Анализ формообразования поверхности зубьев фрезами удлиненной конструкции

УДК 621.914.5.002.54

АНАЛИЗ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЗУБЬЕВ ФРЕЗАМИ УДЛИНЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

О.И. Борискин, Н.Г. Стаханов, С.Я. Хлудов, А.В. Якушенков,

И.В. Горынина

Исследовано влияние изменения межосевого расстояния на правильность зацепления. Проведен анализ целесообразности использования фрез удлиненной конструкции для формирования поверхностей.

Ключевые слова: производящая поверхность, контактная линия, формообразование, профиль, погрешности.

При согласованном вращении колеса и инструмента происходит контакт боковых производящих поверхностей фрезы и обрабатываемой детали и поверхности воображаемой рейки. При этом точка контакта на каждой из этих поверхностей образует контактные линии. В результате движения подачи происходит смещение таких контактных линий на детали.

В результате обработанная поверхность детали при наличии подачи инструмента будет являться геометрическим местом таких контактных линий. Если контактные линии в точке контакта начального цилиндра будут смещены, то контактные линии для левой и правой сторон зубьев будут смещенными в разных направлениях.

При согласованном вращательном движении производящей поверхности фрезы и обрабатываемой поверхности детали смещение контактных линий, действующих по линии контакта, может способствовать увеличению погрешности боковой поверхности нарезаемых зубьев. Чтобы избежать этого явления, следует обеспечивать углы наклона зубьев колеса и витков производящей поверхности фрезы.

При изменении межосевого расстояния контактные линии на инструменте и детали смещаются в разных направлениях относительно межосевого перпендикуляра (рисунок), что отрицательно сказывается на равновесие сил резания для левой правой стороны зуба.

Изменение межосевого расстояния и смещение линии зацепления связаны между собой формулой

Dawo  cos ßw

q =-:-,

tga wot  sm S wo

где q - смещение линии зацепления относительно межосевого перпендикуляра; ßw - угол наклона зуба на начальном цилиндре колеса; Aaw0 - изменение межосевого расстояния; aw0t - торцовый угол профиля инструмента на начальном цилиндре; Sw0 - угол скрещивания осей фрезы и обрабатываемой детали.

Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 1

Общая точка контакта детали, рейки и инструмента при Да^/О

Линия контакта рейки с инструментом при Да«и^0

Смещение линии зацепления при изменении межосевого расстояния

Чтобы свести это влияние на точность к минимуму, следует более точно выбирать угол скрещивания осей, при котором контактные линии будут проходить через точку касания начальных цилиндров. Также следует иметь в виду, что при переточках фрезы ее диаметр изменяется и соответственно изменяется радиус начального цилиндра.

Чтобы выполнить указанные условия после переточки фрезы, можно рекомендовать корректировать угол скрещивания осей, при котором контактные линии будут пересекаться в точке, лежащей на межосевом перпендикуляре, то есть в точке контакта начальных поверхностей.

Если сообщить фрезе дополнительное движение вдоль ее оси, контактная линия на её производящей поверхности будет смещаться. При этом в работу вступают новые режущие кромки.

Такое явление открывает возможность повысить суммарную стойкость фрезы, если будет составляющая движения подачи вдоль оси фрезы.

В результате описанного явления возможно применять диагональную подачу, при которой контактная линия будет соответствующим образом перемещаться по боковой производящей поверхности фрезы. Однако в этом случае длина фрезы должна быть увеличена с расчётом, чтобы производящая линия контакта не выходила за торцы фрезы.

98

Однако при этом рабочая часть фрезы должна быть равной или большей предельной контактной линии, расположенной в противоположном направлении. То есть рабочая часть фрезы должна быть удлиненной. При этом необходимо иметь в виду и другие аспекты, например, удлинённая фреза может давать большие погрешности шагов, длина призы не должна превышать возможности изготовления. Также необходимо учитывать при этом накопление технологических погрешностей на рабочей части фрезы, например, количество шагов.

В соответствии с этим явлением может быть целесообразно применение удлиненных фрез со ступенчатым передвижением их вдоль оси по мере износа рабочей части. Иными словами, может быть целесообразно осуществлять передвижки фрезы вдоль оси при затуплении наиболее нагруженных зубьев.

В этом случае следует иметь в виду, что для сборных конструкций с использованием СМП накопление погрешностей в результате наличия большого числа пластинок по длине фрезы может повысить накопленную погрешность шагов, что отрицательно скажется на точности нарезаемых колес такой фрезой.

Список литературы

1. Борискин О.И., Стаханов Н.Г., Якушенков А.В. Особенности зацепления инструмента и детали, образующих винтовую пару // СТИН, 2002. №1. С. 24 - 28.

2. Особенности формообразования поверхностей эвольвентных червячных фрез с твердосплавными СМП / О.И. Борискин [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып.8. Ч. 1. С. 72 - 75.

3. Некоторые принципы проектирования обкаточного зуборезного инструмента / О.И. Борискин [и др.] // Известия Тульского. Технические науки. 2016. Вып.8. Ч. 1. С. 132 - 140.

Борискин Олег Игоревич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, директор, imstulgu@pochta. т, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Стаханов Николай Георгиевич, канд. техн. наук, проф., imstulgu@pochta.т, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Хлудов Сергей Яковлевич, д-р техн. наук, проф., polyteh2010@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Якушенков Александр Владимирович, канд. техн. наук, доц., imstulgu@pochta. г и, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

_Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 1_

Горынина Ирина Вадимовна, асп., irina. l356amai/.rii, Россия, Тула, Тульский государственный университет

ANALYSIS OF FORM FORMA TION OF SURFACE OF HOBS WITH EXTENDED

CONSTRUCTIONS

O.I. Boriskin, N.G. Stakhanov, S.I. Hludov, A. V. Yakushenkov, I. V. Gorynina

The influence of the variation of the interaxial distance on the correctness of the clamping was investigated. The analysis of expediency of use of mills of the extended design for formation of surfaces

Key words: generating surface, contact line, shaping, profile, error.

Boriskin Oleg Igorevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, director, imstulguapochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Stakhanov Nikolay Georgiyevich, candidate of technical sciences, professor, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Khludov Sergei Yakovlevich, doctor of technical sciences, professor, poly-teh20l0amail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Yakushenkov Alexander Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Gorynina Irina Vadimovna, postgraduate, irina. l356amai/.rii, Russia, Tula, Tula State University