Повышение эффективности чистовой обработки крупномодульных зубчатых колес

Цель исследования. Повышение производительности чистовой обработки крупномодульных зубчатых колес на станках с программным управлением.

Методы. Метод дискретного копирования, теория проектирования режущих инструментов, методы математического и компьютерного программирования.

Результаты. Анализ источников показал, что повышение производительности чистового фрезерования крупномодульных зубчатых колес за счет использования возможностей современного оборудования с программным управлением является актуальной задачей. Рассмотрены вопросы повышения производительности чистовой обработки крупномодульных зубчатых колес на станках с программным управлением гиперболоидными фрезами, оснащенными сменными многогранными пластинами (СМП) с прямолинейной режущей кромкой, расположенной под углом λ к оси вращения инструмента. Предложен метод управления точностью формообразования поверхностей, образующая которых представляет собой участок (совокупность участков) выпуклых кривых за счет установки режущего инструмента относительно профиля эвольвенты (четвертая ось станка) и относительно направления подачи (пятая ось станка). Авторами разработан метод дискретного копирования набором гиперболоидных фрез боковой поверхности зуба крупномодульных зубчатых колес, который позволяет обеспечить 6 степень точности по параметру погрешность профиля зуба.

Заключение. Приведенные результаты исследования позволят повысить производительность чистовой обработки зубьев крупномодульных зубчатых колес на станках с программным управлением за счет сокращения количества проходов, необходимых для обработки одной боковой поверхности зуба, в сравнении с методами непрерывного обката и высокоскоростного концевого фрезерования. Предложенные конструкции режущего инструмента обладают достаточной универсальностью для обработки широкой номенклатуры крупномодульных зубчатых колес, что актуально в ремонтном и мелкосерийном производстве.

1. Отт О.С. Сборные дисковые зуборезные фрезы и процесс механической обработки крупномодульных зубчатых колес на станках с ЧПУ // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2011. № 1 (11). С. 174-177.

2. Басова Е.В., Добротворский C.C. Кинематика формообразования эвольвентной и трохоидальной поверхностей при высокоскоростном концевом фрезеровании // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2011. № 2. С.132-137.

3. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А., Чистяков П.П. Разработка САПР гиперболоидных фрез для обработки эвольвентных профилей // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2014. № 4 (205). С. 42-46.

4. Emelyanov S.G., Chevychelov S.A., Chistyakov P.P., Chevychelov I.N. Optimization of parameters for hyperbolic railhead profile // Proceedings of 2015 International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems, MEACS 2015. Tomsk, 2015. С. 1-4.

5. Emelianov S.G., Chevychelov S.A., Bobryshev D.A. The dimensional analysis at modular tool design // Modern materials and technologies. 2009. № 1. С. 219-224.

6. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А., Чистяков П.П. Схемы формообразования гиперболоидными инструментами // Известия Тульского государственного университе-та. Технические науки. 2017. № 8-1. С. 133-140.

7. Чевычелов С.А., Гладышкин А.О. Определение параметров производящей поверхности гиперболоидных фрез // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 2-3. С. 113-115.

8. Чевычелов С.А., Чевычелов И.Н. Особенности проектирования гиперболоидных инструментов // Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 3 (3). С. 260-264.

9. Чевычелов С.А., Чистяков П.П., Олексюк В.С. Повышение производительности обработки зубчатых колес // Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. № 2. С. 148-151.

10. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А. Повышение качества обработанной поверхности путем выбора рациональной схемы формообразования // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2004. № 3. С. 86-88.

11. Чевычелов С.А. Определение параметров гиперболического профиля головки рельсов // Известия Курского государственного технического университета. 2010. № 4 (33). С. 72-75.

12. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А. Методика проектирования гиперболических фрез для репрофилирования старогодных рельсов // Известия Тульского государственного университета. Серия: Технологическая системотехника. 2005.№ 4. С. 32-35.

13. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А., Бобрышев Д.А. Влияние начального радиуса сборных гиперболических фрез на параметры точности корпуса инструмента // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2011. № 2 (51). С. 27-29.

14. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А. Анализ влияния начального радиуса гиперболической фрезы на ее выходные параметры // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Машиностроение. Приборостроение. 2006. № 2. С. 36-41.

15. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А., Бобрышев Д.А. Влияние угла поворота сборных гиперболических фрез относительно оси симметрии рельса на параметры точности корпуса инструмента // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2011. № 3-4 (287). С. 9.

16. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А. Анализ влияния начальных данных на выходные параметры процесса проектирования гиперболических фрез // Известия Тульского государственного университета. Серия: Технология машиностроения. 2006. С. 138-140.

17. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А., Бобрышев Д.А. Влияние угла поворота сборных гиперболических фрез относительно оси симметрии рельса на параметры точности корпуса инструмента // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и тех-нологии. 2011. № 4-3 (288). С. 9-13.

18. Emelyanov S.G., Chevychelov S.A., Chistyakov P.P. A method of processing of involute profiles of large-module gear wheels // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 698. P. 546-551.

19. Чевычелов С.А. Оптимизация параметров гиперболоидных фрез // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 2-1. С. 98-100.

20. Emelianov S.G., Chevychelov S.A. Errors of profile formed by hyperbolic mills. Russian Engineering Research, 2008, vol. 28, no. 1, pp. 31-34.