Наведено конструкторське рішення металорізального інструменту підвищеної працездатності для виготовлення евольвентних циліндричних зубчастих коліс з використання змінних твердосплавних пластин. Технологічності виготовлення корпусу інструменту, опорних і наполегливих рейок інструменту. Базування ріжучого елемента в кутовий паз і універсального корпусу інструменту яка забезпечує розширення технологічних можливостей за рахунок використання одного корпусу інструменту для нарізування зубчастих коліс необхідного модуля шляхом заміни змінного інструментального блоку.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Кірєєв В.В., Чернишов М.О.


DESIGN OF THE METAL-CUTTING TOOL FOR PRODUCTION OF COGWHEELS

Powered design solution of cutting tools increased efficiency for the production of involute spur gears with interchangeable carbide inserts. Manufacturability tool body, bearing and thrust rods instrument. Basing the cutting element in the angular groove and universal tool body that provides the expansion of technological capabilities through the use of a tool body gear cutting of the desired module by replacing the removable tool box.


Область наук:
  • Механіка і машинобудування
  • Рік видавництва діє до: 2016
    Журнал: Міжнародний науково-дослідний журнал
    Наукова стаття на тему 'КОНСТРУКЦІЯ металорізальні інструменти ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЗУБЧАТИХ КОЛЕС'

    Текст наукової роботи на тему «КОНСТРУКЦІЯ металорізальні інструменти ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЗУБЧАТИХ КОЛЕС»

    ?DOI: 10.18454 / IRJ.2016.54.188 Кірєєв В.В.1, Чернишов М.О.2

    1ORCID: 0000-0003-2285-1036, Кандидат технічних наук, 2ORCID: 0000-0001-8297-9993, Кандидат технічних наук, Тюменський індустріальний університет

    КОНСТРУКЦІЯ металорізальні інструменти ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЗУБЧАТИХ КОЛЕС

    Анотація

    Наведено конструкторське рішення металорізального інструменту підвищеної працездатності для виготовлення евольвентних циліндричних зубчастих коліс з використання змінних твердосплавних пластин. Технологічності виготовлення корпусу інструменту, опорних і наполегливих рейок інструменту. Базування ріжучого елемента в кутовий паз і універсального корпусу інструменту яка забезпечує розширення технологічних можливостей за рахунок використання одного корпусу інструменту для нарізування зубчастих коліс необхідного модуля шляхом заміни змінного інструментального блоку.

    Ключові слова: зубофрезерування, твердий сплав, збірні фрези.

    Kireev V.V.1, Chernyshov M.O.2

    1ORCID: 0000-0003-2285-1036, PhD in Engineering, 2ORCID: 0000-0001-8297-9993, PhD in Engineering,

    Tyumen industrial University DESIGN OF THE METAL-CUTTING TOOL FOR PRODUCTION OF COGWHEELS

    Abstract

    Powered design solution of cutting tools increased efficiency for the production of involute spur gears with interchangeable carbide inserts. Manufacturability tool body, bearing and thrust rods instrument. Basing the cutting element in the angular groove and universal tool body that provides the expansion of technological capabilities through the use of a tool body gear cutting of the desired module by replacing the removable tool box.

    Keywords: hobbing, hard alloy, composite mills.

    В роботі машинобудівних підприємств велику роль грає інструментальна оснастка, а також не менш важливе значення - це чорнове різання. Одним з найважливіших елементів інструментального оснащення є ріжучий інструмент. Заміна інструменту з швидкорізальний стали на збірний інструмент з використанням змінних твердосплавних пластин дає підвищення продуктивності і в цілому ефективності [1, С. 60], [2, С. 6], [3], [4], [5, С. 107 ]. Твердосплавні зуборізні інструменти призначені для високошвидкісного нарізування зубів зубчастих коліс з конструкційних і важкооброблюваних сталей і сплавів, чавуну, кольорових металів. Тверді сплави, що застосовуються для оснащення зуборізних інструментів, що працює при переривчастому різанні з циклічними, динамічними і теплових навантажень, крім того, повинні володіти високою межею витривалості, не руйнуватися під дією напружень. Фізико-механічні, а отже, і експлуатаційні властивості різних твердих сплавів залежать від хімічного складу і розмірів зерен. Сплави з меншим вмістом кобальту мають великі твердість і теплостійкість, а отже, і зносостійкість, що дозволяє використовувати високі швидкості різання. Але зменшення вмісту кобальту підвищує крихкість сплавів і знижує міцність, тому різні групи сплавів застосовують залежно від умов роботи інструменту. Особливо це актуально при чорновій обробці деталей.

    При підвищенні ріжучої здатності інструментального матеріалу універсальність його застосування знижується, тому найбільш раціональним є комплексний підхід до вирішення завдань, пов'язаних з проектуванням твердосплавного зуборізних інструментів. Проектування, виготовлення та випробування зуборізних інструментів, відпрацювання режимів різання повинні здійснюватися стосовно конкретної оброблюваної заготівлі і її матеріалу.

    Для того щоб опрацювати конструкцію металорізального інструменту потрібно визначити до якої області він буде відноситься, а далі потрібно визначити аналог інструменту.

    Металоріжучий інструмент відноситься до області обробки металів різанням, до конструкцій металорізального інструменту. Обраної як прототип, є збірна червячная фреза [6]. Інструмент містить корпус, у якого є два розташованих у торців в кільцеподібних пазах, в яких розміщені клинові сухарі, взаємодіючі за допомогою шпильок з затискними і опорними сухарями. У конічних гніздах корпусу розміщені клини з гвинтами. Поверхня, що контактує з корпусом, виконана у вигляді бічної поверхні зрізаного конуса, при цьому пряма на якій розташовані центри дуг, що обмежують конічну поверхню, паралельна поверхні, яка є одночасно віссю нарізного отвору. Поверхня клина, що контактує з ріжучими елементами, виконана плоскою з вертикальним пазом.

    До недоліків інструменту відноситься велика трудомісткість виготовлення опорної поверхні під ріжучі елементи. При загвинчування гвинта клинове закріплення здійснює радіальне переміщення від осі інструменту і витягує ріжучі елементи в радіальному напрямку. Нетехнологічні ріжучі елементи, також підвищують вартість виготовлення відомої збірної черв'ячної фрези.

    Завданням є створення збірної черв'ячної фрези підвищеної працездатності за рахунок досягнення використання змінних багатогранних пластин з твердого сплаву, розширення технологічних можливостей за рахунок використання одного корпусу інструменту для нарізування зубчастих коліс необхідного модуля за рахунок установки змінного інструментального блоку для відповідного модуля.

    Результат досягається тим, що збірна червячная фреза містить ряд поздовжніх пазів, в яких встановлені опорні і наполегливі рейки, що утворюють змінні інструментальні блоки, які в свою чергу закріплені гвинтами за допомогою затискних і опорних сухарів від осьового зсуву, ріжучі елементи базуються в кутових

    пазах наполегливих рейок за допомогою затискних клинів. У поздовжніх пазах, є плоска вертикальна поверхню і протилежна поверхня, виконана під кутом а ^ У затискних клинів є поверхні, одна поверхня виконана плоскою і вертикальної, а протилежна плоска і виконана під кутом а. Кожен наступний змінний інструментальний блок зміщений відносно попереднього на величину ДРх0, яка визначається за формулою:

    ДРх0 = -, мм

    де: Рх0 - осьової крок фрези, мм

    20 - кількість поздовжніх пазів.

    Розширення технологічних можливостей здійснюється за рахунок використання одного корпусу інструменту для нарізування зубчастих коліс необхідного модуля шляхом установки змінного інструментального блоку для відповідного модуля. Змінний інструментальний блок являє собою складальний вузол, що складається з наполегливої ​​рейки, опорної рейки, ріжучих елементів і прецизійних пластин. При загвинчування гвинта притискної клин робить рух до осі інструменту, що виключає переміщення ріжучого елемента в радіальному напрямку від осі інструменту, що сприятливо позначається для базування ріжучого елемента в кутовий паз наполегливої ​​рейки. Збірна червячная фреза містить корпус з поздовжніми пазами, в яких встановлені наполегливі, опорні рейки і прецизійні пластини, закріплені гвинтами за допомогою опорних і затискних сухарів від осьового зсуву. Ріжучі елементи базуються в кутових пазах опорних рейок затискними клинами за допомогою гвинтів від радіально зміщення. Поверхня затискних клинів контактує з поверхнею у вигляді плоскої вертикальної поверхні. Поверхня корпусу, що контактує із затискним клином виконана вертикальної. Поверхня затискних клинів, що контактує з ріжучими елементами виконана плоскою, виконана плоскою, але під кутом а відносно поверхні. Поверхня, що контактує з опорною рейкою корпусу, виконана під кутом а! щодо поверхні корпусу (рис. 1).

    Мал. 1 - Збірна червячная фреза

    Завзяті і опорні рейки встановлюють в поздовжні пази корпусу. Прецизійні пластини дозволяють розташовувати опорні і наполегливі рейки по гвинтовій лінії. Закріплення опорних наполегливих рейок і прецизійних пластин виробляють за допомогою опорних і затискних сухарів. Опорні і затискні сухарі розташовані в кільцеподібних пазах корпусу. Кріплення ріжучих елементів в радіальному напрямку здійснюють попарно затискними клинами, розташованими в поздовжніх пазах корпусу. При обертанні гвинтів, притискні клини переміщаються щодо корпусу, забезпечують кріплення ріжучих елементів. Кожен наступний змінний інструментальний блок зміщений відносно попереднього на величину ДРх0, яка визначається за формулою:

    ДРхо = Т? - мм

    ?про

    де: Рх0 - осьової крок фрези, мм

    20 - кількість поздовжніх пазів.

    Збірна червячная фреза є багатомодульною, так як в її конструкції закладена зміна опорних і наполегливих рейок, які в свою чергу виготовлені під необхідний модуль (рис. 2). Для цього потрібно відкрутити гвинти, поставити в поздовжні пази опорні і наполегливі рейки, ріжучі елементи і, якщо буде потрібно, замінити притискні клини, а також прецизійні пластини для досягнення зміщення рейок одна відносно одної. В процесі фрезерування збірна червячная фреза здійснює обертальний рух навколо своєї осі і поступальний у бік подачі.

    Мал. 2 - Змінний інструментальний модуль

    Таким чином, розроблена збірна червячная забезпечує розширення технологічних можливостей за рахунок використання одного корпусу інструменту для нарізування зубчастих коліс необхідного модуля шляхом заміни змінного інструментального блоку.

    Список літератури / References

    1. Артамонов О.В. Міцність і працездатність змінних твердосплавних пластин збірних ріжучих інструментів / Артамонов О.В. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - 192с.

    2. Артамонов О.В., Помігалова Т.Є., Утешев М.Х. Розрахунок і проектування змінних ріжучих пластин і збірних інструментів / Артамонов О.В., Помігалова Т.Є., Утешев М.Х. / Під загальною ред. М.Х. Утешева. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. -152с.

    3. Артамонов О.В., Кусков В.Н., Василега Д.С. Спосіб вибору інструментального твердого сплаву для обробки стали різанням / Артамонов О.В., Кусков В.Н., Василега Д.С. -патент на винахід RUS 2373028 09.01.2008.

    4. Artamonov E.V., Vasilega D.S., Tveryakov A.M. Determining the maximum-performance temperature of hard-alloy cutting plates: Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 6. С. 402-403.

    5. Полохін О.В., тарапанов А.С., Харламов Г.А. Нарізування зубчастих профілів інструментами черв'ячного типу: довідник / Полохін О.В., тарапанов А.С., Харламов Г.А. / Під ред. Г.А. Харламова. - М .: Машинобудування, 2007. 240 з.

    6. Збірна червячная фреза А. с. № 1689000, МКІ5 B23F 21/16, опубл. 07.11.1991. Бюл. № 41.

    Список літератури англійською мовою / References in English

    1. Artamonov E.V. Prochnost 'i rabotosposobnost' smennyh tverdosplavnyh plastin sbornyh rezhushhih instrumentov [Durability and operability of replaceable hard-alloy plates of the combined cutting tools] / Artamonov E.V. - Tyumen ': TyumGNGU, 2003. - 192p. [In Russian]

    2. Artamonov E.V., Pomigalova T.E., Uteshev M.H. Raschet i proektirovanie smennyh rezhushhih plastin i sbornyh instrumentov [Calculation and design of the replaceable cutting plates and combined tools] / Artamonov E.V., Pomigalova T.E., Uteshev M.H. / Edited by M.H. Utesheva. -Tyumen ': TyumGNGU, 2011. -152p. [In Russian]

    3. Artamonov E.V., Kuskov V.N., Vasilega D.S. Sposob vybora instrumental'nogo tverdogo splava dlja obrabotki stali rezaniem [The method of selecting a tool carbide for steel cutting] / Artamonov E.V., Kuskov V.N., Vasilega D.S. - Patent for invention RUS 2373028 09.01.2008. [In Russian]

    4. Artamonov E.V., Vasilega D.S., Tveryakov A.M. Determining the maximum-performance temperature of hard-alloy cutting plates: Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 6. P. 402-403.

    5. Polohin O.V., Tarapanov A.S., Harlamov G.A. Narezanie zubchatyh profilej instrumentami chervjachnogo tipa: spravochnik [Cutting tooth profile of the worm type tools: a guide] / Polohin O.V., Tarapanov A.S., Harlamov G.A. / Edited by G.A. Harlamova. - M .: Mashinostroenie, 2007. 240 p. [In Russian]

    6. Sbornaja chervjachnaja freza [Combined worm mill] C. A. № 1689000, MKI5 B23F 21/16, published 07.11.1991. Bulletin № 41. [in Russian]


    Ключові слова: зубофрезерования / ТВЕРДИЙ СПЛАВ / HARD ALLOY / ЗБІРНІ ФРЕЗИ / HOBBING / COMPOSITE MILLS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити