Контроль расположения и геометрических размеров элементов сборной червячной фрезы

Practical aspects of construction of the measuring system intendedfor discrete registration of temperature of gyrating parts of technological systems are considered. The essential attention is paid to questions of definition of quality of transmission of a low-current electrical signal from the individual transmitter - the resistance temperature indicator through a ring reducing coupling and a machine tool head slide.

Key words: gauging, a signal, temperature, the technological system, gyrating a plant, the transmitter.

Malikov Andrey Andreevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, andrej-malikov@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Sidorkin Andrey Victrovich, candidate of tehnical sciences, research engineer, alan-a@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 531.7

КОНТРОЛЬ РАСПОЛОЖЕНИЯ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНОЙ ЧЕРВЯЧНОЙ ФРЕЗЫ

Н.Д. Феофилов, Е.С. Янов

Рассмотрены вопросы, связанные с измерением элементов сборной червячной фрезы. Разработан и апробирован новый способ контроля базового торца зубчатой фрезы, также приведены результаты измерений. Рассмотрено применение контрольно-измерительной машины для контроля геометрических параметров корпуса экспериментальной фрезы.

Ключевые слова: эксперимент, сборная червячная фреза, зубчатая рейка, корпус фрезы, контрольно измерительная машина.

Обработка профиля зубчатых реек осуществляется в технологическом положении, но при перестановке реек в рабочее положение теряется достигнутая точность. Это ужесточает нормы точности при изготовлении элементов конструкции фрезы (рис. 1) и, прежде всего, базовых поверхностей корпусов и реек [1, 2].

Зубчатые рейки характеризуются высокой точностью геометрических размеров и уникальностью каждого комплекта в зависимости от исходных размеров сборной червячной фрезы для которой они предназначены. Базирование реек в корпусе фрезы, осуществляется по базовым торцам и пазам, биение не должно превышать 8 мкм, поэтому их контроль необ-

ходим для обеспечения класса точности фрезы, а следовательно, и точности обрабатываемых зубчатых колес. Сборные червячные фрезы обеспечивают классы точности ААА, АА, А, В, С и D [3, 4].

Рис. 1. Конструкция сборной червячной фрезы

Контроль осуществляется на универсальном микроскопе УИМ-21, предназначенном для измерения длин, углов профилей разнообразных изделий в прямоугольных и полярных координатах. Измерения на микроскопе можно производить проекционным методом, в отраженном свете и методом осевого сечения.

При проекционном методе измерений в проходящем свете зубчатую рейку помещают на плоский стол на пути световых лучей, идущих из центрального осветителя. Так как изделие непрозрачное, то наблюдая в окуляр главного микроскопа, видно теневое изображение изделия. Для визирования по краю тени фокальной плоскости окуляра установлена сетка, состоящая из пунктирных линий. При измерении в отраженном свете изделие освещается сверху посредством осветителя, центральное освещение выключают. При измерении методом осевого сечения к изделию вплотную придвигают измерительные ножи с нанесенными на поверхности параллельно лезвию ножа рисками. Ножи определяют плоскость измерения. Наводка пунктирных линий сетки производится не по теневому контору изделия, а по риске ножа.

Для обеспечения точности измерения необходимо зафиксировать зубчатую рейку на столе микроскопа. Так как стандартными средствами закрепления, входящими в комплект микроскопа, фиксация невозможна, то был изготовлен специальный прихват. Перед проведением точных измерений производится наводка пунктирных линий сетки окулярной головки на контур зуба рейки. Для этого необходимо, чтобы одна половина толщины штриха наложилась на контур боковой поверхности зуба, а другую половину оставить выступать на светлом фоне, т.е. ось штриховой сетки линии совмещается с краем теневого изображения. При освобожден-

87

ном тормозном винте и вращении маховичка производится грубая фокусировка до получения отчетливой картины зуба. Точная установка производится с помощью накатного кольца.

/

2

3

гг"^-^

ГД\ ЛД ГЛ гл \ \ \ / \ / \ / \ / / / \ / 1

А <

а

Рис. 2. Контроль базового торца зубчатых реек экспериментальной сборной червячной фрезы: а - схема контроля: 1 - базовая рейка;

2 - вторая река комплекта; 3 - п-я рейка комплекта; б - схема установки визирных линий

Для измерения осевого шага рейка устанавливается и фиксируется на столике микроскопа и выставляется параллельно визирным линиям. Измерения производятся в трех точках: на вершине зуба, на средней линии зуба и во впадине. Зафиксировав тормозным винтом вертикальное положение стола, с помощью накатного кольца перемещая стол горизонтально до следующей точки, записываем ее координаты. Разница координат определяет осевой шаг. Аналогично производится контроль толщины зуба. Измерения для реек экспериментальной фрезы представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты измерений толщины и осевого шага зубчатых реек

Координаты точек Толщина зуба, мм Отклонение толщины зуба от теоретического значения, мм Практические значения осевого шага реек, мм Разница между теоретическими и практическими значениями, мм

левой стороны зуба правой стороны зуба

23,1199 27,0470 3,9270 0,0012 7,8541 0,002432

30,9795 34,9120 3,9325 0,0042 7,865 -0,000847

38,8399 42,7680 3,9280 0,0002 7,8561 0,000432

46,6946 50,6220 3,9273 0,0009 7,8547 0,001832

54,5538 58,4810 3,9271 0,0011 7,8543 0,002232

62,5535 66,4810 3,9270 0,0012 7,8541 0,002432

70,4094 74,3379 3,9284 0,0001 7,8569 -0,00037

78,2665 82,1960 3,9295 0,0012 7,859 0,0025

86,1237 90,0506 3,9268 0,0014 7,8537 -0,00283

Анализ табл. 1 показывает, что отклонение толщины зуба зубчатой рейки экспериментальной фрезы отличается на 4 мкм от теоретического, а отклонение осевого шага составляет 5 мкм.

Затем проверяем смещения базовых торцов зубчатых реек по витку фрезы. Для этого первую рейку промаркированного комплекта закрепляют на столе микроскопа УИМ - 21 без возможности смещения. Торец зубчатой рейки является базовым. Далее по зубчатой поверхности закрепленной рейки последовательно базируются промаркированные рейки комплекта, фиксируя величину смещения от торца базовой рейки (рис. 2). Теоретическая величина смещения базового торца

А Теор = Рах / zк ,

где zк - число реек в комплекте; рах - осевой шаг зубчатой рейки. Смещение реек

А Пр = Dznn -Dzn 2,

где Azn2 - смещение базового торца первой контролируемой рейки; Aznn

- смещение базового торца n -й контролируемой рейки. Погрешность смещения базового торца

А = А Теор -А Пр .

Представленный способ является косвенным контролем винтовой поверхности. В табл. 2 приведены результаты измерений реек.

Таблица 2

Результаты измерений смещения базовых торцев зубчатых реек

Номер АТеор Координаты А Пр А

реики торцов

2 0 13,6240 0 0

3 0,6545 14,2782 0,6542 -0,0003

4 1,309 14,9250 1,3010 -0,0080

5 1,9635 15,5790 1,9550 -0,0080

6 2,618 16,2368 2,6128 -0,0050

7 3,2725 16,8912 3,2672 -0,0050

8 3,927 17,5457 3,9217 -0,0050

9 4,5815 18,1967 4,5727 -0,0080

10 5,236 18,8567 5,2327 -0,0030

11 5,8905 19,5090 5,8850 -0,0050

12 6,545 20,1635 6,5395 -0,0055

13 7,1995 20,8195 7,19245 -0,007

Разница между теоретическим значением и практическим не должна превышать 8 мкм.

Контроль соосности, параллельности, перпендикулярности пазов в корпусе фрезы контролируем способом сканирования поверхности (рис. 3) при помощи КИМ «Master3DGage», позволяющей легко производить типовые измерения с точностью до 2 мкм по 6 осям. Отчеты об измерениях генерируются системой автоматически, в соответствии со стандартами и предоставляются в виде файла формата .EMCX или .MCX.

Рис. 3. Контроль геометрических параметров корпуса экспериментальной сборной червячной фрез: а - 3Б-схема корпуса, построенная после измерения на КИМ; б - корпус

Корпус устанавливается на гранитную плиту и закрепляется при помощи высокомолекулярного полиэтилена. Шаг измерений 2 мкм. В таблице представлены измерения экспериментального корпуса.

Программирование контрольно-измерительной машины производится или в ручном, или в автоматическом режиме. В ручном режиме джойстиком подводят щуп к детали, отмечают точку и направляют щуп к детали на малой скорости, при соприкосновении с деталью автоматика останавливает контрольно-измерительную машину и сообщает координаты компьютеру. Затем щуп перемещается к следующей точке. Все координаты точек фиксируются компьютером, по ним строится BD-модель.

Для программирования измерений в автоматическом режиме загружается в компьютер SD-модель корпуса фрезы, выполненная в одной из CAD/CAM-систем, например в «Mastercam Design», сохраненная в одном из форматов .IGES, .MCX или .SLDPRT. Указывается поверхность, которую необходимо измерить, и компьютер определяет оптимальные траектории движения, безопасные расстояния подвода щупа.

Таблица 3

Результаты измерений корпуса экспериментальной фрезы

Номер паза Отклонение от параллельности дна паза, мм Отклонение от параллельности левой стенки паза, мм Отклонение от параллельности правой стенки паза, мм Посадочное отверстие, мм Радиальное биение корпуса, мм

1 0,009 0,005 0,005

2 0,007 0,005 0,005

3 0,007 0,005 0,005

4 0,009 0,005 0,006

5 0,009 0,006 0,006

6 0,009 0,006 0,005 031,998 0,01

7 0,006 0,005 0,004

8 0,009 0,005 0,004

9 0,007 0,004 0,004

10 0,008 0,005 0,005

11 0,007 0,005 0,006

12 0,008 0,006 0,006

Все проверяемые размеры нормируются двумя основными стандартами: ГОСТ 9324-80 и DIN 3968-1960-09.

Анализ измерений позволяет сделать вывод, что все элементы червячной экспериментальной фрезы выполнены с требуемой точностью на имеющемся оборудовании, что позволяет изготовить инструмент класса точности А, предназначенный для обработки зубчатых колес 7-й степени точности (ГОСТ 1643-81). Также можно сделать вывод, что технологическая подготовка производства и технология изготовления разработаны и отлажены верно. Опираясь на полученные данные по точности, можно производить силовые исследования, не учитывая влияние погрешностей изготовления инструмента на составляющие силы резания при зубообра-ботке экспериментальной сборной червячной фрезой.

Список литературы

1. Тайц Б. А. Анализ погрешностей различных методов зубообра-ботки // Взаимозаменяемость и технические измерения / под ред. А.И. Якушева. М.: Машгиз, 1960. С. 46-51.

2. Тайц Б. А. Точность и контроль зубчатых колес. М.: Машиностроение. 1972. 368 с.

3. Управление качеством: учебник для вузов / С.Д. Ильенкова [и др.]; под ред. С.Д. Ильенковой. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Юнити, 2007. 352 с.

4. Сертификация. Отечественная и зарубежная практика / Версан В.Г. [и др.]; под ред. В.Г. Версана, Е.И. Тавера. М.: Наука и техника, 1994. 293 с.

Феофилов Николай Дмитриевич, д-р техн. наук., проф., feofilovnd@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Янов Евгений Сергеевич, асп., dex aik@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

CONTROL THE POSITION AND DIMENSIONS OF HOBS N.D. Feofilov, E.S. Yanov

The problems associated with measuring elements of modular hob are considered. We developed and tested a new way to control the base end of the cutter gear as well the measurement results. The application of test and measurement control housing experimental hob.

Key words: experiment, the team hob, rack, housing cutter, test and measurement

machine.

Feofilov Nikolai Dmitrievich, doctor of technical sciences, professor, feofi-lovnd@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Yanov Evgueny Sergeevich, postgraduate, dex_aik@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 625.711

УНИВЕРСАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

ЗИМНИХ АВТОДОРОГ

Ю.Г. Серебреникова, Ю.Ф. Кайзер, Р.Б. Желукевич, М.А. Плахотникова, А.В. Лысянников

Рассмотрен технологический процесс возведения зимних дорог, выявлены недостатки существующей схемы строительства зимников, спроектирован комплект навесного оборудования для повышения эффективности строительства снеголедовых дорог путем предварительной обработки снега перед его уплотнением.

Ключевые слова: зимняя автодорога, увлажнение снега, уплотнение снега, комплект навесного оборудования, установка для строительства снеголедовых автодорог.

Обустройство нефтяных и газовых месторождений Севера, строительство трубопроводов на Дальний Восток и в Китай, их ремонт и эксплуатация, доставка грузов, оборудования и техники в зимнее время в новые, необжитые районы с экстремальными природно-климатическими ус-