ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.914
DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-3-123-136
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). В конструкции современного большегрузного автомобиля сегодня присутствует очень широкая номенклатура зубчатых колес с нестандартным профилем. Изготовление опытных партий таких колес при традиционных подходах к подготовке производства требует больших временных и финансовых затрат на заказ, проектирование и изготовление специального зуборезного инструмента. Развитие многокоординатных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) позволяет сегодня выполнить такую обработку универсальным инструментом. Выполнен обзор методов обработки зубчатых колес инструментом дискового типа – резцовыми головками и дисковыми фрезами при изготовлении зубчатых колес. Показаны недостатки рассмотренных методов при изготовлении опытных образцов венцов. Приведены алгоритмы расчета координат рабочих ходов инструмента. Приведены экспериментальные данные обработки зубчатого венца при поперечных и продольных рабочих ходах. Дана оценка погрешности профиля по данным измерений на зубоизмерительной координатно-измерительной машине. Цель работы. Снижение стоимости и сроков подготовки производства косозубых зубчатых венцов в условиях мелкосерийного и опытного производства с обеспечением производительности, сопоставимой с обработкой специализированным зуборезным инструментом. Используемые методы. Использованы математические методы матричных преобразований. Новизна. Впервые в отечественном автомобилестроении за счет возможностей современных пятикоординатных станков с ЧПУ реализована технология формообразования зубчатого венца универсальной дисковой фрезой, включающая обработку эвольвентных поверхностей, дна впадины, а также снятие фасок по кромкам зубьев. Результат. Разработанная технология обработки универсальна и обеспечивает высокую точность обработанного зубчатого венца, сравнимую с точностью обработки традиционными способами зубообработки – червячными фрезами или долбяками. Практическая значимость. Технология внедрена в процесс опытного производства косозубых зубчатых колес и позволяет сократить длительность подготовки производства новых зубчатых перетач с 2-3-х месяцев до 1-2-х часов за счет отсутствия затрат времени на изготовление специальных зажимных оправок и зуборезного инструмента.
Ключевые слова
цилиндрическая косозубая зубчатая передача, зубчатый венец, зуборезный инструмент, дисковая фреза, зубофрезерование, станок с ЧПУ
Для цитирования
Технология формообразования косозубых зубчатых венцов дисковыми и концевыми фрезами на пятикоординатных станках с числовым программным управлением / Кондрашов А.Г., Сафаров Д.Т., Фасхутдинов А.И., Казаргельдинов Р.Р. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №3. С. 123-136. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2023-21-3-123-136
1. Лелюхин В.Е. Классификация методов формообразования поверхностей при изготовлении деталей // Вестник инженерной школы ДВФУ. 2012. №1(10). С. 14-17.
2. Козлов А.М., Савенков Д.Р., Козлов А.А. Расчет и проектирование модульных фрез для обработки крупномодульных зубчатых колес // Современные материалы, техника и технологии. 2019. №2(23). С. 26-33.
3. Козлов А.М., Савенков Д.Р. Расширение технологических возможностей универсального зубофрезерного станка при нарезании крупномодульных зубчатых колес // Современные материалы, техника и технологии. 2018. №6(21). С. 25-31.
4. Протасьев В.Б., Истоцкий В.В., Козлова О.В. Концевая однозубая модульная фреза для финишной обработки зубчатых колес // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. Вып. 8. С. 232-237.
5. Ляшков А.А. Формообразование винтовой поверхности детали угловой фрезой // Инженерный вестник Дона. 2012. №3(21). С. 331-335.
6. Малахов Г.В., Михайлов А.В., Савичев И.А. Исходные технологические параметры зубообработки двухрядными резцовыми головками // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 8. Ч. 1. С. 117-125.
7. Малахов Г.В., Михайлов А.В., Савичев И.А. Схемы чистовой зубообработки резцовыми головками методами огибания // Известия ТулГУ. 2016. (08). Ч. 1. С. 110-116.
8. Балков В.П. Современные технологические подходы при изготовлении цилиндрических зубчатых колес в условиях мелкосерийного производства и особенности расчета и проектирования зуборезного инструмента / Каменецкий Л.И., Кирютин А.С., Негинский Е.А., Отт О.С., Пищулин Д.Н. // Металлообработка. 2015. №4(88). С. 2-6.
9. Артюхин Л.Л. Создание высокоэффективного специального инструмента для обработки крупномодульных зубчатых колес / Ветрова Н.А., Отт О.С., Надольский М.А. // Наука и образование. 2012. №9. С. 61-68.
10. Отт О.С. Разработка сборных дисковых фрез с кинематическим обкаточным движением для обработки зубчатых колес крупного модуля на станках с ЧПУ; автореф. … канд. техн. наук. М.: Станкин, 2011. С. 24.
11. Игнатьева А.П. Повышение эффективности предварительной обработки крупномодульных малозубых колес // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2013. №3(08). С. 296-298.
12. Каталог Sandvik Coromant. Фрезерование – 2019. 245 с.
13. Хаятт Г. и др. Обзор новых стратегий производства зубчатых колес // Procedia CIRP. 2014, vol. 14, pp. 72-76.
14. Cichosz P. of article: „Innowacyjne narzędzia i technologie obróbki skrawaniem”(“Innovative machining tools and technologies”) // Mechanik. 2018, vol. 91, no. 10, pp. 794-802.
15. Gosselin C. Multi axis CnC manufacturing of straight and spiral bevel gears // Advanced Gear Engineering. 2018, pp. 167-204.
16. Буке Дж. и др. Быстрое изготовление прототипов зубчатых колес – сравнение технологий // Procedia CIRP. 2014, vol. 14, pp. 77-82.
17. Клоке Ф., Брумм М., Штаудт Дж. Качество и поверхность зубчатых колес, изготовленных фрезерованием произвольной формы стандартными инструментами // Материалы международной конференции по зубчатым колесам, Лион, Франция. Лион, 2014. С. 26-28.
18. Сокращение времени изготовления за счет высокоточного 5-осевого фрезерования прототипа зубчатого колеса / Малек О., Мельник К., Мартенс К., Джейкобс Т., Буке Дж., Ауверс У., Хааф П.Т., Лауверс Б. // Материалы 7-й конференции CRIP по высокопроизводительному резанию HPC, Хемниц, Германия, 31 мая – 2 июня 2016 года. Хемниц, 2016. Т. 46. C. 440-443.
19. Гайзер У. Производство 5-осевых зубчатых колес становится практичным // Технология зубчатых колес. 2017. С. 32-34.
20. Chlost M., Gdula M. A new method of the positioning and analysis of the roughness deviation in five-axis milling of external cylindrical gear // acta mechanica et automatica. 2022, vol. 16, no. 3, pp. 207-214.
21. Бергс Т. и др. Исследования по пятиосевному фрезерованию и последующему пятиосевному шлифовку зубчатых колес // Procedia CIRP. 2022. Т. 107. С. 705-711.
22. Глейзер Т. и др. Жесткая обработка цилиндрических зубчатых колес методом invomillingtm // Журнал по производству и обработке материалов. 2018. Т. 2. №3. С. 44.
23. Захерт С. и др. Оценка влияния различных параметров фрезерования и износа инструмента на зону обода 5-осевой фрезерованной крупной шестерни // Procedia CIRP. 2022. Т. 108. С. 43-48.