WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Сборные одновитковые фрезы позволяют повысить скорость резания на 50…60 %, что обеспечивает в среднем повышение производительности на 30%.

Рис. 5. Сборные конструкция зубофасочных фрез В работе предложен способ обработки зубьев совместно с обработкой фасок на торцах зубьев. Способ включает образование зубьев червячной зуборезной фрезой, на одной оправке с которой размещены одновитковые фрезы. После обработки зубьев и смещения оправки снимаются фаски на торцах зубьев заготовки. На способ подана заявка на изобретение.

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

Для графического построения результата обработки необходимо определение координат точек торцового профиля зубчатого колеса и следа режущей кромки последнего зуба фрезы, который формирует окончательную поверхность фаски.

Торцовый профиль зубьев включает боковые стороны зубьев, очерченные по эвольвенте. Математически эти кривые могут быть описаны в виде массива точек. Для моделирования процесса обработки нет необходимости рассматривать весь торцовый профиль. Достаточно рассмотреть лишь один зуб, соответствующий концу обработки.

Торцовый профиль зубьев колеса удобно представить в полярной системе координат. Начало координат располагается в центре обрабатываемого колеса.

Полярная ось направлена параллельно базовой плоскости, вертикально вниз. На эвольвентном профиле необходимо выделить ряд точек с полярными координатами (, ). Величина полярного радиуса для точек профиля i i определяется по следующей зависимости:

Df = + (i -1), i где – величина приращения полярного радиуса, i – номер текущей точки профиля.

Координаты для верхнего торцового профиля (рис. 6, а):

= - ± ( - inv ), Вплi В b i Координаты для нижнего торцового профиля (рис. 6, б):

= - ± ( - inv ).

Вплi Н b i Рис. 6. Координаты торцового профиля зубьев зубчатого колеса При вращении инструмента режущая кромка описывает коническую поверхность. Так как при обработке центр фрезы не лежит в плоскости торца детали, то следом режущей кромки будет линия пересечения конуса и плоскости, параллельной к его оси, а именно гипербола. Для представления данной кривой необходимо выделить ряд точек на режущей кромке и для каждой из них определить соответствующую точку на плоскости торца детали.

На рис. 7 показаны расчетные схемы для определения координат точек следа режущей кромки на верхнем и нижнем торцах заготовки.

Координата для i-ой точки на верхнем торце (рис. 7, а):

X = X - P0В - KНАПР hi tg, i нач.В Координата X для i-ой точки на нижнем торце (рис. 7, б):

X = P0Н - X - KНАПР hi tg, i нач.Н где P0В, P0Н – осевые шаги верхней и нижней фрез, X, X – расстояние от нач.В нач.Н базовой плоскости до вершин верхней и нижней фрез, hi – высота i-ой точки на режущей кромке фрезы.

Рис. 7. Координаты следа режущей кромки на торце заготовки Координата Y для i-ой точки определяется по следующей зависимости:

Yi = aw - (0,5d0i )2 - Hфр, где d0i – диаметр i-ой точки на режущей кромке фрезы, Hфр – расстояние от оси фрезы до торца заготовки.

Полученные координаты торцового профиля и следа режущей кромки могут быть использованы для их графического построения на компьютере.

Графическое построение можно осуществлять с использованием 2D и 3D графики.

В графическом пакете AutoCAD задача решается средствами 2D графики.

Построение профилей осуществляется в автоматизированном режиме, при помощи прикладной программы, реализованной на языке программирования AutoLisp. Исходными данными, запрашиваемыми программой являются параметры заготовки, инструмента и наладки.

Для отображения математической модели в графическом виде программа использует стандартные функции графического пакета. Первоначально программой осуществляется расчет координат точек торцового профиля зубьев заготовки, и его построение посредством сплайнов и дуг окружностей. Далее рассчитываются координаты точек профиля инструмента, и следа его режущей кромки на торце заготовки. Результат построения показан на рис. 8. Программа позволяет строить результаты обработки на обоих торцах, учитывая реальное положение зубьев верхнего и нижнего торцовых профилей заготовки.

Рис. 8. Результат компьютерного моделирования средствами 2D графики Построение результата обработки может быть также осуществлено с применением трехмерной графики. Большинство современных пакетов трехмерного моделирования, таких как Autodesk Inventor, SolidEdge содержат функции работы с электронными таблицами, например Microsoft Excel, т.е.

построение модели может осуществляться по данным, взятым из этой таблицы.

В связи с этим целесообразно реализовать расчет фрез и наладки в электронной таблице и передать результаты в пакет трехмерного моделирования.

Исходными данными для расчета являются параметры заготовки и наружный диаметр фрез. Результатами расчета в Excel являются параметры инструмента и наладки, которые передаются в пакет 3D моделирования, где рассчитываются координаты точек торцового профиля детали. По результатам расчета осуществляется построение трехмерной модели обрабатываемого зубчатого колеса. Параметры инструмента и наладки используются для имитации обработки.

Проектный расчет инструмента и построение профиля фаски на детали объединено в один программный модуль, что позволяет видеть результат обработки на этапе проектирования, а также обеспечивает возможность подбора инструмента.

Результат моделирования показан на рис. 9. При этом построение фасок реализовано на обоих торцах заготовки, как и в предыдущем случае.

Рис. 9. Результат компьютерного моделирования средствами 3D графики Шестая глава посвящена реализации результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Результаты теоретических исследований проверяются на примере обработки фасок на торцах зубьев деталей автомобиля КАМАЗ. Рассмотрена обработка детали 65111-1802 180 «Шестерня высшей передачи привода заднего моста дифференциала».

Исходными данными для проектирования инструмента являются параметры зубчатых колес. При решении прямой задачи получен профиль инструмента и наладочные параметры. На основе, которых были разработаны рабочие чертежи инструмента (06-2519-4082, 06-2519-4083 – верхняя и нижняя фреза соответственно) и схема наладки (06-6270-4027). Для проверки возможности обработки данным инструментом фасок на деталях проведено моделирование процесса обработки.

Изготовлены образцы червячных одновитковых фрез, которыми осуществлена обработка опытной партии деталей. На рис. 10 показана фотография инструмента 06-2519-4082.

Рис. 10. Фотографии червячных одновитковых фрез В условиях производства измерения выполняются с помощью инструментального микроскопа ИМ 150х50, Б 1 АЛ2.787.129 ТУ. После шлифования торцев деталей осуществляется определение координат точек следа режущей кромки на торце и сравнение его с результатом моделирования.

Результаты измерений детали 65111-1802 180 приведены в таблице 2.

Табл. Фреза верхняя Xi, мм Фреза нижняя Xi, мм № Yi, мм модель факт модель факт 1 83,5 6,857 6,83 6,872 6,2 84,71 6,492 6,475 6,5 6,3 85,92 6,13 6,115 6,133 6,4 87,13 5,771 5,745 5,774 5,5 88,34 5,418 5,39 5,427 5,6 89,55 5,07 5,06 5,091 5,7 90,76 4,728 4,725 4,764 4,8 91,97 4,392 4,405 4,448 4,9 93,18 4,063 4,085 4,144 4,10 94,42 3,738 3,765 3,85 3,Результаты измерений показали, что инструмент обеспечивает обработку фаски в пределах допуска. Отклонение формы фаски также находится в пределах допуска.

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 и, межосевого расстояния aw и B H расстояния от базовой плоскости до вершины первого зуба фрезы x.

нач.

2. Проведенные исследования показали, что погрешность f 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, осевой шаг зубьев P0 и параметров установки инструмента и заготовки в наладке, включающих положение верхнего и нижнего торцовых профилей в начале обработки и, межосевого B H расстояния aw и расстояния от базовой плоскости до вершины первого зуба фрезы x.

нач.

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 i 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.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Чемборисов, Н.А. Компьютерная модель процесса обработки торцев зубьев зубчатых колес червячной одновитковой фрезой / Н.А. Чемборисов, А.Г. Кондрашов // СТИН. – 2008. – № 5, – С. 11-13.

2. Чемборисов, Н.А. Методика проектирования червячных одновитковых зубофасочных фрез / Н.А. Чемборисов, А.Г. Кондрашов // Справочник.

Инженерный журнал. – 2005. – № 8, – С. 22-27.

3. Чемборисов, Н.А. Червячная одновитковая фреза для снятия фасок на торцах зубьев цилиндрических прямозубых колес / Н.А. Чемборисов, А.Г. Кондрашов // Металлообработка. – 2006. № 1, – С. 12-15.

4. Патент 50140 Российская Федерация, МПК B23F 19/10. Фреза червячная одновитковая для снятия фасок / Ю.Ф. Белугин, А.Г. Кондрашов. – № 2005116044; заявл. 26.05.05; опубл. 27.12.05, Бюл. № 36; приоритет 26.05.05.

– 2 с.

5. Патент 70474 Российская Федерация, МПК B23F 19/10. Сборная зубофасочная фреза / А.Г. Кондрашов, Ю.Ф. Белугин, Н.А. Чемборисов,. – № 2007130477/22,; заявл. 08.08.07; опубл. 27.01.08 Бюл. № 3; приоритет 08.08.07. – 2 с.

6. Чемборисов, Н.А. Способ обработки фасок на торцах зубьев цилиндрических прямозубых колес / Н.А. Чемборисов, А.Г. Кондрашов // Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии.

Сборник научных трудов международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Липецкого государственного технического университета, 11-12 мая 2006 г. В 2 ч. Часть I – Липецк: ЛГТУ, 2006. – С. 183187.

7. Кондрашов, А.Г. Моделирование процесса обработки торцев зубьев зубчатых колес червячной одновитковой фрезой / А.Г. Кондрашов // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. Труды международной юбилейной научно-технической конференции «Проблемы формообразования деталей при обработке резанием» посвященной 90-летию со дня рождения С.И. Лашнева, 27-30 января 2007 г. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. – С. 90-94.

8. Кондрашов, А.Г. Математическая модель процесса снятия фасок на торцах зубьев червячной одновитковой фрезой / А.Г. Кондрашов // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Материалы 5-ой Всероссийской научно-практической конференции 21-22 сентября 2006 г. – Бийск: Алт. гос. техн. ун-т, БТИ, 2006. – С. 72-77.

9. Чемборисов, Н.А. Инструмент для снятия фасок на торцах зубьев косозубых цилиндрических колес / Н.А. Чемборисов, А.Г. Кондрашов //Вузовская наука – России. Сборник материалов межвузовской научнопрактической конференции, посвященной 25-летию Камского государственного политехнического института, 30 марта – 1 апреля 2005 г. В 3 ч. Часть I – Н. Челны: КамПИ, 2005. – С. 183-187.

10. Чемборисов, 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.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»