Обеспечение эффективности применения сборных зуборезных головок

УДК 621.91.02

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СБОРНЫХ

ЗУБОРЕЗНЫХ ГОЛОВОК

В. Д. Артамонов, Г.В. Малахов, А.В. Михайлов

Предлагается использовать принцип взаимозаменяемости резцовых блоков или резцов как основной при проектировании сборных зуборезных резцовых головок, повышающий технологичность и эффективность эксплуатации этого инструмента. Рассмотрены конструкции резцов для дисковых, одновитковых и двухрядных резцовых головок, обеспечивающие их взаимозаменяемость и эффективность применения.

Ключевые слова: зубообработка, резцовые головки, эффективность.

Совершенствование технологии зубообработки цилиндрических колес осуществляется на основе различных путей повышения эффективности процессов обработки резанием, в частности, таких, как увеличение скорости резания, повышение подач, сокращение длины пути резания, увеличение числа одновременно работающих режущих кромок и других.

Одно из направлений повышения эффективности производства цилиндрических зубчатых колес среднего модуля (m = 1.. .5 мм) основывается на применении специфического вида зуборезного инструмента - резцовых головок большого диаметра (D0=200 .300 мм).

Все резцовые головки можно подразделить на три основные группы. К первой следует отнести резцовые головки дискового типа, ко второй - резцовые головки червячного типа и к третьей - дельтовидные резцовые головки. Но независимо от принадлежности к какой-либо группе во всех резцовых головках в качестве режущих элементов используются отдельные взаимозаменяемые резцы, оснащенные пластинками из твердого сплава или из быстрорежущей стали [1].

Конструктивное оформление взаимозаменяемых резцов зависит в основном от типа головки. Головки дискового типа могут быть однорядными для предварительного зубонарезания и двухрядными - для чистовой обработки зубьев цилиндрических колес. Головки червячного типа целесообразно использовать для предварительного вырезания впадин зубчатого венца, а дельтовидные головки предпочтительно применять для чистового зубонарезания, так как они позволяют получать бочкообразные зубья.

Здесь следует отметить характерную особенность двухрядных резцовых головок дискового типа, заключающуюся в том, что полная взаимозаменяемость резцов возможна только в пределах каждого ряда. Это объясняется спецификой конструкции взаимозаменяемых резцов с нулевым углом профиля, имеющих только одну боковую режущую кромку, в связи с чем они подразделяются на правые и левые соответственно рядам головки. По конструктивному оформлению левые резцы являются зеркальным

отображением правых. Такие резцы после их установки в корпусе головки под определенным углом наклона образуют нулевой профиль инструмента, который обеспечивает отсутствие вогнутых боковых поверхностей нарезаемых зубьев, характерных для зубообразования резцовыми головками большого диаметра без продольной подачи вдоль оси обрабатываемого зубчатого колеса. Все остальные взаимозаменяемые резцы имеют стандартный угол профиля а = 20°, который сохраняется при установке их в резцовую головку независимо от ее типа.

Корпуса взаимозаменяемых резцов в основном имеют прямоугольное поперечное сечение за исключением резцов, используемых в конструктивном варианте головки червячного типа, в котором пазы для их установки выполнены цилиндрическими, что обеспечивает наименьшие габаритные размеры сборного зуборезного инструмента этого типа [2]. Это обстоятельство имеет очень существенное значение для резцовых головок червячного типа, поскольку определяет возможность применения для эксплуатации серийных зубофрезерных станков соответствующих моделей. В случае несоблюдения этого условия необходимо создание специализированных станочных установок на базе модернизации серийных фрезерных станков, что требует дополнительных затрат средств и времени.

Для эксплуатации резцовых головок дискового типа и особенно дельтовидных резцовых головок необходима модернизация фрезерных станков, в частности создание зубообрабатывающей станочной установки, позволяющей обеспечить реализацию того или иного процесса зубонаре-зания цилиндрических колес малого модуля. Эффективность такой реализации во многом будет зависеть от применяемого зуборезного инструмента и его соответствия основным требованиям принципа полной взаимозаменяемости. Это создает благоприятные условия эксплуатации как в отношении возможности восстановления его геометрических и конструктивных параметров в процессе переточек или случайных поломок режущих кромок, так и простоты и удобства его обслуживания.

Возможность создания такого инструмента неразрывно связана с разработкой новых схем формообразования зубчатых поверхностей цилиндрических колес, к числу которых можно отнести процессы зубонаре-зания резцовыми головками различных типов. Их практическое апробирование показало целесообразность использования принципа взаимозаменяемости в конструкциях этого вида зуборезного инструмента.

По своему конструктивному оформлению взаимозаменяемые резцы для зуборезных головок подразделяют на следующие основные группы:

1) для предварительного зубонарезания со стандартным углом профиля а = 20° и прямоугольным поперечным сечением корпуса;

2) для предварительного зубонарезания с углом профиля а = 20° и цилиндрическим корпусом;

3) для чистовой зубообработки с нулевым углом профиля а = 0° и прямоугольным поперечным сечением с разделением на правые и левые.

На рис. 1 показаны различные варианты взаимозаменяемых резцов первой группы с режущими пластинками из твердого сплава.

а

а

11 11 БГ А

1_1

1

тб

б

А

бГ

/

А

Р

1\

7б

Б-Б

в

г

Рис. 1. Конструкции взаимозаменяемых резцов с пластинами

из твердого сплава

149

Конструкция взаимозаменяемого резца (рис. 1,а) обеспечивает максимальное использование твердосплавной пластины 1 за счет возможности восстановления исходной длины резца с помощью регулируемой опоры 2, ввернутой в корпус 3.

Переход к современным конструкциям взаимозаменяемых резцов с механическим креплением режущих пластин предусматривает неизменным оптимальное сочетание параметров резцовых головок, подтвержденное опытом эксплуатации инструмента при различных режимах обработки.

В конструкции, представленной на рис. 1,б крепление твердосплавной пластины треугольного сечения в нижней, У-образной формы, части фигурного продольного паза осуществляется винтом с помощью клиновидного сухаря, расположенного в верхней типа "ласточкин хвост" части паза [3]. Аналогична рассмотренной конструкция взаимозаменяемого резца, в которой закрепление режущей пластины производится прихватом, размещенным в верхней части фигурного продольного паза (рис. 1,в). Конструкция взаимозаменяемого резца, изображенная на рис. 1,г, предусматривает возможность закрепления режущей клиновидной пластины прямоугольного сечения в нижней части продольного паза при ее перемещении до плотного контакта с сухарем, расположенным в верхней типа "ласточкин хвост" части паза. Независимо от конструктивного оформления все варианты взаимозаменяемых резцов выполнены в соответствии с размерами типовой конструкции дисковой резцовой головки.

На рис. 2 показана конструкция резца второй группы из быстрорежущей стали. Взаимозаменяемый резец выполнен в виде целого корпуса 1 круглого сечения из стали Р6М5К5, в который ввернута регулируемая сферическая опора 2. Корпус имеет две продольные взаимно-перпендикулярные лыски для ориентированного закрепления резца в головке и заточном приспособлении.

Наибольший интерес представляют резцы третьей группы (рис. 3) для чистовой зубообработки с нулевым углом профиля.

Конструкция взаимозаменяемого резца, представленная на рис. 3,а, состоит из корпуса 3, в сквозном продольном пазу которого размещены твердосплавные пластины - режущая 2 и опорная 1, имеющие прямоугольное поперечное сечение. Закрепление пластин осуществляется клиновидным сухарем 4 с помощью винта 9. Вылет режущей пластины фиксируется винтом 6, ввернутым в сухарь 5, который закреплен в гнезде корпуса винтом 8. Регулировка длины резца производится винтом 7 со сферической опорой.

Возможны и другие конструктивные варианты выполнения взаимозаменяемых резцов. На рис. 3,б показана конструкция резца, в которой закрепление режущей и опорной твердосплавных пластин в продольном пазу корпуса производится винтом при заклинивании сухаря в верхней типа " ласточкин хвост" части паза.

39°±5'

Рис. 2. Конструкция взаимозаменяемых резцов из быстрорежущей стали

Рис. 3. Конструкции взаимозаменяемых резцов с нулевым углом профиля

Для успешной эксплуатации зуборезных резцовых головок в производственных условиях был разработан контрольно-заточный комплекс, позволивший осуществлять сборку инструментов на основе принципа взаимозаменяемости в соответствии с достаточно жесткими требованиями по точности взаимного положения режущих кромок инструмента [4].

В итоге успешная реализация принципа взаимозаменяемости в зуборезных резцовых головках большого диаметра позволила значительно повысить эффективность зубонарезания цилиндрических колес.

151

_Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 2_

Список литературы

1. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Повышение технологичности зуборезного инструмента // СТИН. 2003. № 12. С. 5 - 8.

2. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Реализация принципа взаимозаменяемости в зуборезных головках // СТИН. 2003. № 10. С. 10 - 13.

3. Артамонов В.Д., Малахов Г.В., Михайлов А.В. Направление модернизации взаимозаменяемых резцов сборных резцовых головок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 8. Ч. I. С. 297 - 304.

4. Артамонов В.Д. Технологические основы повышения эффективности зубонарезания цилиндрических колес с продольной модификацией зубьев: дис. ... д-ра техн. наук. Тула, 2011. 456 с.

Артамонов Валерий Дмитриевич, д-р. техн. наук, проф., tms a t.su.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Малахов Геннадий Викторович, канд. техн. наук, доц., tmsa tsu.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Михайлов Александр Владимирович, канд. техн. наук, доц., tmsa tsu.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

ENSURING EFFECTIVENESS OF APPLICATION ASSEMBLY GEAR-CUTTING HEADS

G. V. Malakhov, V.D. Artamonov, A. V. Mikhailov

It is suggested to use principle of interchangeability of chisel blocks or chisels as basic at planning of collapsible gear-shaping cutter chisel heads, step-up technologicalness and efficiency of exploitation of this instrument. The constructions of chisels for disk, one-coil and double-row chisel heads, providing their interchangeability, and their effective application domains, are considered.

Key words: gear processing, incisors, efficiency.

Artamonov Valery Dmitrievich, doctor of technical sciences, professor, tms@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Malakhov Gennady Viktorovich, candidate of technical sciences, docent, tmsa tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Mihailov Aleksandr Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, tms@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University