррекции в качестве критерия износа была принята величина износа по задней поверхности зубьев, равная 0,8 - 1 мм. Экспериментальные исследования проводились в два этапа. На первом определялись оптимальные параметры коррекции. На втором этапе изучалось влияние различных факторов процесса зубофрезерования на оптимальные параметры коррекции фрез с прогрессивной схемой резания.

В ходе предварительных испытаний было установлено, что червячно-модульные фрезы с прогрессивной схемой резания, выполненной по второму варианту, изнашиваются в меньшей степени, чем фрезы, выполненные по первому варианту. В сравнении с обычными червячно-модульными фрезами, происходит снижение износа в 1,6 и 2,5 раза для фрез по первому и второму вариантам прогрессивной схемы резания соответственно. Поэтому, все последующие эксперименты будут проводиться именно для фрез, выполненных по второму варианту прогрессивной схемы резания.

Исследования характера износа фрез с прогрессивной схемой резания показали, что: высотные зубья изнашиваются по задней поверхности вершинной режущей кромки; профильные _ зубья изнашиваются по задней поверхности боковых режущих кромок. Причем износ как высотных, так и профильных зубьев будет различным при различном сочетании параметров коррекции. Так, при увеличении параметров коррекции износ фрез с прогрессивной схемой резания сначала снижается, достигает минимум:!, з затем угедичипаетсл. При этом, оптимальные параметры коррекции, найденные опытным путем, отличаются от расчетных незначительно. Погрешность вычисления по формулам (7-10) составляет 2% для фрез модуля от 2 до 4 мм. Для фрез модуля 5 мм погрешность вычисления не превышает 5%.

Изучение влияния различных факторов процесса зубофрезерования на величину оптимальных параметров коррекции проводилось по схеме полного факторного эксперимента с добавлением опытов в центре плана. Это позволило построить эмпирические зависимости параметров коррекции от исследуемых факторов по трем точкам и определить характер, их взаимосвязи. В результате анализа зависимостей был установлен их линейный характер.

После испытаний для каждой фрезы строились кривые износа, на основании которых, при постоянном времени работы фрезы, строились зависимости оптимальных параметров коррекции от различных факторов.

На основе всего комплекса проведенных исследований можно сделать следующие рекомендации по выбору оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

1. Для фрез, предназначенных для обработки одной шестерни с определенными режимами резания, величину занижения профильных зубьев необходимо рассчитывать по формулам (7, 9).

2. Для фрез, предназначенных для обработки шестерен с различным числом зубьев и при различных режимах резания, величина занижения рассчитывается для каждого конкретного случая, а в качестве оптимального параметра коррекции принимается ее среднее значение.

Величина заужения высотных Зубьев также оказывает значительное влияние на стойкость червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба. Однако правые ветви зависимостей износа от величины заужения поднимаются полого. Это позволяет сделать следующие рекомендации.

1. Для фрез, предназначенных для обработки одной шестерни с определенными режимами резания, величину заужения профильных зубьев необходимо рассчитывать по формулам (8, 10).

2. Для фрез, предназначенных для обработки шестерен с различным числом зубьев и при различных режимах резания, в качестве величины заужения следует лринимать ее наибольшее значение.

Пятая глава диссертационной работы посвящена экспериментальному изучению влияния модуля, числа зубьев нарезаемого колеса, подачи и ее направления, скорости резания, геометрических параметров зуба фрезы, марки обрабатываемого материала и марки смазывающе-охлаждающей жидкости на износ обычных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба и радиусных фрез с прогрессивной схемой резания.

Все эксперименты проводились на зубофрезерном станке модели 5312 Витебского станкостроительного завода им. Коминтерна при обработке прямозубых зубчатых колес внешнего зацепления из стали 40Х с числом зубьев от 20 до 52. В качестве смазывающе-охлаждающей жидкости применялось индустриальное масло. При проведении экспериментов испытывались цельные обычные фрезы и фрезы с прогрессивной схемой резания модулей 2, 3,5 и 5 мм класса В из стали Р6М5. Фрезы с прогрессивной схемой резания имели оптимальные параметры коррекции зубьев с учетом рекомендаций, приведенных выше. Подача изменялась в пределах от 1 до 5 мм/об при скорости резания от 27 до 67 м/мин. Эксперименты по изучению влияния марки обрабатываемого

материала на износ и стойкость червячно-модульных фрез проводился прн нарезании зубчатых колес из сталей 20, 45, 20Х, 40Х, 20ХНЗА, 18ХГТ, 30X1 1 и 30ХГСА. Изучение влияния марки СОЖ на износ и стойкость фрез с различными схемами резания применялись: 5% и 10% эмульсия; сульфофрезол и индустриальное масло.

На основе экспериментальных данных была изучена степень влияния каждого фактора на износ фрез. Анализ зависимостей износа показал, что наибольшее влияние на износ червячно-модульных фрез оказывают скорость резания и подача, в меньшей степени - модуль и число зубьев нарезаемого колеса. Было установлено, что факторы не связанные с толщнной срезаемого слоя оказывают на износ червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания такое же влияние, как и на износ обычных фрез с прямолинейной вершинной режущей кромкой.

Факторы, связанные с толщиной срезаемого слоя, по-разному влияют на износ обычных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной и фрез с прогрессивной схемой резания. Объясняется это следующим. Исследования показали, что с уменьшением толщины слоев, срезаемых режущими кромками зубьев обычной фрезы, на максимально изношенном зубе отношение износа на задней поверхности вершинной режущей кромки к максимальному износу на задней поверхности в точке сопряжения радиусной вершинной и выходной боковой режущей кромки увеличивается и приближается к единице. Это указывает на то, что прн малой толщине срезаемого слоя воздействие стружек, срезаемых вершинной и боковой режущей кромками друг на друга уменьшается, снижается деформация в точке их соприкосновения и, как следствие этого, происходит сшгжение износа на задней поверхности выходной боковой режущей кромки. Однако, прогрессивная схечз резаннл даст значительный эффект за счет разделения стружек от вершинной и боковых режущих кромок, а следовательно за счет облегчения условий стружкообразояания в точках сопряжения вершинной и боковых режущих кромок. Поэтому в тех случаях, когда режущие кромки зуба обычной червячно-модульной фрезы срезают тонкие стружки, эффективность фрез с прогрессивной схемой резания снижается.

С увеличением подачи, модуля и уменьшением числа зубьев нарезаемого колеса происходит увеличение толщины срезаемого слоя. Поэтому фрезы с прогрессивной схемой резания эффективно применять при обработки крупномодульмых зубчатых колес с малым числом зубьез и с большими подачами. После математической обработки всего комплекса экспериментальных данных были получены зазисимости максимального износа обычных фрез и фрез с прогрессивной схемой резания от перечисленных выше факторов. Согласно полученным

зависимостям были выведены формулы для определения скорости резания при заданном периоде стойкости и величине износа. Для червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания

при встречном зубофрезеровании: 492-7°-п

¥ ~ ^0.37 .у-0,*39 .от0,28 ' КУ > м/ми"

при попутном зубофрезеровании

372.-o.2o

^ = ^0,37.у0.3Х.от0.26 ' Ку , м/мин

Для обычных фрез

при встречном зубофрезеровании 481-г0-10

V - 50.55.7-0,40.т0,33 ' ' м/мин

при попутном зубофрезеровании 368-*'0,19

V = 50,50.у-0Г40./и0,31 • КУ. м/м,1Н

Средние значения коэффициентов, учнтываюилгх влияние перечисленных выше факторов, приведены в диссертационной работе.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Установлено, что при нарезании стальных цилиндрических зубчатых колес обычными червячно-модульными фрезами с радиусной вершиной зуба наибольший износ имеет 2-5 зуб, расположенный с входной стороны от межосевого перпендикуляра фреза-заготовка. Установлен характер износа червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба.

2. Аналитически получены зависимости для определения толщины слоев, срезаемых радиусной вершинной и боковыми режущими кромками обычной червячно-модульной фрезы как при попутном, так и при встречном зубофрезеровании.

3. Аналитически получены зависимости для определения параметров коррекции прогрессивных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба. Разработана программа расчета параметров коррекции в среде программирования Ое1рЫ4, позволяющая автоматизировать процесс проектирования червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

(И) (12)

(13)

(14)

4. Изучен характер износа радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания. Установлено, что лимитирующий износ располагается на вершинной режущей кромке высотных зубьев фрезы. У фрез, имеющих оптимальные параметры коррекции, износ профильных зубьев на 0,076 - 0,152 мм меньше износа высотных зубьев.

5. Установлено, что с увеличением толщины слоев, срезаемых режущими кромками червячно-модульной фрезы с радиусной вершиной зуба, эффективность прогрессивной схемы резания увеличивается.

6. Выведены эмпирические зависимости для определения оптимальных параметров коррекции радиусных червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания. Данные зависимости рекомендуется применять при проектировании червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания, предназначенных для нарезания цилиндрических зубчатых колес в условиях массового и крупносерийного производства.

7. Разработаны рекомендации по выбору оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания в зависимости от характера производства.

8. Исследовано влияние различных фактором на оптимальные параметры коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

9. Исследовано влияние различных факторов на износ и стойкость обычных червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба и фрез с прогрессивной схемой резания.

10. Получены зависимости для определения скорости резания при нарезании цилиндрических зубчатых колес обычными чСрвячно-модульиыми фрезами с радиусной вершиной зуба и фрезами с прогрессивной схемой резания. Данные зависимости рекомендуется применять для практических расчетов.

11. Червячно-модульные фрезы с прогрессивной схемой резания рекомендуется применять при черновом нарезании цилиндрических зубчатых колес с последующим шевингованием или зубошлифованием.

Содержание диссертации отражено п следующих работах:

1. Смольников Н. Я., Нарожных А. Т., Курин А. А. Направления повышения стойкости червячных фрез. /Прогрессивные технологии в машиностроении. Сб. науч. трудов. Вып. 1. - Волгоград, 1998.-С.95-98.

2. Смольников Н. Я., Нарожных А. Т., Курин А. А. Определение толщин слоев, срезаемых вершинными н боковыми режущими кромками фрезы с радиусной вершиной зуба. /Прогрессивные технологии з

машиностроении. Сб. науч. трудов. Вып.2. - Волгоград, 1999. С.85 -91.

3. Курин А. А. Программная реализация математической модели процесса зубофрезерования червячными зуборезными фрезами с радиусной вершиной зуба. //Тезисы докладов 1 всероссийской научно-техн. конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве». Часть VIII. - Нижний Новгород, 1999. - С.36.

4. Смольников Н. Я., Нарожных А. Т., Курин А. А. Характер износа червячных зуборезных фрез с радиусной вершиной зуба. /Вестник Читинского государственного технического университета. Сб. науч. статей. Вып. 12.-Чита, 1999. -С.23-30.

5. Смольников Н. Я., Нарожных А. Т., Курин А. А. Экспериментальное определение оптимальных параметров коррекции фрез с радиусной вершиной зуба. /Прогрессивные технологии в машиностроении. Сб. науч. трудов. - Волгоград, 2001 (в печати).

6. Смольников Н. Я., Нарожных А. Т., Курин А. А Экспериментальное исследование влияния различных факторов на износ радиусных червячно-модульных фрез с различными схемами резания. /Прогрессивные технологии в машиностроении. Сб. науч. трудов. -Волгоград, 2001 (в печати).

Введение.

1 Основные направления повышения производительности процесса зубофрезерования и повышения стойкости червячно-модульных фрез

1.1 Сборные червячно-модульные фрезы.

1.2 Многозаходные фрезы.

1.3 Фрезы с рациональными геометрическими параметрами.

1.4 Острозаточенные фрезы.

1.5 Фрезы большого диаметра.

1.6 Твердосплавные фрезы.

1.7 Фрезы из высоколегированных быстрорежущих сталей.

1.8 Периодические осевые передвижки.

1.9 Диагональное зубофрезерование.

1.10 Радиальное врезание.

1.11 Попутное зубофрезерование.

1.12 Нарезание зубчатых колес с высокими скоростями резания.

1.13 Нарезание зубчатых колес с большими подачами.

1.14 Применение смазывающе-охлаждающих жидкостей.

1.15 Фрезы с перераспределенной нагрузкой.

1.16 Фрезы с измененной схемой резания.

1.17 Лазерная закалка инструмента.

1.18 Нанесение износостойких покрытий.

1.19 Выводы по главе и цели проводимых исследований.

2 Исследование характера износа обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности

2.1 Условия и методика проведения экспериментов.

2.2 Характер износа обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, при встречном зубофрезеровании.

2.3 Характер износа обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности при попутном зубофрезеровании.

2.4 Причины локального износа зубьев фрезы.

2.5 Выбор схемы резания червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности.

2.6 Выводы по главе.

3 Аналитическое определение конструктивных параметров червячно-модульных фрез с радиусной вершиной зуба

3.1 Анализ работ, посвященных определению параметров сечения срезаемого слоя при зубофрезеровании.

3.2 Геометрическая интерпретация процесса зубофрезерования червячно-модульными фрезами с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности.

3.3 Определение углов контакта зуба фрезы с заготовкой.

3.3.1 Определение угла входа зуба фрезы в резание при встречном зубофрезеровании.

3.3.2 Определение угла входа зуба фрезы в резание при попутном зубофрезеровании.

3.3.3 Определение угла выхода при встречном зубофрезеровании

3.3.4 Определение угла выхода при попутном зуборезеровании

3.4 Аналитическое определение параметров коррекции червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности.

3.4.1 Определение толщины слоя, срезаемого радиусной вершинной режущей кромкой.

3.4.2 Определение толщины слоя, срезаемого входной боковой режущей кромкой.

3.4.3 Определение толщины слоя, срезаемого выходной боковой режущей кромкой.

3.5 Анализ зависимости параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания от различных факторов.

3.6 Выводы по главе.

4 Экспериментальное определение оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности

4.1 Задачи экспериментального исследования.

4.2 Условия и методика проведения экспериментов.

4.3 Экспериментальное определение оптимальных параметров коррекции.

4.4 Влияние различных факторов на величину оптимальных параметров коррекции.

4.4.1 Зависимость оптимальных параметров коррекции от модуля.

4.4.2 Зависимость оптимальных параметров коррекции от числа зубьев нарезаемого колеса и числа реек фрезы.

4.4.3 Зависимость оптимальных параметров коррекции от подачи

4.5 Обобщенные зависимости для определения оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности.

4.6 Оценка точности проведенных экспериментов.

4.7 Выводы по главе.

5 Экспериментальное исследование зависимости износа червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, от различных факторов.

5.1 Цель и назначение исследований.

5.2 Условия и методика проведения исследований.

5.3 Влияние различных факторов на износ червячно-модульных фрез с различными схемами резания.

5.3.1 Зависимость износа от модуля.

5.3.2 Зависимость износа от числа зубьев нарезаемого колеса

5.3.3 Зависимость износа от скорости резания и времени работы

5.3.4 Зависимость износа от подачи.

5.3.5 Влияние направления подачи на износ.

5.3.6 Зависимость износа от величины переднего заднего углов.

5.3.7 Зависимость износа от марки обрабатываемого материала.

5.3.8 Зависимость износа от марки применяемой смазывающе-охлаждающей жидкости.

5.4 Обобщенные зависимости максимального износа зубьев, стойкости и скорости резания от различных факторов.

5.5 Оценка точности проведенных экспериментов.

5.6 Зависимость стойкости и скорости резания от различных факторов.

5.7 Выводы по главе.

Выводы по диссертационной работе.

В настоящее время производство зубчатых колес как в России, так и за рубежом достигло огромных размеров. Объясняется это высоким уровнем и темпами развития целого ряда отраслей машиностроения, таких как станкостроение, автомобилестроение, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, которые являются основными производителями и потребителями данного вида продукции [1]. Наибольшее распространение в машиностроении получили цилиндрические зубчатые колеса, объем выпуска которых занимает 75 % от всего объема выпускаемых в России зубчатых колес. Значительную их часть составляют цилиндрические зубчатые колеса с закругленной впадиной между зубьями.

Основным методом нарезания цилиндрических зубчатых колес в условиях индивидуального, серийного и массового производства является зубофрезерование червячно-модульными фрезами методом обката на зубофрезерных станках. Данный метод наиболее производителен, универсален и обеспечивает наибольшую точность по сравнению с другими методами зубонарезания [2].

Однако по сравнению с другими видами обработки металлов резанием, такими как точение, сверление, торцевое фрезерование, процесс зубофрезерования является наиболее трудоемким и малопроизводительным. На него затрачивается 50 - 60 % общей трудоемкости обработки зубчатого колеса

3].

Если при точении скорости резания 100 - 200 м/мин считаются обычными, то зубофрезерование производится со скоростями 15-35 м/мин. Подачи также не велики, обычно в пределах 1,5-3 ммУоб и только в некоторых случаях достигают 6 мм/об.

Вследствие низкой производительности процесса зубофрезерования используется большой парк станков, значительные производственные площади и расходуется большое количество дорогостоящих зуборезных фрез. Отсюда видно насколько актуальна задача повышения производительности процесса зубофрезерования, повышения стойкости и снижения расхода дорогостоящих червячно-модульных фрез.

За последние 30 лет в мире выполнено большое количество работ, посвященных вопросам повышения производительности процесса зубофрезерования, снижения трудоемкости и себестоимости изготовления зубатых колес. Однако все работы проводились применительно к червячно-модульным фрезам с прямолинейной вершинной режущей кромкой. Что касается фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге, то таких исследований мало, хотя в настоящее время эти фрезы применяются достаточно широко.

Для того, чтобы ответить на поставленные вопросы необходимо выявить характер износа червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, определить оптимальные конструктивные параметры червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания и провести широкие стойкостные исследования а также исследовать влияние различных факторов на величину износа обычных червячно-модульных фрез и фрез с прогрессивной схемой резания.

Решению этих задач и посвящена диссертационная работа. Данная работа выполнена в лаборатории кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" Волгоградского государственного технического университета.

Научная новизна работы заключается в том, что: изучен характер износа обычных фрез и фрез с прогрессивной схемой резания у которых вершина зуба очерчена по дуге окружности; впервые определена толщина слоя, срезаемого криволинейной вершинной режущей кромкой зуба фрезы; предложена методика определения параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания; на основе предложенной методики разработана программа расчета параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания. 8

В работе широко использовались экспериментальные и теоретические методы исследования, что позволило определить область рационального применения как обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, так и фрез с прогрессивной схемой резания.

Автор выражает искреннюю благодарность всем сотрудникам кафедры за всестороннюю помощь и поддержку при выполнении диссертационной работы.

Выводы по диссертационной работе

1. Установлено, что при нарезании стальных цилиндрических зубчатых колес обычными червячно-модульными фрезами с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, наибольший износ имеет 2 - 5 зуб, расположенный с входной стороны от межосевого перпендикуляра фреза - заготовка. Установлен характер износа обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности.

2. Аналитически получены зависимости для определения толщины слоев, срезаемых радиусной вершинной и боковыми режущими кромками обычной червячно-модульной фрезы как при попутном, так и при встречном зубофрезеровании.

3. Выявлен характер износа червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания. Установлено, что лимитирующий износ располагается на вершинной режущей кромке высотных зубьев фрезы. Профильные зубья изнашиваются не значительно.

4. Установлено, что с увеличением толщины слоев, срезаемых режущими кромками червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, эффективность прогрессивной схемы резания увеличивается.

5. Получены зависимости для определения оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания. Данные зависимости рекомендуется применять при проектировании червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

6. Разработаны рекомендации по назначению оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания в зависимости от характера производства.

7. Исследовано влияние различных факторов на величину оптимальных параметров коррекции червячно-модульных фрез с прогрессивной схемой резания.

192

8. Исследовано влияние различных факторов на износ обычных червячно-модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, и фрез с прогрессивной схемой резания.

9. Получены стойкостные зависимости и зависимости для определения скорости резания при нарезании стальных зубчатых колес обычными червячно-модульными фрезами с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности, и фрезами с прогрессивной схемой резания. Данные зависимости рекомендуется применять для практических расчетов.

10. Стойкость фрез с прогрессивной схемой резания выше стойкости обычных фрез в 2 - 2,5 раза.

11. Производительность зубонарезания фрезами с прогрессивной схемой резания в 1,5 раза выше производительности обычных червячно-модульных фрез.

12. Червячно-модульные фрезы с прогрессивной схемой резания рекомендуется применять при черновом нарезании цилиндрических зубчатых колес с последующим шевингованием или зубошлифованием.

1. Производство зубчатых колес: Справочник /С.Н.Калашников, А.С.Калашников, Г.И.Коган и др.: Под общей редакцией Б.А.Тайца. М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.

2. Производство зубчатых колес: Справочник /Под ред. Б.А.Тайца. М.: Машиностроение, 1975. - 728 с.

3. Якобсон М.О. Технология станкостроения. М: Машиностроение, 1966.-475 с.

4. Павлов J1.E. Новые конструкции зуборезного инструмента //Современные конструкции режущих инструментов: Труды конф. инструментальщиков Западной Сибири. М., 1962. - С.58 - 63.

5. Сахаров Г.И. Различные конструкции червячных фрез //Проектирование металлорежущих инструментов. М., 1963. - С. 714-718.

6. Шевченко А.Н. Конструкции, технология изготовления и эксплуатация зуборезного инструмента для нарезания цилиндрических колес за рубежом //Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента. М., 1969. - С. 21 -31.

7. Шевченко А.Н. Новые конструкции. Сборник червячных фрез с поворотными рейками //Режущий и контрольно-измерительный инструмент: Научно-техн. реф. сб. /НИИМАШ. М., 1971. Вып. II.

8. Шевченко А.Н. Новые конструкции и технология изготовления зуборезного инструмента за рубежом. Обзор. М.: НИИМАШ, 1967. - 76 с.

9. Шевченко А.Н. Современный зарубежный режущий инструмент. Обзор. М.: НИИМАШ, 1976. - 56 с.

10. Шевченко А.Н. Сборные червячные фрезы с поворотными рейками //Станки и инструмент. 1977. - № 10. - С. 13-15.

11. Некрасов С.С., Сафиулин В.Н. Зубофрезерование мелкозаходными червячным фрезами увеличенного диаметра //Вестник машиностроения. 1966. - № 6. - С. 70-73.

12. Никитина З.А. Зубофрезерование при больших подачах //Станки и инструмент. 1959. - № I. - С. 20 - 21.

13. Митюшин В.М. Нуги повышения производительности зуборезного инструмента //Пути повышения производительности и точности при нарезании зубчатых колес. М., 1954. - С. 7 - 29.

14. Семенченко H.H., Матюшин В.М., Сахаров Г.И. Проектирование металлорежущих инструментов. -М.: Машгиз, 1962. -952 с.

15. Stoddart J.A. Multi-Start hobbing of gears //Mach. And Produktion Eng., 1967.-№2825, 11 с.

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

17. Иноземцев Г.Г. Червячные фрез с измененной геометрией //Станки и инструмент. 1961. - № 4. - С. 20 - 23.

18. Иноземцев Г.Г. Червячные фрезы с рациональными геометрическими и конструктивными параметрами. Саратов: Изд-во саратовского университета, 1961. - 224с.

19. Рыжов Э.В. Зубофрезерование червячными фрезами с положительными передними углами //Вестник машиностроения. 1961. - № 8. С. 43 -44.

20. Климов В.И. Нарезание зубчатых колес. -М.: Машиностроение, 1964. -63 с.

21. Коваль В.Н. Осторозаточенные зуборезные инструменты //Эффективные методы использования режущего инструмента. Минск, 1963. -С. 44-45.

22. Павлов Л.Е., Цвис Ю.В. Современные конструкции зубообрабатывающего интрумента. М.: Машиностроение, 1972. -40 с.

23. Проскуряков Ю.Г., Беззубенко П.К., Верхотуров Б.Я. Скоростное зубофрезерование червячными фрезами, оснащенными твердым сплавом //Станки и инструмент. 1960. - № 4. - С. 18 - 22.

24. Сидоренко Л.С., Диденко С.И., Мастный Л.Е. Расчет геометрических параметров цилиндрических червячных фрез, оснащенных твердосплавными поворотными пластинами //Станки и инструмент. 1979. - № 5. - С. 26- 27.

25. Сидоренко Л.С. Определение кинематических углов твердосплавных цилиндрических червячных фрез с поворотным пластинами //Станки и инструмент. 1981. -№ 11. - С. 32- 33.

26. Справочник по технологии резания материалов. В 2-х кн. Кн. 2. / Под ред. Г. Шпура, Т. Штеферле. Пер. с нем. М.: Машиностроение, 1985. - 688 с.

27. Мойсеенко О.И., Павлов Л.Е., Диденко С.И. Твердосплавные зуборезные инструменты. М.: Машиностроение, 1977. - 190 с.

28. Павлов Л.Е. Применение новых инструментальных материалов для изготовления зуборезного инструмента //Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента. М., 1969. - С. 32 - 44.

29. Захаренко И.П., Мойсеенко О.И., Кринсберг И.З. Твердосплавные червячные фрезы //Автомобильная промышленность. 1969. - № 6. - С. 32 - 33.

30. Беспалов К.В. Опыт внедрения твердосплавных червячных шлицевых фрез на Горьковском автомобильном заводе //Технология производства, научная организация труда и управления: Науч.-техн. реф. сб. /НИИМАШ. -М„ 1975. -Вып. II. С. 27-34.

31. Зубков Б.А., Марченко Н.В. К вопросу о конструктивных особенностях и технологии изготовления мелкомодульных червячных фрез, оснащенных пластинами твердого сплава //Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента. М., 1969. - С. 335 - 359.

32. Романов К.Ф. Состояние и перспективы централизованного производства зубообрабатывающего инструмента //Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента. М., 1969. - С. 3 -20.

33. Гродзенский Г.В. Твердосплавные зуборезные фрезы малого модуля //Приборостроение. 1961. - № 7. - С. 23 - 25.

34. Гродзенский Г.В. Мелкоразмерный инструмент из твердого сплава //Прогрессивная технология производства режущих инструментов. М., 1962. -С. 108- 124.

35. Цвис Ю.В. Перспективы повышения технического уровня режущего инструмента //Станки и инструмент. 1974. - № 3. - С. 1-2.

36. Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. -М.: Машиностроение, 1984. 272 с.

37. Шевченко А.Н. Перспективы развития прецизионного инструмента для нарезания цилиндрических зубчатых колес //Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента. М., 1969. - С. 296 - 300.

38. Адам 51.И., Овумян Г.Г. Применение зубообрабатывающего инструмента из быстрорежущих сталей для обработки зубьев повышенной твердости //Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента. М., 1969. С. 418-424.

39. Косович Г. А., Нестеров В.Ф. Режущие инструменты из вольфрамомолибденовых сталей //Машиностроитель. 1966. - № 6. - С. 20 -23.

40. Косович Г.А., Саверина С.М. Новые быстрорежущие стали //Станки и инструмент. 1974. - № 3. - С. 26 - 27.

41. Лоскутов В.В. Зуборезные станки. М., Машиностроение, 1972. - 125с.

42. Клепиков В. А. Повышение эффективности процесса зубофрезерования //Станки и инструмент. 1958. - № 12. - С. 12-18.

43. Клепиков В.А. Процесс зубофрезерования с автоматическим осевым перемещением фрезы. М.: Машгиз, 1966. - 67 с.

44. Медведицков С.Н Высокопроизводительное зубонарезание фрезами. М., Машиностроение, 1981. - 105 с.

45. Коновалов Е.Г., Сакулевич Ф.Ю. Диагональное зубофрезерование. -Минск: Наука, 1968.- 102 с.

46. Лоскутов В.В., Поморцев Л.С. Вертикальная и осевая подача при диагональном зубофрезеровании //Станки и инструмент. 1966. - № И. - С. 27 -29.

47. Шунаев Б.К., Гаврилов П.Г., Шмулевич А.Г. Определение длины загруженной части червячной фрезы и условия ее рационального использования //Производство и эксплуатация инструмента.: Опыт Уральских заводов. -М., 1954. Вып. 6.

48. Сакулевич Ф.Ю. Преимущества диагонального фрзерования //Автомобильная промышленность. 1968. - № 8. - С. 33 - 35.

49. Сакулевич Ф.Ю. Устройства для диагонального фрезерования //Станки и инструмент. 1966. - № 3. - С. 22 - 24.

50. Мисевич B.C. Радиальный метод фрезерования зубчатых колес //Станки и инструмент. 1964. - № 11. - С. 22 -23.

51. Филатов В.П., Ротницкая Т.Ю. Применение радиального метода врезания при зубофрезеровании //Станки и инструмент. 1956. - № 7. - С. 27 -30.

52. Сидоренко А.К., Адам Я.И., Овумян Г.Г. Производство крупных зубчатых передач. Опыт Ново-Краматорского машиностроительного завода. -М., Киев: Машгиз, 1961.-152 с.

53. Шмулевич А.Г. Две схемы срезания стружек при зубофрезеровании червячными фрезами //Сборник научных трудов Куйбышевского индустриального института. Вып. 6. Кн. 2. /КИИ. Куйбышев, 1956. - С. 99 -112.

54. Николаев В.К. Эффективность попутного зубофрезерования. Труды Куйбышев, авиац. ин-та. Куйбышев, 1963. Вып. 17. - С. 95 - 98.

55. Шавлюга Н.И. Механизация и автоматизация в зуборезном деле. М.: Машгиз, 1962,- 150 с.

56. Stoddart J.A. High gears hobbing of steal gears //Machinery, 1965. № 2747.-107 c.

57. Никитина З.А. Зубофрезерование при больших подачах //Станки и инструмент. 1959. - № 1. - С. 20 - 21.

58. Долгов В.Н. Применение прогрессивных СОЖ в ОАО "ГАЗ" //Станки и инструмент. 1998. - № 2. - С. 47 - 48.

59. Горбацевич А.Ф., Кузнецов В.П. Автоматические линии для производства зубчатых колес. Минск: Изд-во акад. наук БССР, 1961.

60. Филатов В.П. Методы производительного фрезерования колес //Пути повышения производительности и точности при нарезании зубчатых колес. -М., 1954.-С. 111 159.

61. Коган Г.И. Повышение производительности зубофрезерных станков. -М.: Машгиз, 1949.

62. Ротницкая ПО., Филатов В.П. Фрезерование зубчатых колес высокопроизводительными фрезами конструкции ЭНИМС. М.: ЦБТИ, 1955. -96 с.

63. Сафонов А.Н., Зеленцова Н.Ф., Митрофанов A.A. и др. Лазерная закалка инструмента из быстрорежущих сталей с предварительной химико-термической обработкой //Станки и инструмент. 1998. - № 4. - С. 18 — 22.

64. Стольников С.П. Возможности методов нанесения износостойкого покрытия на червячные зуборезные фрезы //Прогрессивные технологии в машиностроении. Волгоград, 1998. - С. 99 - 101.

65. Нарожных А.Т. Стойкостные исследования червячно-модульных фрез с вершинонагруженной и прогрессивной схемами резания: Дис.канд. техн. наук. Волгоград, 1967. - 241 с.

66. Техническое нормирование станочных работ: Справочник нормировщика-машиностроителя: Т.2 /Под ред. Е.И. Стружестраха. М.: Машгиз, 1961. -892 с.

67. Филатов В.П., Ротницкая Т.Ю. Высокопроизводительное зубофрезерование //Станки и инструмент. 1953. - №2. - С. 6 - 10.

68. Шишков В.А. Образование поверхностей резанием по методу обкатки. М.: Машгиз, 1951.

69. Баскаков Г.В. Определение усилий при фрезеровании прямозубых зубчатых колес червячной фрезой: Дис. .канд. техн. наук,- МСИИ, 1955.

70. Лашнев С.И., Юликов М.И. Проектирование режущей части инструмента с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1980. - 207 с.

71. Башкиров В.Н. Исследование динамики процесса резания при зубофрезеровании цилиндрических зубчатых колес крупномодульными червячными фрезами: Дис. .канд. техн. наук. М, 1983.

72. Башкиров В.Н., Серова A.A. Определение сечения срезов при зубонарезании цилиндрических колес червячной фрезой //Станки и инструмент. 1984. -№1.-С. 18-20.

73. Bouzakis К., Konig W. Process models for the incorporation of gear hobbing in to an information centre for machining data. Экспресс-информация «Режущие инструменты». - 1982. - №8.

74. Медведицков С.И., Нарожных А.Т., Тупикин В.Д и др. Определение углов входа и выхода зубьев фрезы при зубонарезании цилиндрических зубчатых колес и шлицевых валов червячными фрезами //Технология машиностроения. Волгоград, 1971. - С.255 - 258.

75. Жупанов И.Ф. Исследование зубофрезерования колес с малыми числами зубьев червячными фрезами с прогрессивной схемой резания: Дис. .канд. техн. наук. Волгоград, 1978. - 167 с.

76. Смольников Н.Я. Высокопроизводительное фрезерование фасонными и двуугловыми фрезами с новыми схемами резания: Дис. доктора техн. наук. -Волгоград, 1992.-469с.

77. Исаев А.И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием. М.: Машгиз, 1950.

78. Дьяченко П.Е. Исследование зависимости микрогеометрии поверхности от условий механической обработки //АН СССР, 1949.

79. Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов. ML: Машиностроение, 1966.-264 с.200

80. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1965.-474 с.

81. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1974. -231 с.

82. Стольников С.П. Исследование шлицефрезерования валов со шлицами эвольвентного профиля червячными фрезами с прогрессивной схемой резания: Дис. .канд. техн. наук. Волгоград, 1974. - 189 с.

83. Чурбаков В.Ф. Исследование силы резания, точности и чистоты поверхности профиля зубьев цилиндрических косозубых колес при зубофрезеровании червячно-модульными фрезами с прогрессивной схемой резания: Дис.канд. техн. наук. Волгоград, 1971. - 156 с.201