Методика подбора стандартной дисковой модульной фрезы для изготовления в ремонтном производстве косозубого колеса
Бесплатный доступ
В ремонтном производстве для изготовления модульных колес применяется зубофрезерование дисковыми фрезами на универсальных горизонтально-фрезерных станках. В случае производства прямозубых колес в зависимости от числа их зубьев используются фрезы заданного в ОСТ2 И 41-14-87 номера из выбранного стандартного набора фрез. В случае фрезерования косозубых колес требуются фрезы со специальным профилем, расчет которого выполняется в два этапа. На первом этапе реализуется решение прямой задачи расчета данного профиля аналитическим методом или с применением современных CAD-программ. На втором этапе выполняется решение проверочной задачи, связанной с нахождением профиля зубчатого колеса, который будет сформирован спроектированной фрезой. Поскольку профиль фрезы относится к классу выпукло-вогнутых профилей, решение такой задачи с использованием современных CAD-программ все еще является проблематичным. Одним из способов решения этой задачи остается традиционный аналитический подход, при этом его реализация на практике легко осуществима для фрез с профилем, аппроксимированным отрезками прямых линий. Именно такой подход был реализован в настоящем исследовании, которое показало, что при решении прямой задачи в программе Solidworks получаемый профиль колеса практически полностью совпадает с его исходным профилем. Вторым этапом данного исследования было изучение возможности применения стандартных модульных фрез с отличающимися от требуемых по указанному стандарту номерами. Практическая целесообразность такого подхода заключается в использовании дешевых стандартных фрез, предназначенных для описанных в указанном стандарте случаев обработки прямозубых колес применительно к случаям фрезерования косозубых колес. Выполненный пример расчета для случая колеса с 34 зубьями, модулем 4,5 мм, углом наклона зубьев 29 градусов показал, что применение фрезы с номером 8 дает на вершине зуба максимальное отклонение вышеуказанных профилей в пределах 117 мкм. Подточка в ремонтном производстве стандартной фрезы на указанную величину обычно не вызывает трудностей, что позволит получить колесо требуемой точности с практически отвечающим чертежу профилем зуба или заготовку под последующую чистовую операцию.
Зубофрезерование, дисковая модульная фреза, косозубое колесо, проверочная задача профилирования, аппроксимация, cad, solidworks
Короткий адрес: https://sciup.org/147247594
IDR: 147247594 | УДК: 621.9-1/-9 | DOI: 10.14529/engin240406
Procedure for selecting a standard disk modular cutter for manufacturing a helical gear in a repair shop
Gear milling using universal horizontal milling machines is applied in repair shops to manufacture module gear disk milling cutters. In the case of spur gears production, depending on the number of their teeth, cutters of the number specified in OST2 I 41-14-87 (from the standard set of cutters) are used. In the case of helical gears milling, cutters with a special profile are required. In this case, profile calculation is carried out in two stages. At the first stage, direct problem solution - calculation of the specified profile is implemented using an analytical method or modern CAD programs. At the second stage, verification problem - calculation of` the gear wheel `profile that will be formed by the designed cutter is executed. Since cutter profile belongs to the class of convex-concave profiles, it is difficult to solve this problem using modern CAD programs. One of the ways to solve this problem is traditional analytical approach, and its implementation in practice is easily feasible for cutters with a profile approximated by straight line segments. This approach is described in the presented study. It is showed that when solving a direct problem using the Solidworks program, the resulting wheel profile almost completely coincides with its original profile. The second stage of this study was to examine the possibility of using standard cutters with numbers different from those required by the specified standard. The practical expediency of this approach lies in the use of inexpensive standard cutters, designed for the cases of spur gear machining described in the specified standard, in relation to other cases of helical gear milling. The calculation example performed for the case of the wheel with 34 teeth, module of 4.5 mm, and a tooth inclination angle of 29 degrees showed that the use of the cutter with a number 8 gives a maximum deviation of the above-mentioned profiles within 117 mkm at the tooth tip. Grinding a standard milling cutter to the specified value in repair shop usually does not cause any difficulties, which will allow obtaining a wheel of the required accuracy with tooth profile that practically corresponds to the drawing or a workpiece for finishing operation.
Список литературы Методика подбора стандартной дисковой модульной фрезы для изготовления в ремонтном производстве косозубого колеса
- Юликов М.И., Горбунов Б.И., Колесов Н.В. Проектирование и производство режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1987. 296 с.
- Родин П.Р. Основы формообразования поверхностей резанием. Киев: Вища школа, 1977. 192 с.
- Gear milling. For Gear, Spline & Rack Manufacturing. Vardex, Vargus. 2024. 24 p.
- Козлов А.М., Савенков Д.Р., Козлов А.А. Расчет и проектирование модульных фрез для обработки крупномодульных зубчатых колес // Современные материалы, техника и технологии. 2019. № 2 (23). С. 26–33.
- Малахов Г.В., Судьина К.А., Артамонов В.Д. Анализ способов зубофрезерования цилиндрических колёс модульными фрезами копированием // Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. Вып. 2. С. 554–557. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-553-557.
- Bodzas S. Manufacturing of spur gears having normal teeth on different pressure angles by mod-ule disc milling cutter // International Review of Applied Sciences and Engineering. 2022. Vol. 13 (3). P. 321–334. DOI: 10.1556/1848.2022.00418.
- Boral P., Stoic A., Kljajin M. Machining of spur gears using a special milling cutter // Technical Gazette. 2018. Vol. 25 (3). P. 798–802. DOI:10.17559/TV-20171120121636.
- Zhang W., Zhou Q., Guo X. et al. Digital generating method for cylindrical helical gear based on indexable disk milling cutter // Int. J. Advanced Manufacturing Technology. 2022. Vol. 119. P. 6835–6848. DOI: 10.1007/s00170-021-08533-x.
- Щуров И.А. Расчет дисковой модульной фрезы для нарезания косозубого колеса классическим (в Solidworks) и дискретным твердотельным типами моделирования // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2022. Т. 22, № 4. С. 52–62. DOI: 10.14529/engin220406.
- Radzevich S.P. Generation of Surfaces: Kinematic Geometry of Surface Machining // CRC Press. 2014. 738 p. DOI: 10.1201/b16398.
- Radzevich S.P. Gear Cutting Tools: Fundamentals of Design and Computation // CRC Press. 2010. 786 p. DOI: 10.1201/9781439819685.
- Шевелева Г.И. Теория формообразования и контакта движущихся тел: монография. М.: Мосстанкин, 1999. 494 с.
- Перепелица Б.А. Отображения афинного пространства в теории формообразования поверхностей резанием. Харьков: Вища школа, 1981. 152 с.
- Лашнев С.И. Формообразование зубчатых деталей реечными и червячными инструментами. М.: Машиностроение, 1971. 216 с.
- Люкшин В.С. Теория винтовых поверхностей в проектировании режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1967. 372 с.
- Цвис Ю.В. Профилирование режущего обкатного инструмента. М.: МАШГИЗ, 1961. 156 с.
- Романов В.Ф. Расчеты зуборезных инструментов. М.: Машиностроение, 1969. 251 с.
- Лашнев С.И. Расчет и конструирование инструмента с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1975. 392 с.
- Михайлов М.И., Никитенко Д.В. Моделирование формообразующих кромок внутренней дисковой фрезы при обработке винтовой поверхности // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. 2018. № 2. С. 21–26.
- Панчук К.Л., Вивденко Ю.Н., Климов А.В. Профилирование дискового инструмента для обработки винтовых канавок детали // Омский научный вестник. 2008. № 1 (64). С. 35–40.
- Фирсов А.С., Мисевич В.С. Алгоритм определения профиля дисковой фасонной фрезы для обработки винтовых канавок на цилиндрических инструментах // Наука – образованию, производству, экономике: материалы международной научно-технической конференции. Минск, БНТУ: Технопринт, 2003. Т. 1. С. 4–8.
- Шаламов В.Г., Сметанин С.Д. Прямая задача профилирования дискового инструмента // Известия Челябинского научного центра. 2005. Вып. 3 (29). С. 16–21.
- Шаламов В.Г., Сметанин С.Д. Совершенствование профилирования дискового инструмента при формообразовании винтовых поверхностей // Технология машиностроения. 2007. № 10 (64). С. 30–32.
- Ажар А.В., Осадчий Е.Н., Ишкуло П.Ю. 3D-моделирование оптимального затылования дисковых модульных фрез // Новые горизонты – 2021: сборник материалов VIII Белорусско-Китайского молодежного инновационного форума. Минск: БНТУ, 2021. Т. 1. С. 20–22.
- Krol O. Modelling and calculation of machine gear cutting tools for designers. Monograph. So-fia: Academic Publishing House of Bulgarian Academy of Sciences ACAD, 2021.
- Kapelevich A.L., Shekhtman Y.V. Fabrication of Directly Designed Gears with Symmetric and Asymmetric Teeth // Gear technology. 2014. P. 86–91.
- Ryazantsev A., Shirokozhuhova A., Evchenko I. Development of a sophisticated tool for pro-cessing parts with an involute profile // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2022. Vol. 971. Article 022035. DOI: 10.1088/1757-899X/971/2/022035.
- Huang C-L., Wei Y-C. Profile Analysis of Spur Gear Shaping Cutters Based on Sharpened Cut-ting Edges // Machines. 2022. Vol. 10. No. 484. P. 1–15. DOI: 10.3390/machines1006048.
- Markowski T., Mucha J., Witkowski W. Automating the modelling process of involute spur gears with straight teeth // Advances in Science and Technology Research Journal. 2013. Vol. 7. No. 19. P. 66–69. DOI: 10.5604/20804075.1062369.
- Tolvaly-Rosca F., Forgo Z. Mixed CAD Method to Develop Gear Surfaces Using the Relative Cutting Movements and NURBS Surfaces // Procedia Technology. 2015. Vol. 19. P. 20–27.
