автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Высокоэффективная зубообработка цилиндрических зубчатых колес резцовыми головками по методу обката

На правах рукописи

00553379»

Кондрашов Владимир Александрович

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ЗУБООБРАБОТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ ПО МЕТОДУ ОБКАТА

Специальности: 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки 05.02.08 - Технология машиностроения

3 ОКТ 2013

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2013

005533799

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент, Артамонов Валерий Дмитриевич.

Борискин Олег Игоревич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет», кафедра «Инструментальные и метрологические системы», заведующий кафедрой; Андрианов Павел Алексеевич, кандидат технических наук, ОАО «Конструкторское бюро приборостроения» (г. Тула), отдел производственных мощностей, начальник.

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», г. Москва.

Защита диссертации состоится « -С9 » октября 2013 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.01 при ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу: 300012, г. Тула, проспект Ленина, д. 92, 9-101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Автореферат разослан « /.9» сентября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Черняев Алексей Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В различных отраслях машиностроения широко используются машины и механизмы, в которых для передачи вращательных движений применяются зубчатые передачи. В машиностроении по трудоемкости и сложности изготовления зубчатые колеса составляют особую группу деталей. Широкое распространение среди них получили цилиндрические зубчатые колеса (ЦЗК), технология изготовления которых является наиболее простой. Среди ЦЗК отдельную группу составляют прямозубые колеса модуля 2...5 мм диаметром до 120 мм и шириной зубчатого венца до 20 мм.

Эксплуатационные показатели машин и механизмов во многом зависят от качества изготовления зубчатых передач. В связи с этим возрастают требования к производительности и точности изготовления зубчатых колес, которые, в свою очередь, определяют необходимость постоянного совершенствования технологических схем зубообработки.

Применяемые технологические схемы зубообработки ЦЗК, оцениваемые с точки зрения высокой производительности зубонарезания при обеспечении требуемой точности параметров зубчатых колес, не всегда обеспечивают высокую эффективность. Совершенствование технологий зубообработки ЦЗК реализуется созданием высокоэффективных способов зубообработки, прогрессивного инструмента и современного оборудования, позволяющих повысить производительность процесса зубонарезания и обеспечить требуемую точность параметров ЦЗК.

Высокую эффективность процесса зубообработки обеспечивают способы зубонарезания дисковыми резцовыми головками (ДРГ) по методу обката. Углубленное исследование данных способов позволяет выявить положительные моменты при их использовании в технологических схемах зубообработки ЦЗК. В результате открываются перспективы для разработки высокоэффективных способов формообразования зубчатых венцов ДРГ по методу обката, позволяющих управлять технологическими параметрами процесса зубонарезания и конструктивными параметрами зуборезных ДРГ с целью повышения производительности процесса зубонарезания и обеспечения требуемой точности параметров ЦЗК.

Из вышеизложенного следует, что разработка технологической схемы зубообработки ЦЗК, основанной на высокоэффективных способах зубонарезания ДРГ по методу обката, обеспечивающей повышение производительности и точности зубообработки ЦЗК является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с грантами РФФИ (РФФИ-офи-центр 08-08-99006 2008-2009 г.г.; РФФИ-р-офи 09-08-99005 2009 г.; РФФИ-офи-центр 11-08-97509 2011 г.); с тематическим планом НИР ТулГУ по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники (тема «Базовые промышленные технологии формообразования зубьев цилиндрических колес для создания перспективных видов вооружения», per. № 7.1439.2011).

Объектом исследования являются технологическая схема зубообработки и способы обкатывающего зубопротягивания ЦЗК.

Предметом исследования являются параметры схемы вырезания впадины ЦЗК и способы управления параметрами процесса обкатывающего зубо-протягивания.

Цель работы. Повышение производительности и точности зубообра-ботки ЦЗК управлением параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и выравниванием профильной огранки.

Задачи исследования:

1) анализ технологических схем и способов зубообработки ЦЗК;

2) разработка технологической схемы зубообработки ЦЗК, основанной на высокоэффективных способах предварительного зубонарезания и чистовой зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката;

3) моделирование процесса вырезания впадины ЦЗК и формообразования эвольвентного профиля зуба при зубообработке ДРГ по методу обката и определение взаимосвязи параметров процесса зубонарезания;

4) разработка структурной модели и исследование возможности управления параметрами процесса зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката;

5) разработка способа управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК, обеспечивающего повышение производительности процесса зубонарезания;

' 6) разработка способа выравнивания профильной огранки, позволяющего повысить точность параметров ЦЗК;

7) разработка высокотехнологичных конструкций ДРГ, обеспечивающих унификацию режущих элементов и технологической оснастки в рамках технологической схемы зубообработки ЦЗК.

Методы исследования. Работа включает теоретические исследования и экспериментальное моделирование на ЭВМ. Теоретическая часть работы основывается на основных положениях теории формообразования эвольвентных зубчатых поверхностей по методу обката, теории проектирования режущих инструментов, технологии машиностроения с использованием методов математического моделирования, математических и графических редакторов. Экспериментальные исследования проводились в лаборатории на кафедре «Технология машиностроения» ТулГУ. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с использованием методов математической статистики.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием апробированных аналитических зависимостей, применением графо-аналитичес-кого метода и подтверждается результатами теоретических исследований, полученными лично автором, а также возможностью практического использования результатов на производстве.

Автор защищает:

1) направления повышения эффективности способов зубообработки ЦЗК

ДРГ по методу обката;

2) высокоэффективные способы обкатывающего зубопротягивания ДРГ для предварительного зубонарезания и чистовой зубообработки ЦЗК;

3) аналитические зависимости, описывающие взаимосвязь технологических параметров процесса обкатывающего зубопротягивания ДРГ с параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и конструктивных параметров зуборезных

ДРГ с параметрами схемы формообразования эвольвентного профиля ЦЗК;

4) структурную модель процесса зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката, позволяющую установить параметры процесса обкатывающего зубопро-тягивания и параметры ДРГ, обеспечивающие управление параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и выравнивание профильной огранки;

5) способ управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК изменением скорости резания при обкатывающем зубопротягивании ЦЗК ДРГ, обеспечивающий повышение производительности процесса зубонарезания;

6) способ выравнивания профильной огранки изменением окружного шага резцов двухрядных ДРГ с углом профиля а = 0°, позволяющий повысить точность параметров ЦЗК;

7) высокотехнологичные конструкции ДРГ для предварительного и чистового обкатывающего зубопротягивания;

8) технологическую схему зубообработки ЦЗК, которая обеспечивает реализацию управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и выравнивания профильной огранки.

Научная новизна:

специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки:

— установлены взаимосвязи технологических параметров процесса зубонарезания ДРГ с параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и конструктивных параметров зуборезных ДРГ с величиной профильной огранки, на основе которых разработаны способ управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК изменением скорости резания и способ выравнивания профильной огранки изменением окружного шага резцов двухрядных ДРГ с углом профиля а = 0°;

специальность 05.02.08 - Технология машиностроения:

- разработана технологическая схема зубообработки ЦЗК на основе высокоэффективных способов предварительного обкатывающего зубопротягивания однорядными ДРГ и чистового обкатывающего зубопротягивания двухрядными ДРГ с углом профиля а = 0°, реализующая управление параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК на этапе предварительного зубонарезания с целью повышения производительности и выравнивание профильной огранки на этапе чистовой зубообработки с целью повышения точности ЦЗК по нормам плавности работы.

Практическая значимость:

1) разработанные методики проектирования зуборезных ДРГ, позволяют реализовать управление параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и выравнивание профильной огранки и, тем самым, повысить эффективность способов обкатывающего зубопротягивания ДРГ;

2) разработанная технологическая схема зубообработки ЦЗК позволяет повысить производительность предварительного зубонарезания в 1,3 раза и точность параметров ЦЗК по нормам плавности работы на 1 степень точности по ГОСТ 1643-81;

3) разработанные высокотехнологичные конструкции зуборезных ДРГ позволяют использовать унифицированные: взаимозаменяемые резцы, обкат-но-делителыюе устройство, комплекс контрольно-заточной оснастки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской НТК студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула, Тул-ГУ, 2008 г.), магистерской НТК (г. Тула, ТулГУ, 2009 г.), ежегодных НТК профессорско-преподавательского состава ТулГУ (2010 - 2013 г.г.), ежегодных молодежных НПК студентов ТулГУ «Молодежные инновации»'(г. Тула, ТулГУ, 2010 - 2012 г.г.), XV международной НТК «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии - Технология-2012» (г. Орел, «Госуниверситет - УНПК», 2012 г.). За время обучения автор в составе коллектива в 2012 г. удостоен звания лауреата премии им. С.И. Мосина.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 статей в изданиях, входящих в «Перечень периодических научных и научно-технических изданий, выпускаемых в РФ, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук», 9 статей и тезисов докладов в различных межвузовских сборниках научно-технических трудов, из них статей без соавторства - 10; патентов РФ - 2.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения,. 4 глав, заключения, библиографического списка из 105 наименований, выполнена общим объемом 166 е., включая 46 ил., 2 табл., содержит 6 приложений, представленных на 18 с.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемых в работе задач, сформулированы решаемая научная задача, цель и задачи работы, положения, выносимые на защиту, научная новизна, методы исследования, практическая значимость работы, приводятся данные об апробации работы, о публикациях, структуре и объеме диссертационной работы.

В первой главе проведен анализ технологических схем и способов зубо-обработки ЦЗК. Анализ традиционной технологической схемы зубообработки ЦЗК показал, что ни один из способов, входящих в нее, не позволяет осуществить высокоэффективную зубообработку: они либо недостаточно производительны, либо не обладают необходимыми исправляющими способностями. Проанализированы прогрессивные технологические схемы зубообработки ЦЗК, включающие различные способы зубонарезания и зубообработки, в том числе с использованием ДРГ, и малоотходная технологическая схема зубообработки ЦЗК, основанная на высокопроизводительном способе чистовой зубообработки двухрядными ДРГ с углом профиля а = 0. Выявлено направление совершенствования технологических схем зубообработки ЦЗК - разработка высокоэффективных способов предварительного зубонарезания и чистовой зубообработки.

Работы по совершенствованию способов зубообработки проводятся на кафедре «Технология машиностроения» Тульского государственного университета с 60-х годов прошлого века. В результате разработан целый ряд способов предварительного зубонарезания и способов чистовой зубообработки. Наиболее перспективным способом предварительного зубонарезания, обеспечивающим высокую производительность, является обкатывающее зубопротягивание одно-

рядными ДРГ (рис. 1), при котором реализуются все движения, необходимые для вырезания впадины ЦЗК. ДРГ имеет незаполненный резцами сектор для установки заготовки в радиальном направлении на полную высоту зуба, следовательно, не требуется осуществлять подвод и отвод заготовки. В осевом направлении середина нарезаемого зубчатого венца совмещается с осевой плоскостью ДРГ. За один оборот ДРГ осуществляется полный цикл вырезания впадины ЦЗК. Следовательно, производительность процесса зубонарезания зависит от частоты вращения инструмента и реализации рациональной схемы вырезания впадины ЦЗК.

Способ чистовой зубообработки двухрядными ДРГ с углом профиля а = 0°, имеет высокую исправляющую способность (4...5 степеней точности). Однако способ имеет недостаток - большое количество вспомогательных движений в пределах каждого цикла. Этот недостаток устраняется при переходе к способу обкатывающего зубопротягивания двухрядными ДРГ с углом профиля а = 0° (рис. 2), в котором из каждого цикла зубообработки исключаются вспомогательные движения подвода (радиального врезания) и отвода, что, совместно с реализацией рациональной схемы формообразования зубчатого профиля ЦЗК, обеспечивает повышение производительности и точности зубообработки.

п„ НАЧАЛО ЦИКЛА КОНЕЦ ЦИКЛА л0

Рис. 1. Обкатывающее зубопротягивание однорядными ДРГ

возврат в исходное положение и деление на один зуб

Рис. 2. Схема обкатывающего зубопротягивания двухрядными ДРГ На основе анализа технологических схем зубообработки ЦЗК и разработанных высокоэффективных способов зубонарезания и зубообработки ДРГ обоснована технологическая схема зубообработки ЦЗК, предусматривающая формообразование зубчатого венца в два этапа: предварительное обкатывающее зубопротягивание однорядными ДРГ и чистовое обкатывающее зубопротягивание двухрядными ДРГ с углом профиля а = 0° (рис. 3).

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЗА СЧЕТ:

Рис. 3. Технологическая схема зубообработки ЦЗК

Во второй главе осуществлено моделирование процесса зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката.

Учитывая характерные особенности способов зубонарезания, целесообразно разделить их на две группы. К первой группе относятся способы, у которых главное движение резания - вращение инструмента, кинематически не связано с движением формообразования - обката. Ко второй группе относятся способы с жесткой кинематической связью вращательных движений инструмента и заготовки. С учетом данных особенностей, можно выделить способы зубообработки ДРГ по методу обката, обладающие возможностью оптимизации - выравнивание параметров схемы вырезания впадины ЦЗК. Выравнивая толщины и площади срезаемых слоев, можно стабилизировать силовой режим обработки, сократить число резов и время, затрачиваемое на вырезание впадины, и, тем самым, осуществить управление параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК, что обеспечивает повышение производительности процесса зубонарезания.

Преимуществом методики выравнивания является возможность решения этой задачи, не прибегая к специальным экспериментам, а основываясь исключительно на схеме вырезания впадины ЦЗК для невыравненного процесса. Для выравнивания процесса нужно знать закономерность изменения параметров срезаемых слоев в невыравненном процессе, в связи с чем, необходим соответствующий геометрический анализ схемы вырезания впадины ЦЗК.

Построение схемы вырезания впадины ЦЗК ДРГ по методу обката можно осуществить в любом современном графическом редакторе. Такая схема отображает процесс последовательного вырезания впадины ЦЗК режущими кромками инструмента, что позволяет выявить ее характерные особенности.

Геометрический анализ выявил следующие особенности схемы. Неравномерность скорости относительного формообразующего движения зуба производящей рейки Уф относительно заготовки. В результате, в процессе вырезания впадины ЦЗК, меняются форма и параметры срезаемых слоев металла (толщина а и площадь Р срезаемого слоя). Неравномерность загрузки режущих кромок зуба производящей рейки. Слои металла максимальной толщины сре-

заются периферийными режущими кромками, для которых толщина срезаемого слоя пропорциональна углу обката, следовательно, толщины срезаемых слоев целесообразно определять для периферийных режущих кромок.

С учетом выявленных особенностей, осуществлено моделирование процесса зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката, позволяющее создать структурную модель, отображающую функциональные взаимосвязи физических, кинематических и технологических параметров процесса зубонарезания и конструктивных параметров инструмента.

Выбор входных параметров модели осуществляется исходя из их влияния на промежуточный расчетный параметр элементарный угол обката Дер/ и на все выходные параметры (а„ Fh Rzj). Входные параметры делятся на технологические: скорость резания V, скорость подачи обката У$0бк, скорость радиальной подачи Vspaä и конструктивные: диаметр ДРГ D0, число - z0 и шаг резцов PtOKp.

В качестве выходных параметров модели принимаются толщина а, и площадь срезаемого слоя /•'„ величина профильной огранки Rz,. На выходные параметры накладываются ограничения по максимальным значениям толщин атах и площадей Fmax, величине профильной огранки Rzmax.

Целевые функции управления принимаются с учетом того, что показателями эффективности процесса обработки являются производительность процесса зубонарезания и точность параметров обработанного ЦЗК. Для предварительного зубонарезания в качестве целевой функции управления принимаются основное временем обработки tQ. Для чистовой зубообработки целевой функцией управления является погрешность профиля зубаffr.

Моделирование процесса зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката позволяет установить функциональные взаимосвязи параметров процесса зубонарезания с параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК (толщина а, и площадь Fl), а также влияние параметров зуборезных ДРГ на величину профильной огранки Rzi, и осуществить управ-_________

ление данными параметрами. [

В третьей главе рассмотрены способ управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и способ выравнивания профильной огранки. Проведено исследование возможностей повышения эффективности способов зубообработки ДРГ управлением схемой вырезания впадины ЦЗК и выравниванием профильной огранки. ___miniMiTjiu

В соответствии со струк- Рис. 4. Модель управления параметрами турной моделью управление па- схемы вырезания впадины ЦЗК

раметрами схемы вырезания изменением скорости резания

впадины ЦЗК осуществляется изменением технологического параметра процесса обкатывающего зубопротягивания ДРГ скорости резания К (рис. 4).

У гр зГ .,

I I тих I t тЩ

Диаметр ДРГ определяется: £>0 =-

2 Л

окрТ

■(«-1)

271-

, где РЬжрт- теоретически

возможный окружной шаг; угол свободного сектора ДРГ равен: 6се = 2л ■ яр • {в.

Окружной шаг резцов: Р1окр1

Аф, =0! =-

'0кр1 V

п-1

. Время ¿-го реза: =

Угол обката на /-ом резе:

Л,

окр!

= 360

У о/

2пп()1

. Вели-

чина скорости резания на /-ом резе: Vi = -

10Кр1

. Время вырезания впадины:

Л=1 V и

Л'' • 60 г=1

- гв д. , где А? = ——-. Основное время обработки: /0 =

г-и0 и

СТ. кдия ЗЛГЛ /БЛЕ1 ия СТАЕ ИЯВ1 1ХОД

Г ПС пгг>

верхи ;е оф. ничей Ж с; ЕКТО РА

Ч

"Щ

к /

//

х- Ч-

нижн е огрг 1ИЧСН [С V

N А

4«

В процессе вырезания впадины скорость монотонно уменьшается до окончания стадии заглубления на 12-ом резе и возрастает при 3-х последних резах и прохождении свободного сектора ДРГ на стадии выхода из впадины ЦЗК (рис. 5). Для этого способа управления ис-' 2 3 4 5 6 7 8 9 ,0 11 12 " 14 15 пользуется станок с ЧПУ Рис. 5. Изменение величины скорости резания вращения ДРГ. Динамиче-сучетом ограничений ские характеристики при-

водов с ЧПУ позволяют реализовать процесс зубонарезания без существенных погрешностей. Однако существуют ограничения по мощности привода, находящиеся в пределах 50 %. С учетом ограничений диапазон скоростей резания составляет от 50 до 35 м/мин. Реализация управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК изменением скорости резания подтверждена патентом РФ.

В соответствии со структурной моделью выравнивание профильной огранки Кг, ЦЗК осуществляется изменением конструктивного параметра двухрядных ДРГ окружного шага резцов Р10кр1 (рис. 6).

Начальная скорость подачи обката: 1,2 =со1,2 ' ГЬ> ™е начальная угловая скорость вращения заготовки: со^ = - А/,. Время между /-ми реза-

ми: А/, =

г где длина обката на /-ом резе: А = Ау^д • ^ • Все величины

обм

определяются для первого реза, на котором они имеют наибольшее значение и обеспечивается заданное значение профильной огранки. В соответствии с по-

о т Р 3 !Г К Ч С ¡I

лученными значениями определяется количество резов необходимое для формообразования профиля зуба и окружной шаг резцов: | , расчет

основывается на схеме формооб- I разования эвольвентного профиля зуба при обработке инструментом с углом профиля а = 0°, фрагмент -текста программы расчета в среде "

математического редактора пред- ___

фиксирующих точек: К°°РДИНаТЫ ^ * ^ ^Ф^ной

огранки изменением шага резцов

X Ai ~ rb ' sinVj-; XAl+l = rb- sin(v, +Ду;); XBi =rb -sinv, +rb -ф,- .cosv,-; YAi = rb ■ cosv,; YÁM = rb ■ eos(v, + Ду,), = rb ■ cosv,- - rb ■ ф,- • sin v¿.

xBi+1 = rb ■ sin(v, + Ду,)+ rb ■ (ф,- - Ду)• cos(v, + ДуД

YBi+1 = rb ■ eos (v,- + Ду,)- rb ■ (ф,- - Av)- sin (y, + Av,).

При формообразовании профиля зуба величина профильной огранки Rz¡ изменяется от максимального значения на вершине, до значения близкого к нулю в районе конца активного участка эвольвентного профиля. В результате выравнивания профильной огранки Rz¡ расположением резцов с монотонно изменяющимся окружным шагом PtOKPi в двухрядной ДРГ с углом профиля а =0° для процесса чистового обкатывающего зубопротяги-вания обеспечивается постоянство величины профильной огранки на заданном уровне.

Четвертая глава посвя- Рис. 7. Фрагмент текста программы в среде щена реализации управления математического редактора

параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и выравнивания профильной огранки в рамках разработанной технологической схемы зубообработки ЦЗК.

Для реализации управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК изменением радиальной подачи VSpaó в процессе зубонарезания спроектировано обкатно-делительное устройство, в котором отсутствуют качательные движе-

v пред + (¡W v пред

Ф), j < х в

1 'i

Ф1.1 ♦ Ya.

¡»(v,.,)

»•«J-Kvíj)

»(v„j)

К, ;(v

'| Xb,..)"(Yb¡.,"k'-'xb, ,)

K¡,2 - K,

-K,., XBj J -1С,,,_ -к,,

ния эталонной обкатной рейки, а движение обката осуществляется в одну сторону, что исключает возможность накопления погрешности шагового параметра и обеспечивает высокую точность параметров обработанных ЦЗК. В процессе зубонарезания радиальная подача осуществляется перемещением шпиндельной и обкатной каретки устройства, для чего задействуются приводы перемещений продольного и поперечного столов станка с ЧПУ.

Выполнен расчет основных конструктивных параметров ДРГ. Спроектированы конструкции ДРГ для предварительного обкатывающего зубопротяги-вания и чистового обкатывающего зубопротягивания (рис. 8). При проектировании ДРГ обеспечена высокая технологичность инструмента при использовании принципа взаимозаменяемости в конструкциях резцов.

В ДРГ для предварительного обкатывающего зубопротягивания используются резцы с механическим креплением и напайными пластинами из быстрорежущей стали Р6М5К5. При стандартном угле профиля а = 20° резцы имеют следующие геометрические параметры: передний угол на вершинном лезвии в статическом положении ус=- 4°, в рабочем положении при установке в резцовой головке ур = - 7°43'; задний угол на вершинном лезвии в статическом положении ас = 12°, в рабочем положении в РГ а^ = 15°43'. При пересчете на боковые режущие лезвия получается соответственно: ус = — 1 °21'; ур = - 2°34'; ас = 4°

:р — 5°16'. Такая конструкция резцов обеспечивает 10... 12 переточек.

3 - I. тШШШк

Шаг резцов в полу-

головке с монотон-

но уменьшающимся

№ реза: шагом, град:

1 53,66

2 44,67

3 38,09

4 34,17

5 30,75

6 27,88

7 25,95

8 24,8

Шаг резцов в полуголовке с монотонно возрастающим шагом, град:

24.8 25,95 27,88 30,75 34,17

38.09 44,67 53,66

Рис. 8. ДРГ для чистового обкатывающего зубопротягивания

В ДРГ для чистового обкатывающего зубопротягивания применяются резцы с механическим креплением пластин из быстрорежущей стали Р6М5К5. С целью обеспечения максимальной размерной стойкости значения задних углов принимаются максимальными. Боковой задний угол аб на режущих кромках, профилирующих эвольвентную поверхность, принимается равным 3°. Задний угол ав в районе вершинной режущей кромки определяется технологией заточки режущей пластины и ее положением относительно осевой плоскости и равен 7°. Задний угол а„ вдоль переходной радиусной кромки изменяется в пределах от 3° у боковой кромки до 7° у вершинной. Для повышения стойкости резца между вершинной и вспомогательной боковой кромками накладыва-

ется вспомогательная радиусная кромка: рв = (S-t)-tg(7t + 0,5(у - ц)). Резец такой конструкции позволяет выдвигать режущую пластину на 12 мм, что обеспечивает около 25 переточек одной пластины.

Расстояние между профилирующими кромками резцов выдерживается с точностью 0,02 мм. Точность взаимного расположения кромок резцов в корпусе находится в пределах 0,01-0,015 мм. Максимальное смещение кромок от номинального положения 0,04 мм. Требования к точности расположения вершинных кромок: радиальное биение двух смежных кромок не превышает 0,02 - 0,025 мм, максимальное радиальное биение в ряду резцов 0,06 мм.

При чистовом обкатывающем зубопротягивания ДРГ обеспечивается выравнивание профильной огранки по заданному значению Аср = const, то есть ее уменьшение по сравнению с максимальной в 2 раза, чем достигается уменьшение погрешности профиля зуба f/r и соответствующее повышение точности параметров обработанного ЦЗК по нормам плавности работы на 1 степень точности по ГОСТ 1643-81. Реализация выравнивания профильной огранки расположением резцов в двухрядной ДРГ с углом профиля а = 0° с монотонно изменяющимся шагом подтверждена патентом РФ.

Разработанная технологическая схема зубообработки ЦЗК позволяет с высокой эффективностью реализовать управление параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и выравнивание профильной огранки, что повышает производительность процесса обкатывающего зубопротягивания ДРГ и обеспечивает точность параметров обработанного ЦЗК.

Реализация управления параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и выравнивания профильной огранки обуславливает применение конструктивных решений, обеспечивающих высокую технологичность ДРГ. Комплекс контрольно-заточной оснастки позволяет осуществлять сборку ДРГ на основе принципа взаимозаменяемости в соответствии с требованиями по точности взаимного положения режущих кромок резцов. Для контроля биения вершинных и боковых режущих кромок в собранной ДРГ установлены следующие нормы: радиальное биение резцов: в комплекте - 0,05 мм, двух смежных - 0,03 мм; торцовое биение резцов: в комплекте - 0,04 мм, двух смежных - 0,02 мм.

Унифицированный комплекс контрольно-заточной оснастки включает: кассетное приспособление для заточки комплекта резцов на плоскошлифовальном станке, приспособление для комплексного контроля положения режущих кромок и регулировки вылета взаимозаменяемых резцов, приспособление для контроля радиального и торцового биения режущих кромок резцов ДРГ в сборе. Применяемые конструктивные решения обеспечивают надлежащую точность ДРГ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научная задача разработки технологической схемы зубообработки ЦЗК, основанной на высокоэффективных способах зубонарезания ДРГ по методу обката, обеспечивающей повышение производительности и точности зубообработки ЦЗК. При этом получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Анализ технологических схем и способов зубообработки ЦЗК показал, что повышением производительности предварительного зубонарезания и повышением точности параметров ЦЗК при чистовой зубообработке обеспечивается высокая эффективность способов зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката.

2. Разработанные высокоэффективные способы предварительного обкатывающего зубопротягивания однорядными ДРГ и чистового обкатывающего зубопротягивания двухрядными ДРГ с углом профиля а = 0°, позволили обосновать технологическую схему зубообработки ЦЗК.

3. Разработанная с учетом закономерностей формообразования эволь-вентных зубчатых поверхностей структурная модель процесса зубообработки ЦЗК ДРГ по методу обката показала целесообразность выбора в качестве параметра, обеспечивающего управление параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК, скорость резания V и окружной шаг резцов Р10кр, двухрядной ДРГ в качестве параметра, позволяющего осуществить выравнивание профильной огранки.

4. Получены аналитические зависимости, определяющие линейный характер взаимосвязи технологического параметра процесса зубонарезания (скорость резания - V) и параметра схемы вырезания впадины ЦЗК (толщина срезаемого слоя - а), и система уравнений, отображающая взаимосвязь конструктивных параметров зуборезных ДРГ (диаметра - Д,, числа резцов - г0 и окружного шага резцов - Р1„ч„) и параметра схемы формообразования эволь-вентного профиля ЦЗК (величина профильной огранки - /&,).

5. Установлено, что управление параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК изменением скорости резания в процессе предварительного обкатывающего зубопротягивания позволяет уменьшить диаметр ДРГ до 200 мм и сократить основное время обработки ЦЗК в 1,3 раза, в результате чего производительность процесса зубонарезания повышается на 30 %.

6. Установлено, что выравнивание профильной огранки расположением резцов с монотонно изменяющимся окружным шагом в двухрядной ДРГ с углом профиля а = 0° для чистового обкатывающего зубопротягивания позволяет, при сокращении количества резцов до 9, уменьшить величину профильной огранки, по сравнению с максимальной, примерно в 2 раза и повысить точность обработанного ЦЗК по нормам плавности работы на 1 степень точности по ГОСТ 1643-81.

7. Разработанные на основе принципа полной взаимозаменяемости унифицированных резцов высокотехнологичные конструкции зуборезных ДРГ для предварительного и чистового обкатывающего зубопротягивания обеспечили высокую эффективность использования унифицированных: обкатно-делительного устройства и комплекса контрольно-заточной оснастки.

8. Разработанная технологическая схема зубообработки ЦЗК обеспечивает повышение производительности на этапе предварительного зубонарезания управлением параметрами схемы вырезания впадины ЦЗК и повышение точности ЦЗК на этапе чистовой зубообработки выравниванием профильной огранки.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Артамонов В.Д., Кондратов В.А., Исследование возможностей управления параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания цилиндрических колес // Фундаментальные н прикладные проблемы техники и технологии. № 2 - 6 (292), 2012. С. 3 - 9.

2. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Кондратов В.А., Возможности модернизации фрезерных станков для зубонарезания цилиндрических колес // Технология машиностроения. М., 2012. № 4 (118). С. 16 - 19.

3. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Кондратов В.А., Модернизация фрезерных станков для эффективного зубонарезания цилиндрических колес // Технология машиностроения. М., 2012. № 5 (119). С. 27 - 30.

4. Кондратов В.А., Моделирование процесса зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками // Известия ТулГУ. Сер. «Технические науки». Вып. 5. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 41 - 47.

5. Кондратов В.А., Управление параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками // Известия ТулГУ. Сер. «Технические науки». Вып. 5. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 47 - 56.

Патенты

6. Патент РФ МКП RU С1 2445195 B23F 21/12. Резцовая головка / Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Маликов A.A., Кондратов В.А. Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тульский государственный университет». № 2010153631/02; заявл. 27.12.2010; опубл. 20.03.2012, Бюл. № 8. 5 с.

7. Патент РФ МКП RU С2 2447974 B23F 5/26. Способ зубонарезания цилиндрических зубчатых колес методом обката / Грязев М.В., Федоров Ю.Н., Артамонов В .Д., Кондратов В.А. Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тульский государственный университет». № 2010128164/02; заявл. 07.07.2010; опубл. 20.04.2012, Бюл.№ 11.5 с.

Публикации в других изданиях

8. Артамонов В.Д., Птицын В.В., Кондратов В.А., Особенности схемы формообразования зубчатых профилей цилиндрических колес методом обката // Вестник ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Тула: ТулГУ, 2008. С. 123 - 126.

9. Кондратов В.А., Анализ производительности процессов зубонарезания, Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. С. 128 - 130.

10. Кондратов В.А., Определение параметров срезаемых слоев при зу-бонарезании графоаналитическим методом в среде AutoCAD, IV-я магистерская научно-техническая конференция Тульского государственного университета: сборник докладов / Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 245.

11. Кондратов В.А., Управление процессом зубонарезания выравниванием параметров схемы резания, IV-я молодежная научно-практическая конфе-

"S о

ренция студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: сборник докладов в 2 ч. / Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч 2. С. 103 - 105.

12. Кондратов В.А., Реализация рациональных схем резания, Молодежный вестник Политехнического института: сборник статей. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 146-148.

13. Кондратов В.А., Управление параметрами процессов зубонарезания, У-я молодежная научно-практическая конференция студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: сборник докладов в 2 ч. / Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Ч 2. С. 94 - 96.

14. Кондратов В.А., Структурная модель процесса зубонарезания методом обката, У-я молодежная научно-практическая конференция студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: сборник докладов в 2 ч. / Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Ч 2. С. 98 - 100.

15. Кондратов В.А., Анализ возможностей высокопроизводительного зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками, VI молодежная научно-практическая конференция студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: сборник докладов в 2 ч. / Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. Ч 2. С. 147 - 148.

16. Кондратов В.А., Способ управления параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания цилиндрических колес, Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии - Технология-2012: Сборник тезисов и аннотаций научных докладов XV международной научно-технической конференции / Орел, 2012. - Москва-Орел.: Издательский дом «Спектр», 2012. С. 189-191.

Изд. Лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 09.08.2013 Формат бумаги 60 х 84 . Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 0,9. Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 100 экз. Заказ 041 Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92. Отпечатало в Издательстве ТулГУ. 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95.

ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет»

04201363603

Кондратов Владимир Александрович

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ЗУБООБРАБОТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ ПО МЕТОДУ ОБКАТА

Специальности: 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки 05.02.08 - Технология машиностроения

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Научный руководитель

докт. техн. наук, доцент Артамонов В.Д.

Тула 2013

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................. 4

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ЗУБООБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ЗУБОНАРЕЗАНИЯ РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ.................................................... 10

1.1 Анализ номенклатуры цилиндрических зубчатых колес................. 10

1.2 Анализ технологических схем зубообработки цилиндрических зубчатых колес.................................................................... 11

1.2.1 Традиционная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес............................................ 11

1.2.2 Прогрессивные технологические схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес............................................ 13

1.2.3 Малоотходная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес............................................ 19

1.3 Анализ эффективности способов зубонарезания

цилиндрических зубчатых колес.............................................. 22

1.4 Предварительное зубонарезание цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками............................................. 24

1.5 Обкатывающее зубопротягивание цилиндрических зубчатых колес.. 26

1.6 Чистовая зубообработка цилиндрических зубчатых колес двухрядными резцовыми головками.......................................... 33

1.7 Чистовое обкатывающее зубопротягивание цилиндрических зубчатых колес двухрядными резцовыми головками........................................................................... 35

1.8 Технологическая схема зубообработки цилиндрических

зубчатых колес резцовыми головками........................................ 37

1.9 Выводы.............................................................................. 40

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗУБОНАРЕЗАНИЯ..................... 41

2.1 Анализ возможностей управления параметрами выравнивания процесса зубонарезания резцовыми головками............................. 41

2.2 Условия управления параметрами процесса

зубонарезания резцовыми головками........................................ 42

2.3 Геометрический анализ схемы формообразования зубчатого профиля по методу обката. Определение толщин и площадей срезаемых слоев.................................................................. 45

2.4 Теоретические основы выравнивания процессов зубонарезания резцовыми головками............................................................ 49

2.4.1 Выравнивание процесса зубонарезания резцовыми головками

по толщинам срезаемых слоев............................................... 49

2.4.2 Выравнивание процесса зубонарезания резцовыми головками

по площадям срезаемых слоев............................................... 54

2.4.3 Многопараметрическое выравнивание процесса зубонарезания

резцовыми головками......................................................... 61

2.5 Моделирование процесса зубонарезания резцовыми головками

по методу обката.................................................................. 65

2.5.1 Построение структурной модели процесса зубонарезания

резцовыми головками по методу обката................................... 67

2.6 Выводы.............................................................................. 74

3 УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ОБКАТЫВАЮЩЕГО ЗУБОПРОТЯГИВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ........................... 75

3.1 Анализ эффективности управления параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания................................................. 75

3.2 Управление параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания изменением конструктивных параметров резцовых головок................................................................ 81

3.3 Управление параметрами схемы вырезания впадины зубчатого колеса изменением технологических параметров процесса обкатывающего зубопротягивания............................................ 86

3.4 Выравнивание профильной огранки изменением

конструктивных параметров двухрядных резцовых головок............. 96

3.5 Анализ перспектив повышения эффективности технологической схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес.................. 103

3.6 Выводы.............................................................................. 105

4 РЕАЛИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ЗУБОНАРЕЗАНИЯ И ПАРАМЕТРАМИ РЕЗЦОВЫХ ГОЛОВОК......... 106

4.1 Управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрических зубчатых колес за счет обеспечения радиальной подачи в процессе зубонарезания............................................... 107

4.2 Управление параметрами схемы вырезания впадины зубчатого колеса за счет обеспечения монотонно изменяющейся скорости резания.............................................................................. 112

4.3 Управление параметрами изменением конструкции резцовых

головок.............................................................................. 116

4.3.1 Управление параметрами предварительного обкатывающего зубопротягивания изменением конструкции резцовых головок...... 116

4.3.2 Выравнивание профильной огранки чистового обкатывающего зубопротягивания изменением конструкции резцовых головок...... 118

4.4 Реализация обкатывающего зубопротягивания цилиндрических

колес резцовыми головками..................................................... 122

4.5 Унифицированный комплекс контрольно-заточной оснастки.......... 129

4.6 Выводы.............................................................................. 134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................... 135

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................... 137

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................ 148

ВВЕДЕНИЕ

В различных отраслях машиностроения широко используются машины и механизмы, в которых для передачи вращательных движений применяются зубчатые передачи. В машиностроении по трудоемкости и сложности изготовления зубчатые колеса составляют особую группу деталей. Широкое распространение среди них получили цилиндрические зубчатые колеса, технология изготовления которых является наиболее простой. Среди цилиндрических зубчатых колес отдельную группу составляют прямозубые колеса модуля 2...5 мм диаметром до 120 мм и шириной зубчатого венца до 20 мм.

Эксплуатационные показатели машин и механизмов во многом зависят от качества изготовления зубчатых передач. В связи с этим возрастают требования к производительности и точности изготовления зубчатых колес, которые, в свою очередь, определяют необходимость постоянного совершенствования технологических схем зубообработки. Применяемые технологические схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес, оцениваемые с точки зрения высокой производительности зубонарезания при обеспечении требуемой точности параметров зубчатых колес, не всегда обеспечивают высокую эффективность. Совершенствование технологий зубообработки цилиндрических зубчатых колес реализуется созданием высокоэффективных способов зубообработки, прогрессивного инструмента и современного оборудования, позволяющих повысить производительность процесса зубонарезания и обеспечить требуемую точность параметров цилиндрических зубчатых колес.

Высокую эффективность процесса зубообработки обеспечивают способы зубонарезания дисковыми резцовыми головками по методу обката. Углубленное исследование данных способов позволяет выявить положительные моменты при их использовании в технологических схемах зубообработки цилиндрических зубчатых колес. В результате открываются перспективы для разработки высокоэффективных способов формообразования зубчатых венцов дисковыми резцовыми головками по методу обката, позволяющих управлять технологическими параметрами процесса зубонарезания и конструктив-

ными параметрами зуборезных дисковых резцовых головок с целью повышения производительности процесса зубонарезания и обеспечения требуемой точности параметров цилиндрических зубчатых колес.

Из вышеизложенного следует, что разработка технологической схемы зу-бообработки цилиндрических зубчатых колес, основанной на высокоэффективных способах зубонарезания дисковыми резцовыми головками по методу обката, обеспечивающей повышение производительности и точности зубообработки цилиндрических зубчатых колес является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с грантами РФФИ (РФФИ-офи-центр 08-08-99006 2008-2009 г.г.; РФФИ-р-офи 09-08-99005 2009 г.; РФФИ-офи-центр 11-08-97509 2011 г.); с тематическим планом НИР ТулГУ по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники (тема «Базовые промышленные технологии формообразования зубьев цилиндрических колес для создания перспективных видов вооружения», per. № 7.1439.2011).

Объектом исследования являются технологическая схема зубообработки и способы обкатывающего зубопротягивания цилиндрических зубчатых колес.

Предметом исследования являются параметры схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и способы управления параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания.

Цель работы. Повышение производительности и точности зубообработки цилиндрических зубчатых колес управлением параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравниванием профильной огранки.

Задачи исследования:

1) анализ технологических схем и способов зубообработки цилиндрических зубчатых колес;

2) разработка технологической схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес, основанной на высокоэффективных способах предварительного зубонарезания и чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката;

3) моделирование процесса вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и формообразования эвольвентного профиля зуба при зубооб-работке дисковыми резцовыми головками по методу обката и определение взаимосвязи параметров процесса зубонарезания;

4) разработка структурной модели и исследование возможности управления параметрами процесса зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката;

5) разработка способа управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса, обеспечивающего повышение производительности процесса зубонарезания;

6) разработка способа выравнивания профильной огранки, позволяющего повысить точность параметров цилиндрического зубчатого колеса;

7) разработка высокотехнологичных конструкций дисковых резцовых головок, обеспечивающих унификацию режущих элементов и технологической оснастки в рамках технологической схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес.

Методы исследования. Работа включает теоретические исследования и экспериментальное моделирование на ЭВМ. Теоретическая часть работы основывается на основных положениях теории формообразования эволь-вентных зубчатых поверхностей по методу обката, теории проектирования режущих инструментов, технологии машиностроения с использованием методов математического моделирования, математических и графических редакторов. Экспериментальные исследования проводились в лаборатории на кафедре «Технология машиностроения» Тульского государственного университета. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с использованием методов математической статистики.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием апробированных аналитических зависимостей, применением графоаналитического метода и подтверждается результатами теоретических исследований, полученными лично автором, а также возможностью практического

использования результатов на производстве.

Автор защищает:

1) направления повышения эффективности способов зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката;

2) высокоэффективные способы обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками для предварительного зубонарезания и чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес;

3) аналитические зависимости, описывающие взаимосвязь технологических параметров процесса обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками с параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и конструктивных параметров зуборезных дисковых резцовых головок с параметрами схемы формообразования эвольвент-ного профиля цилиндрического зубчатого колеса;

4) структурную модель процесса зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката, позволяющую установить параметры процесса обкатывающего зубопротягивания и параметры дисковых резцовых головок, обеспечивающие управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравнивание профильной огранки;

5) способ управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса изменением скорости резания при обкатывающем зубопротягивании цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками, обеспечивающий повышение производительности процесса зубонарезания;

6) способ выравнивания профильной огранки изменением окружного шага резцов двухрядных дисковых резцовых головок с углом профиля ос = 0°, позволяющий повысить точность параметров цилиндрического зубчатого колеса;

7) высокотехнологичные конструкции дисковых резцовых головок для предварительного и чистового обкатывающего зубопротягивания;

8) технологическую схему зубообработки цилиндрических зубчатых колес, которая обеспечивает реализацию управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравнивания профильной огранки. Научная новизна:

специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки:

-установлены взаимосвязи технологических параметров процесса зу-бонарезания дисковыми резцовыми головками с параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и конструктивных параметров зуборезных дисковых резцовых головок с величиной профильной огранки, на основе которых разработаны способ управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса изменением скорости резания и способ выравнивания профильной огранки изменением окружного шага резцов двухрядных дисковых резцовых головок с углом профиля а = 0°; специальность 05.02.08 - Технология машиностроения: - разработана технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес на основе высокоэффективных способов предварительного обкатывающего зубопротягивания однорядными дисковыми резцовыми головками и чистового обкатывающего зубопротягивания двухрядными дисковыми резцовыми головками с углом профиля а = 0°, реализующая управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса на этапе предварительного зубонарезания с целью повышения производительности и выравнивание профильной огранки на этапе чистовой зубообработки с целью повышения точности цилиндрического зубчатого колеса по нормам плавности работы. Практическая значимость:

1) разработанные методики проектирования зуборезных дисковых резцовых головок, позволяют реализовать управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравнивание про-

фильной огранки и, тем самым, повысить эффективность способов обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками;

2) разработанная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес позволяет повысить производительность предварительного зубонарезания в 1,3 раза и точность параметров цилиндрического зубчатого колеса по нормам плавности работы на 1 степень точности по ГОСТ 1643-81;

3) разработанные высокотехнологичные конструкции зуборезных дисковых резцовых головок позволяют использовать унифицированные: взаимозаменяемые резцы, обкатно-делительное устройство, комплекс контрольно-заточной оснастки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской НТК студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула, ТулГУ, 2008 г.), магистерской НТК (г. Тула, ТулГУ, 2009 г.), ежегодных НТК профессорско-преподавательского состгва ТулГУ (2010 - 2013 г.г.), ежегодных молодежных НПК студентов ТулГУ «Молодежные инновации» (г. Тула, ТулГУ, 2010-2012 г.г.), XV международной НТК «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии - Технология-2012» (г. Орел, «Госуниверситет - УНПК», 2012 г.). За время обучения автор в составе коллектива в 2012 г. удостоен звания лауреата премии им. С.И. Мосина.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 статей в изданиях, входящих в «Перечень периодических научных и научно-технических изданий, выпускаемых в РФ, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертаций на соисканио ученой степени кандидата наук»,