Повышение эффективности зубофрезерования путем создания сборных фрез со сменными режущими твердосплавными пластинами

На сегодняшний день при обработке червячными фрезами отечественного производства по ГОСТ 9324-80 возникает проблема в их стойкости на этапе черновой обработки. Российскими инструментальными фирмами, которые занимаются производством металлорежущего инструмента, в настоящее время не предлагается сборного червячного инструмента с режущими элементами из инструментального твердого сплава для механической обработки крупномодульных зубчатых колес.

Цель исследования: создание сборных конструкций для машиностроительных предприятий со сменными режущими твердосплавными пластинами (СРТП). Благодаря этому в несколько раз повышается производительность уже имеющегося на предприятии оборудования, экономическая эффективность от внедрения качественного металлорежущего инструмента позволяется закупить современное оборудование и сделать работу операторов станков на машиностроительных предприятиях более эффективной и менее трудоемкой.

Методы. Методом исследования является применение графического имитационного моделирования, позволяющего определить величину площадей поперечного сечения срезаемого слоя для режущих элементов червячного инструмента.

Результаты. В данной работе предлагается принципиально новое техническое решение, позволяющее повысить эффективность механической обработки зубчатых колес металлорежущим инструментом, с расположением сменных режущих твердосплавных пластин в сборном исходном контуре производящей рейки в червячных фрезах. Повышение эффективности обработки будет достигаться реализацией групповой схемы резания в сборной червячной фрезе путем применения большего количества основных и боковых режущих твердосплавных пластин на архимедовом инструментальном червяке, позволяющих последовательно срезать припуск на обработку и уменьшить величину подачи на режущую пластину, обеспечить равномерность фрезерования на всем этапе обработки, а также снизить величину ударных нагрузок на режущие твердосплавные элементы сборного инструмента.

Заключение. Применение сменных твердосплавных пластин при групповой схеме резания повышает стойкость и надежность сборной червячной фрезы.

1. Башкиров В.Н. Экспериментальное исследование динамики процесса зубофрезерования крупномодульными червячными фрезами // Станки и инструмент. 1984. № 12. С. 18-20.

2. Напряженно-деформированное состояние и прочность режущих элементов инструментов / Е.В. Артамонов, И.А. Ефимович, Н.И. Смолин, М.Х Утешев. М.: Недра, 2001. 199 с. ISBN 5-8365-0093-2

3. W. Liu, D. Ren, S. Usui, J. Wadell, T. D. Marusich, A gear cutting predictive model using the finite element method // J. CIRP. 2013. 8. Р. 51-56.

4. Egorov S.B., Kapitanov A.V., Loktev D.A. Modern Methods and Technological Solutions for Effective Processing of Gear Wheels // Materials Science Forum. 2016. Vol. 870, pp. 397-403, Trans Tech Publications, Switzerland. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.870.397

5. The Selection of the optimum process of machining gear teeth / V.I. Ruban, A.Z. Gojayev, V.M. Ruban, S.D. Zaitsev // Journal of mechanical engineering. 2008. № 7. Р. 40-41.

6. Artamonov E. V., Kireev V. V. The Compound Hob For Processing Gearbox Pinions Used In Hoist For Well Repairs // Appl. Mech. Mater. 2015. № 770. Р. 469-475.

7. Gear hobbing: A contribution to analogy testing and its wear mechanisms / S. Steina, M. Lechthalera, S. Krassnitzera, K. Albrechta, A. Schindlerb, M. Arndta // J. CIRP. 2012. N1(1). P. 220-225.

8. Processing of gears: improving productivity and quality / N. Kurochkin, B.M. Solonitsyn, O.V. Taratynov, V.V. Klepikov // Truck. 2005. N3. P. 28-31.

9. Kanatnikov N.In., Kharlamov G.A. Improving the efficiency of processing of straight-toothed bevel gears // Science intensive technologies in mechanical engineering. 2015. N 3. P. 8-16.

10. Papsheva N.D., Akushskaya O.M. Improving the efficiency of the process of gear cutting // Engineering Journal of Don. 2015. N 36. 54 p.

11. Tokawa T., Y Nishimura., Nakamura Y. High productivity dry hobbing system // J. Mitsubishi Heavy Ind. 2001. N 38(1). P. 27-31.

12. Бетанели А.И. Прочность и надежность режущего инструмента. Тбилиси, 1973. 304 с.

13. Ткемиладзе Г.Н., Тотчиев Ф.Г., Лоладзе Т.Н. Исследование напряжений в режущей части инструмента при переходных процессах методом фотоупругости // Сообщ. А.Н. Грузинской ССР. 1975. №3.

14. Медведицков С.Н., Нарожных А.Т., Чурбаков В.Ф. Толщина срезаемого слоя при нарезании зубчатых колес червячно-модульными фрезами // Технология машиностроения. Труды Волгоградского политех. института. Волгоград, 1971. С. 245-252.

15. Медведицков С.Н. Высокопроизводительное зубонарезание фрезами. М.: Машиностроение, 1981. 104 с.

16. Artamonov E. V., Kireev V. V., Zyryanov V. A., Improving the Efficiency of Hobbing Mills // Russian Engineering Research. 2017. Vol. 37. No. 5. P. 447–449. Allerton Press, Inc., 2017. DOI: 10.3103/S1068798X17050057

17. Artamonov E. V., Kireev V. V. Effectiveness of cutting by hods with replaceable hard-alloy plates // J. Russ. Eng. Res. 2014. N 37(7). P. 473-474.

18. Артамонов Е.В., Помигалова Т.Е., Утешев М.Х. Расчет и проектирование сменных режущих пластин и сборных инструментов. Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. 152 с. ISBN 978-5-99-61-0453-6

19. Механика разрушения и прочность сменных режущих пластин из твердых сплавов / Е.В. Артамонов, Т.Е. Помигалова, А.М. Тверяков, М.Х. Утешев. Тюмень: ТюмГНГУ, 2013. 148 с. ISBN 978-5-9961-0652-3

20. Современные технологические подходы при изготовлении цилиндрических зубчатых колес в условиях мелкосерийного производства и особенности расчета и проектирования зуборезного инструмента / В.П. Балков, Л.И. Каменецкий, А.С. Кирютин, Е.А. Негинский, О.С. Отт, Д.Н. Пищулин // Металлообработка. 2015. № 4(88). С. 2-6.

21. Артамонов Е.В. Прочность и работоспособность сменных твердосплавных пластин сборных режущих инструментов. Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. 192 с. ISBN 588465-416-2

22. Пат. 2680122 Российская Федерация, МПК B23F21/16. Сборная червячная фреза / Артамонов Е. В., Киреев В. В., Зырянов В. А.; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Тюменский индустриальный университет» (ТИУ). заявл. 28.12.2017; опубл. 15.02.2019. Текст: непосредственный