Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Повышение качества обработки фасок на торцах зубьев зубчатых колес на основе проектирования зубофасочного инструмента

Диссертация: Повышение качества обработки фасок на торцах зубьев зубчатых колес на основе проектирования зубофасочного инструмента
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Предложенная конструкция червячной одновитковой фрезы для двухсторонней обработки фасок позволяет обработать разные стороны зубьев прямозубых и косозубых зубчатых колес, а сборные конструкции одновитковых фрез позволяют повысить производительность обработки на 30%. Исходя из анализа состояния вопроса, поставлена цель работы: повышение геометрической точности обработки фасок на торцах зубьев… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Методы обработки фасок на торцах зубьев зубчатых колес
    • 1. 1. Фаски на торцах зубьев, формы их выполнения
    • 1. 2. Методы и инструменты для зубофасочной операции
    • 1. 3. Конструкции инструмента для снятия фасок
    • 1. 4. Методы проектирования зубофасочного инструмента
    • 1. 5. Анализ недостатков существующего метода проектирования червячных одновитковых фрез
    • 1. 6. Цели и задачи работы. Научная новизна
  • 2. Формообразование фасок червячной одновитковой фрезой
    • 2. 1. Принцип образования фаски червячной одновитковой фрезой
    • 2. 2. Выбор параметров установки инструмента относительно заготовки и их влияние на профиль инструмента
    • 2. 3. Вывод вспомогательных зависимостей
    • 2. 4. Выводы по главе
  • 3. Метод проектирования червячных одновитковых фрез для снятия фасок
    • 3. 1. Исходные данные для расчета
    • 3. 2. Расчет вспомогательных и наладочных параметров
    • 3. 3. Расчет профиля фрезы
    • 3. 4. Выводы по главе
  • 4. Конструкции инструментов и способы обработки фасок различных форм
    • 4. 1. Конструкция червячной одновитковой фрезы для двухсторонней обработки фасок
    • 4. 2. Конструкции сборных зубофасочных фрез
    • 4. 3. Способ обработки зубьев со снятием фасок
    • 4. 4. Выводы по главе
  • 5. Определение профиля фаски получаемой имеющимся инструментом
    • 5. 1. Расчет координат точек профиля фаски
    • 5. 2. Графическое построение обрабатываемого профиля фаски средствами компьютерной графики
    • 5. 3. Синтез проектирования инструмента и построения результата обработки средствами трехмерной графики
    • 5. 4. Выводы по главе
  • 6. Подтверждение адекватности метода проектирования
    • 6. 1. Планирование эксперимента
    • 6. 2. Выполнение эксперимента
    • 6. 3. Сравнение результатов компьютерного и натурного эксперимента
    • 6. 4. Внедрение в производство
    • 6. 5. Выводы по главе 92 Основные
  • выводы
  • Список литературы
  • Приложения

Повышение качества обработки фасок на торцах зубьев зубчатых колес на основе проектирования зубофасочного инструмента (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время почти во всех областях техники получили широкое распространение зубчатые передачи. Они применяются в автомобилестроении, станкостроении и приборостроении. К зубчатым передачам предъявляются все более жесткие требования по качеству зацепления, что в свою очередь предъявляет более жесткие требования к качеству обработки зубчатых колес. Немаловажное значение в вопросах обработки зубчатых колес имеет снятие фасок и заусенцев на торцах зубьев. Необходимость данной операции вызвана следующими причинами. В процессе зубонарезания при выходе инструмента из зоны резания на торцах зубчатого колеса образуются острые кромки и заусенцы. При эксплуатации в результате скола острых кромок может произойти поломка зубьев, а во время транспортировки при случайных ударах образуются забоины, которые приводят к выдавливанию материала на рабочую боковую поверхность зубьев и тем самым вызывают вибрацию зубчатой передачи. Также следует отметить, что зубчатые передачи, состоящие из колес с острыми кромками на торцах более чувствительны к погрешностям сборки, вследствие возникновения кромочного контакта. Как показывает практика до 50% зубчатых колес без фасок на торцах имеют забоины, а срок службы таких колес в среднем на 20% меньше, из-за образования микротрещин на острых кромках при термообработке.

Ручное снятие фасок и заусенцев на торцах зубьев является трудоемкой операцией, поэтому широко применяются станочные методы обработки. Широкое применение для снятия фасок получили одновитковые червячные фрезы. Благодаря непрерывности процесса обработки они обладают высокой производительностью. Данные фрезы применяют для обработки косозубых и прямозубых цилиндрических и конических колес.

В условиях современного производства и постоянно сокращающегося жизненного цикла продукта все более важную роль играет скорость подготовки производства. Это относится и к зубчатым передачам, одной из составляющих подготовки, производства которых является проектирование и изготовление зубофасочных инструментов и наладка оборудования.

Исходя из анализа состояния вопроса, поставлена цель работы: повышение геометрической точности обработки фасок на торцах зубьев цилиндрических зубчатых колес наруэ/сного зацепления на основе развития метода проектирования червячной одновитковой фрезы.

Достижение поставленной цели автор видит в решении следующих задач:

— теоретический анализ процесса формообразования фасок червячной одновитковой фрезой;

— совершенствование метода проектирования червячных одновитковых фрез;

— разработка конструкций фрез и способов обработки фасок различных форм;

— вывод зависимостей между параметрами профиля инструмента, параметрами его установки относительно заготовки и параметрами получаемого профиля изделия;

— реализация проектного расчета и решения обратной задачи в виде прикладных компьютерных программ;

— экспериментальное подтверждение адекватности математических зависимостей результатам обработки.

Научную новизну автор видит в следующих положениях:

— в математических зависимостях, учитывающих геометрические параметры обрабатываемого зубчатого колеса, определяющих угловое положение торцовых профилей его зубьев и обеспечивающих симметричное относительно базовой плоскости, расположение фасок противоположных торцев зубьев обрабатываемого зубчатого колеса;

— в математических зависимостях, учитывающих взаимное расположение червячной одновитковой зубофасочной фрезы и обрабатываемого зубчатого колеса и определяющих профиль зубьев инструмента.

В первой главе дается обзор научно-технической литературы и ее анализ, формируются цель, задачи и научная новизна работы.

Вторая глава посвящена теоретическим аспектам процесса формообразования фасок.

В третьей главе приводится метод проектирования червячных одновитковых фрез.

Четвертая глава посвящена разработке конструкций инструмента и способов обработки фасок различных форм.

В пятой главе рассматриваются вопросы графического построения результата обработки фаски червячными одновитковыми фрезами.

Шестая глава посвящена планированию и проведению эксперимента и внедрению в производство.

Основные положения диссертации были апробированы и доложены на двух международных (Липецк — 2006, Тула — 2007) и двух межвузовских (Набережные Челны — 2005, Альметьевск — 2007) научно-технических конференциях.

Итоги диссертационной работы были доложены и одобрены на кафедрах:

Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты" ГОУ ВПО «ИНЭКА»;

Технология производства двигателей" КГТУ им. Туполева;

Инструментальная техника и технология формообразования" МГТУ «СТАНКИН».

Результаты работы внедрены в:

• РУП Витебский станкостроительный завод ВИСТАН (12.10.06);

• Департамент главного технолога ОАО КАМАЗ (22.12.06);

• ОАО КАМАЗИнструментспецмаш (24.05.07);

• ГОУ ВПО ИНЭКА (15.02.08). 6.

По тематике работы опубликовано 10 научных работ, из них 2 патента, 3 статьи, 5 докладов в трудах конференций.

Основные выводы.

1. В результате комплекса проведенных исследований разработан научно-обоснованный метод проектирования червячных одновитковых фрез учитывающий геометрические параметры обрабатываемого зубчатого колеса: модуль, число зубьев, угол профиля, угол наклона зубьев и параметры установки инструмента и заготовки в наладке: положение верхнего и нижнего торцовых профилей в начале обработки ф5 и фя, межосевого расстояния aw и расстояния от базовой плоскости до вершины первого зуба фрезы хнач .

2. Проведенные исследования показали, что погрешность А/ размера фаски без учета погрешности изготовления фрезы может достигать 0,4 мм для зубчатых колес с модулем до 6 мм, что может привести к недопустимо малому размеру фаски или ее отсутствию, либо к получению фасок большого размера и за счет уменьшения ширины активного профиля зуба.

3. Погрешность размера фаски может быть существенно снижена за счет обоснованного выбора размеров профиля зуба фрезы, включающих угол профиля зуба фрезы а0, осевой шаг зубьев Р0 и параметров установки инструмента и заготовки в наладке, включающих положение верхнего и нижнего торцовых профилей в начале обработки фв и фя, межосевого расстояния ан и расстояния от базовой плоскости до вершины первого зуба фрезы хнач .

4. Предложенная конструкция червячной одновитковой фрезы для двухсторонней обработки фасок позволяет обработать разные стороны зубьев прямозубых и косозубых зубчатых колес, а сборные конструкции одновитковых фрез позволяют повысить производительность обработки на 30%.

5. Обоснованный подбор имеющегося инструмента может осуществляться на основе графического построения результата обработки фаски по координатам точек ее профиля X, и Yi} рассчитанным по приведенным зависимостям.

6. Внедрение результатов работы показало, что метод проектирования червячных одновитковых фрез позволяет повысить качество обработки и снизить погрешность с 0,4 мм до 0,1 мм по сравнению с фрезами, проектируемыми по методике ОГК ЗИЛ.

Показать весь текст

Список литературы

  1. , В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т. 1. /В.И. Анурьев, 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2001. 920 с.
  2. , В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т. 2. /В.И. Анурьев, 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2001. — 912 с.
  3. В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т. 3. /В.И. Анурьев, 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2001. 864 с.
  4. А.С. 1 000 187 СССР, М.кл. B23 °F 19/10. Устройство для обработки фасок и снятия заусенцев с торцев зубьев зубчатых колес /В .А. Поздеев,
  5. A.Н. Поздеев (СССР). № 3 350 528/25−08- заявл. 03.11.81- опубл. 28.02.83 Бюл. № 8- приоритет 03.11.81. — 3 с.
  6. , В.И. Справочник конструктора-инструментальщика /
  7. B.И. Баранчиков, Г. Н. Кирсанов, Б. А. Кравченко, Н. С. Нерубай, Под общ. ред. В. А. Гречишникова и С. В. Кирсанова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2006. — 542 с.
  8. Бур штейн, И. Е. Механизация снятия заусенцев и фасок на зубчатых колесах / И. Е. Бурштейн, Ю. Н. Коротков, И. С. Черноморский, М.: Машиностроение, 1966, 91 с.
  9. , И.Е. Высокопроизводительные методы зубозакругления / И. Е. Бурштейн, М: Машгиз, 1963, 174 с.
  10. , В.А. Зубчатые передачи в машиностроении / В. А. Гаврил енко, М.: Машгиз, 1962, 532 с.
  11. , Ф.С. Профилирование металлорежущего инструмента / Ф. С. Дихтярь, М.: Машиностроение, 1965. 152 с.
  12. Ю.Егоров, С. В. Резание конструкционных материалов и режущий инструмент / Егоров С. В., Червяков А. Г. М.: Высшая школа, 1975. 192 с. 11 .Иноземцев, Г. Г. Проектирование металлорежущих инструментов / Г. Г. Иноземцев, М.: Машиностроение, 1984. — 273 с.
  13. Инструкция по проектированию одновитковых червячных фрез., М. ОГК-СТО ЗИЛ, 1978. 15 с.
  14. , С.Н. Производство зубчатых колес. Справочник / С. Н. Калашников и др., Под общ. ред. Б. А. Тайца, Изд. 2-е, перераб. и доп., М.: Машиностроение, 1975. — 736 с.
  15. М.Калашников, А. С. Технология изготовления зубчатых колес / А. С. Калашников, М.: Машиностроение, 2004. — 480 с.
  16. , И. А. Прогрессивные методы изготовления цилиндрических зубчатых колес / И. А. Коганов, Ю. Н. Федоров, Е. Н. Валиков, М.: Машиностроение, 1981. — 136 с.
  17. , Д.В. Режущий инструмент / Д. В. Кожевников и др., -М.: Машиностроение, 2004. — 552 с.
  18. , А.Г. Формообразование профиля фасок на торцах зубьев зубчатых колес червячной одновитковой фрезой / А. Г. Кондрашов // Вестник МГТУ «СТАНКИН». 2008. — № 3.
  19. , А.Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2-х т., Т. 1. / А. Г. Косилова, Р. К. Мещеряков, М.: Машиностроение, 1985. — 656 с.
  20. , А.Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2-х т., Т. 2. / А. Г. Косилова, Р. К. Мещеряков, М.: Машиностроение, 1985. — 496 с.
  21. , С.И. Формообразование зубчатых деталей реечными и червячными инструментами / С. И. Лашнев, М.: Машиностроение, 1971. — 215 с.
  22. , С.И. Проектирование режущей части инструмента с применением ЭВМ / С. И. Лашнев, М. И. Юликов, М.: Машиностроение, 1980
  23. , А.А. Технология механической обработки / А. А. Маталин, Л.: Машиностроение, 1977
  24. , О.И. Твердосплавные зуборезные инструменты / О. И. Моисеенко, Л. Е. Павлов, С. И. Диденко, М.: Машиностроение, 1977. -189 с.
  25. , В.П. Инструкция по расчету специального инструмента для образования фасок по всему контуру впадин зубьев на торцах зубчатых колес / В. П. Морозова, М.: ВНИИинструмент, 1982. 31с.
  26. , И.А. Справочник инструментальщика / И. А. Ординарцев и др., Под общ. ред. И. А. Ординарцева. Л.: Машиностроение, 1987. — 846 с.
  27. ЗО.Палей, М. М. Технология производства металлорежущих инструментов / М. М. Палей, М.: Машиностроение, 1982. 240 с. 31 .Палей, М. М. Технология шлифования и заточки режущего инструмента / М. М. Палей, Л. Г. Динбер, М. Д. Флид, М.: Машиностроение, 1988.-288 с.
  28. Патент 50 140 Российская Федерация, МПК B23 °F 19/10. Фреза червячная одновитковая для снятия фасок / Ю. Ф. Белугин, А. Г. Кондрашов. — № 2 005 116 044- заявл. 26.05.05- опубл. 27.12.05, Бюл. № 36- приоритет2605.05.-2 с.
  29. Патент 58 416 Российская Федерация, МПК B23 °F 19/10. Фреза червячная одновитковая / Ю. Ф. Белугин, А. Г. Кондрашов. — № 2 006 122 979/22- заявл. 27.06.06- опубл. 27.11.06 Бюл. № 33- приоритет2706.06.-2 с.
  30. Патент 60 885 Российская Федерация, МПК B23 °F 19/00. Накатной блок для снятия фасок и заусенцев / Ю. Ф. Белугин, А. Г. Кондрашов. — № 2 006 129 338/22- заявл. 11.08.06- опубл. 10.02.07 Бюл. № 4- приоритет 11.08.06. -2 с.
  31. Патент 67 001 Российская Федерация, МПК B23 °F 19/00. Накатной зубофасочный блок / Н. А. Чемборисов, А. Г. Кондрашов. № 2 007 120 657/22- заявл. 01.06.07- опубл. 10.10.07 Бюл. № 28- приоритет 01.06.07. -2 с.
  32. Патент 67 906 Российская Федерация, МПК В23 В 43/00. Фреза пальцевая профильная / А. Г. Кондрашов, С. В. Базыгин № 2 007 118 175/22, заявл. 15.05.07- опубл. 10.11.07 Бюл. № 31- приоритет 15.05.07. -2 с.
  33. Патент 70 474 Российская Федерация, МПК B23 °F 19/10. Сборная зубофасочная фреза / А. Г. Кондрашов, Ю. Ф. Белугин, Н. А. Чемборисов,. № 2 007 130 477/22, — заявл. 08.08.07- опубл. 27.01.08 Бюл. № з- приоритет0808.07.-2 с.
  34. , О.В. Нарезание зубчатых профилей инструментами червячного типа: Справочник / О. В. Полохин, А. С. Тарапанов, Г. А. Харламов, под ред. Харламова Г. А. — М.: Машиностроение, 2007. 240 с.
  35. , С.П. Профилирование фасонного инструмента для обработки сложных поверхностей на многооперационных станках с ЧПУ / С. П. Радзевич //"Станки и инструменты", № 7, 1989.
  36. , П.Р. Технология изготовления зуборезного инструмента / П. Р. Родин, В. И. Климов, С. Б. Якубсон, Киев: Техника, 1982. 206 с.
  37. , В. Ф. Расчеты зуборезных инструментов / В. Ф. Романов, М.: Машиностроение, 1969. — 251 с.
  38. , Г. Н. Обкаточные инструменты / Г. Н. Сахаров, М.: Машиностроение, 1983. -232 с.
  39. , И.И. Проектирование металлорежущих инструментов / И. И. Семенченко, В. М. Матюшин, Г. Н. Сахаров, М.: Машиностроение, 1963. 952 с.
  40. , А.П. Фасонные фрезы с оптимальными параметрами режущей части, дис. канд. техн. наук: защищена: 1988: утв.: 1988/ А. П. Тарасов. — М.: Изд-во Мосстанкин, 1988. 265 с.
  41. , Ю.Н. Профилирование обкаточного инструмента для снятия фасок по контуру цилиндрических зубчатых венцов / Ю. Н. Федоров, В. Д. Артамонов // Известия ТулГУ. Сер. Технология машиностроения. Вып. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. — С. 175−178.
  42. , Ю.Н. Обработка торцовых кромок зубьев цилиндрических колес / Ю. Н. Федоров, В. Д. Артамонов // Известия ТулГУ. Сер. Технология машиностроения. Вып. 1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. — С. 33−39.
  43. , И.А. Расчеты и конструкции специального металлорежущего инструмента / И. А. Фрайфельд, Л.: Машгиздат, 1957. — 196 с.
  44. , Н.А. Моделирование процесса формообразования сложных поверхностей с применением сплайнов / Н. А. Чемборисов, Л. А. Симонова // СТИН. 2004. — № 11, — С. 26−29.
  45. , Н.А. Компьютерная модель процесса обработки торцев зубьев зубчатых колес червячной одновитковой фрезой / Н. А. Чемборисов, А. Г. Кондратов // СТИН. 2008. — № 5, — С. 11−13.
  46. , Н.А. Методика проектирования червячных одновитковых зубофасочных фрез / Н. А. Чемборисов, А. Г. Кондратов // Справочник. Инженерный журнал. — 2005. — № 8, — С. 22−27.
  47. , Н.А. Червячная одновитковая фреза для снятия фасок на торцах зубьев цилиндрических прямозубых колес / Н. А. Чемборисов, А. Г. Кондратов //Металлообработка. 2006. № 1, — С. 12−15.
  48. , Н.А. Использование трехмерной графики для моделирования обработки торцев зубьев зубчатых колес / Н. А. Чемборисов, А. Г. Кондрашов // Материалы научной сессии ученых по итогам 2006 года. -Альметьевск: АГНИ, 2007. С. 116−120.
  49. , Ю.В. Профилирование режущего обкатного инструмента / Ю. В. Цвис, М.: Машгиз, 1961. 156 с.
  50. , А.В. Профилирование затылованных инструментов / А. В. Цепков, М.: Машиностроение, 1979. 150 с.
  51. Litvin F.L. Development of Gear Technology and Theory of Gearing. Chicago: University of Illinois, 1997. 120 p.
  52. Pat. № 4 068 558 USA, Int.Cl. B23 °F 19/06. Device for deburring or chamfering of the face edges of gears /Н. Loos. Apl. № US705269 filled 14.07.1976- date 17.01.78 — 8 p.
  53. Pat. № 4 155 677 USA, Int. Cl B26D 1/12. Toothed tool for the cutting deburring of gears /Н. Loos. Apl. № US855984 filled 30.11.1977- date 22.05.79 -8 p.
  54. Pat. № 6 571 475 USA, Int.Cl. B21D 58/23. Method of chamfering and deburring gear teeth, device implementing such a method, and relative tool /U. Tomei. Apl. №> US20000544859 filled 07.04.2000- date 03.06.03 — 9 p.
  55. Pat. № 6 939 039 USA, Int.Cl. B23 °F 5/22. Chamfer hob and method of use thereof/J.L. Arvin, H.A. Grubel. Apl. № 20 040 109 735 filled 10.06.04- date 06.09.05.-11 p.
  56. Патенты РФ на полезную модель1. ИА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ50 140
  57. ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ ОДНОВИТКОВАЯ ДЛЯ СНЯТИЯ1. ФАСОК11атен'гообладатель{ли): Открытое акционерное общество «КАМАЗ» (RU)1. Щр.-- щ * ••• 4 ^ -¦%, .
  58. Автор (м): Белугин Юрий Федорович (RU), Кондратов Алексей Геннадьевич (RU)
  59. Заявка № 2 005 116 044 Приоритет полезной модели 26 мая 2005 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 27 декабря 2005 г. Срок действия патента истекает 26 мая 2010 г.
  60. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Б.П. Симонов1. НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ58 416
  61. ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ ОДНОВИТКОВАЯ
  62. Патентообладателе ли): Открытое акционерное общество1. КАМАЗ «(RU)
  63. Автор (ы): Белугин Юрий Федорович (RU), Кондратов Алексей Геннадьевич (RU)1. Заязка№ 2 006 122 979
  64. Приоритет полезной модели 27 июня 2006 г. Зарегастрировано в Государственном рсестрс полезных моделей Российской Федерации 27 ноября 2006 г. Срок действия патента истекает 27 ИЮНЯ 2011 Г.
  65. Руководитель Федеральной службы по интелле собственности, патентам и товарным знакам1. В. П. Симоновшошлшая Фаддамрщ1. НЛ ПОЛЕЗНУЮ модель70 474
  66. СБОРНАЯ ЗУБОФАСОЧНАЯ ФРЕЗА
  67. Пате нтообладател ь{ л и): Открытое акционерное общество «КАМАЗ» (RU)
  68. Автор (ы): Кондратов Алексей Геннадьевич (RU), Белугин Юрий Федорович (RU), Чемборисов Наиль Анварович (RU)1. Заявка № 2 007 130 477
  69. Приоритет полезной модели 08 августа 2007 г, Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерании 27января2008г. Срок действия патента истекает 08 августа 2017 г.
  70. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. БЛ. Симонов
Заполнить форму текущей работой

На отлично!