Алгоритм выбора инструмента изготовления зубчатых колес

Целью работы является повышение технико-экономических показателей технологического процесса обработки зубчатых колес

Пальцевые модульные фрезы применяют для обработки прямозубых, косозубых, шевронных колес модулем от 10мм до 50 мм. Ими можно обрабатывать и закрытые венцы зубчатых колес. Для обработки прямозубых колес фреза имеет сечение по вертикальной плоскости, соответствующей впадине между зубьев; для обработки косозубых и шевронных колес профиль зуба фрезы должен отличаться от профиля впадины. Профиль зубьев пальцевой фрезы шлифован и затылован. В процессе обработки пальцевая фреза совмещается с осью симметрии впадины колеса, она вращается (главное движение) и осуществляет движение подачи по длине нарезаемого колеса. Стоит задача выбора пальцевой модульной фрезы под соответствующий калибр и шаг зубьев колеса.

Данная задача решается в следующей последовательности:

1. Определяем возможные значения делительного диаметра модульной фрезы из условия, что делительный диаметр фрезы должен быть больше удвоенного радиуса впадины колеса по ее делительному диаметру.

2. При обработке делительный диаметр фрезы должен «находиться» на делительном диаметре звезды.

3. Определяем число зубьев фиктивного зубчатого колеса, фрезеруемого с помощью выбранной модульной фрезы: , где 2r0 – диаметр делительной окружности фиктивного зубчатого колеса; m – модуль колеса или фрезы.

4. Уточняем параметры фрезы по Zфикт.

5. Т.к. число зубьев нарезаемого колеса z<17, то необходима коррекция. Коэффициент коррекции  найдем по формуле: , где - коэффициент высоты зуба.

Высота ножки зуба: h_f = (1,25-)  m.

Высота головки зуба h_a = (1+)m.

Диаметр окружности выступов d_a = d + 2h_a.

Диаметр окружности впадин d_f = d – 2h_f .

Толщина зуба по делительной окружности: S = .

Глубина захода зубьев h_зах = 2 m f.

Далее определяем эвольвентный профиль и профиль нерабочего участка.

Пальцевыми модульными фрезами производят как черновую, так и чистовую обработку впадин зубьев колес

Пальцевые модульные фрезы можно использовать также и при закруглении торцев шестерен и зубчатых колес (Рисунок 2). Такие фрезы изготавливают для обработки колес с различным модулем (m =1,0; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 и т. д. ). Режущие зубья фрез могут иметь фасонную и коническую форму, выполняться острозаточенными и затылованными. При зубокруглении ось пальцевой фрезы почти перпендикулярна оси нарезаемого колеса.

В соответствии с предложенными зависимостями была разработана программа подбора параметров пальцевых модульных фрез.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.С. Кольцов

Автоматизация процесса выбора инструментальных материалов

Инструментальный материал оказывает большое влияние на производительность обработки, качество обработанной поверхности и на конструкцию самого инструмента, т. е. является важнейшей характеристикой режущего инструмента. Поэтому в системе СПРИ выбор инструментального материала осуществляется непосредственно после исходных данных.

Трудности выбора инструментального материала помимо сложности процесса резания и явлений, его сопровождающих, объясняются еще двумя причинами. Во-первых, в отличие от многих других характеристик или параметров инструмента выбор марок затруднен, так как не имеется одного какого-либо надежного и общего комплексного численного критерия, по которому можно было бы осуществлять выбор. Во-вторых, число возможных сочетаний различных факторов, условий работы инструмента, существенно влияющих на выбор инструментального материала, огромно. Очевидно, что дать рекомендации для каждых конкретных условий не представляется возможным.

Имеющиеся опытные данные, а также рекомендации по выбору инструментального материала в различных стандартах и нормативах позволяют с большим или меньшим основанием выбрать марку инструментального материала. При этом, однако, учитывается обычно от двух до пяти факторов, что для правильного выбора инструментального материала часто совершенно недостаточно.

Изложенная ниже методика выбора марок инструментального материала учитывает большее число факторов, что позволяет сделать выбор более обоснованным. В подсистеме используются таблицы соответствий, позволяющие осуществлять выбор инструментального материала при автоматизированном проектировании.

Множество марок инструментального материала, допустимых при заданных условиях:

Эдоп = f(u1,u2,u3,u4,.....u13,u14) (1)

где U1 - обрабатываемый материал U2 - состояние поверхности заготовки; U3,U4,U5 - режимы резания (соответственно t, S, v); U6 - характер резания (прерывистое, непрерывное); U7 - тип производства (массовое, серийное, единичное); U8 — жесткость технологической системы; U9 - требуемая надежность инструмента; U10 - возможность переточки инструмента; U11 - технология изготовления инструмента (ковка, прокат, литье, вышлифовка и др.); U12 - размеры инструмента (режущей части); U13 — угол заострения лезвия; U14 - форма (размеры) профиля инструмента; число условий U может быть увеличено или уменьшено. На отдельном предприятии эти условия могут различаться или периодически меняться.

При использовании таблиц соответствий возможны случаи, когда ни одна марка не допускается и не рекомендуется для заданных условий. Это означает, что при данных условиях использование всех рассмотренных марок будет неэффективно, а стойкость инструмента низкая. В таком случае надо прежде всего изменить исходные данные, что практически требует либо изменения режимов резания, либо других условий эксплуатации или изготовления инструмента. Можно также увеличить число рассматриваемых марок или решать вопрос о применении инструментального материала другой группы.

Возможен случай, когда допускаемых марок несколько, тогда в автоматизированной подсистеме проектирования резьбового резца может быть предусмотрен дополнительный критерий или даже несколько критериев, используемых последовательно, с помощью которых из числа допускаемых марок выбирается одна. Такими критериями могут быть дефицитность, например, пропорциональная содержанию в марке вольфрама, стоимость и т. д.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.В. Паринов, Д.Е. Пачевский