Perm', Perm, Russian Federation
employee
Perm, Perm, Russian Federation
Perm', Perm, Russian Federation
GRNTI 55.01 Общие вопросы машиностроения
GRNTI 55.13 Технология машиностроения
GRNTI 55.35 Металлургическое машиностроение
A capacity is characterized by a value of material removal per time unit. A globoidal gear-honing capacity was defined by general normal changing before and after processing. In the course of an experimental part fulfillment the removals were defined depending on the properties of material worked, the abrasive layer characteristics of a globoidal hone and working modes. The experimental results are presented in a graphical form.
removal, length of general normal, abrasive layer characteristic, processing condition
Введение
Производительность обработки характеризуется величиной съёма материала в единицу времени. Время обработки зависит от режимов обработки и при неизменных режимах остаётся неизменным, поэтому наиболее существенно на производительность влияет величина съёма материала с рабочих поверхностей зубчатого венца.
Изменение величины съёма обрабатываемого материала при глобоидном зубохонинговании в зависимости от условий обработки определялось как изменение съёма в направлении длины общей нормали (ΔWfr, мкм). Многочисленные измерения длины общей нормали до и после зубохонингования показали, что съём материала (разность между длинами общей нормали до и после обработки) засвистит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, его химико-термической обработки, характеристик абразивного слоя инструмента и режимов обработки. Экспериментальные исследования позволили установить, что указанные параметры оказывают значительное влияние на величину съёма материала [1 ‒ 4].
Методика экспериментальных
исследований
Экспериментальная проверка эффективности и производительности глобоидного зубохонингования проводилась при следующих исходных факторах:
- материалы образцов: сталь 45 (HB 200…220) и сталь 12ХН3А цементированная (HRC 58…62);
- параметры режимов обработки:
- скорость зубохонингования v в пределах 0,5…1,5 м/с,
- величина радиального смещения t в
пределах 0,3…0,7 мм,
-
- осевая подача (вдоль оси детали) S в пределах 1…3 мм/об;
- характеристики абразивного слоя инструментов:
- АС2 80/63 Р18 50 %,
- АС6 125/100 Р18 50 %,
- КР200/160 Р18 50 %,
- АС6 125/100 Р18 50 %.
В ходе экспериментов оценивалось изменение длины общей нормали при различных
комбинациях исходных факторов [5, 6].
Результаты исследований
Результаты проведённых исследований по определению влияния условий обработки на величину съёма представлены на рис. 1 - 5.
На рис.1 представлены величины съёма (изменение длины общей нормали) в зависимости от свойств обрабатываемого материала и характеристик инструмента.
Рис. 1. Диаграмма величины съёма при различных характеристиках инструмента и различных обрабатываемых материалов (при v = 1 м/с; t = 0,5 мм; S = 2 мм/об)
Основные закономерности сохраняются для закалённых и незакалённых сталей. При равных условиях обработки съём материала при обработке стали 45 (200…230 HB) в 4 раза больше, чем при обработке цементированной закалённой стали 12ХН3А (58…62 HRC). Наивысшую производительность показал инструмент КР200/160 Р18 50 % в основном за счёт преимуществ характеристик режущего зерна, обладающего более высокой, по сравнению с алмазом режущей способностью и прочностью. Кратность проходов инструмента увеличивает съёмы. Представленные графики получены при однопроходной обработке, что особенно важно при обработке сложнопрофильных деталей значительной длины, например, ротор винтового забойного двигателя.
Из рис. 2 видно, что значительное влияние на съем материала оказывает радиальное смещение t, определяющее силу резания.
Изменение величины радиального смеще-
ния от 0,3 до 0,7 мм приводит к увеличению съёма приблизительно в 1,5 раза.
На рис. 3 и 4 представлены графики зависимости съёма материала при глобоидном зубохонинговании инструментами на упругой каучукосодержащей связке при изменении величины подачи инструмента.
С увеличением продольной подачи инструмента Sп в заданном диапазоне съём материала снижается в 2 - 3 раза. Это явление помимо количественных характеристик доказывает, что число проходов (или время обработки) значительно увеличивает съём материала. Снижение съёма материала при увеличении подачи с 1,0 мм/об до 3,0 мм/об весьма существенно.
На рис. 5 представлены графики зависимости съёма материала при глобоидном зубохонинговании инструментами на упругой каучукосодержащей связке при изменении скорости обработки.
Рис. 2. Зависимость съёма материала от радиального смещения t при режимах обработки:
а – v = 1,5 м/с; S = 2 мм/об или б – v = 0,5 м/с;
S = 2 мм/об для материалов:
1 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС2 80/63 Р18 50 %;
2 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС6 125/100 Р18 50 %;
3 – 12ХН3А (HRC 58…62) КР200/160 Р18 50 %;
4 – Сталь 45 (HB 200...230) АС6 125/100 Р18 50 %
Рис. 3. Зависимость съёма материала от величины подачи S при режимах обработки:
а – v = 1,5 м/с; t = 0,5 мм или б – v = 0,5 м/с;
t = 0,5 мм для материалов:
1 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС2 80/63 Р18 50 %;
2 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС6 125/100 Р18 50 %;
3 – 12ХН3А (HRC 58…62) КР200/160 Р18 50 %;
4 – Сталь 45 (HB 200...230) АС6 125/100 Р18 50 %
Рис. 4. Зависимость съёма материала от величины подачи S при v = 1 м/с; t = 0,7 мм для материалов:
1 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС2 80/63 Р18 50 %;
2 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС6 125/100 Р18 50 %;
3 – 12ХН3А (HRC 58…62) КР200/160 Р18 50 %;
4 – Сталь 45 (HB 200...230) АС6 125/100 Р18 50 %
|
v, |
Рис. 5. Изменение величины съёма материала при изменении скорости обработки v при режимах обработки:
а – S = 3 мм/об; t = 0,5 мм или б – S = 1 мм/об;
t = 0,5 мм для материалов:
1 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС2 80/63 Р18 50 %;
2 – 12ХН3А (HRC 58…62) АС6 125/100 Р18 50 %;
3 – 12ХН3А (HRC 58…62) КР200/160 Р18 50 %;
4 – Сталь 45 (HB 200...230) АС6 125/100 Р18 50 %
Скорость резания позволяет изменять режущую способность зёрен. Графики, представленные на рис. 5, показывают значительное увеличение съёмов материала при увеличении скорости обработки с 0,5 м/с до 1,5 м/с. Увеличение съёмов материала при этом происходит в 1,5 - 1,8 раза.
Выводы
При глобоидном зубохонинговании съёмы материала с рабочих поверхностей зубьев в 3 - 4 раза больше чем при дисковом зубохонинговании, которые составляют 0,05…0,10 мкм [3, 7].
Благодаря более высоким съёмам материала, предложенный способ зубохонингования позволяет управлять профилем зубчатых деталей путём изменения параметров установки инструмента.
1. Bagaiskov, Yu.S. Capacity increase in gear-honing by epoxide-based tool / Yu.S. Bagaiskov, G.S. Genina, V.F. Zaev // Technology of Motor Industry. Scientif.-Tech. Abstract Col-lection M.: NIINautoprom. - 1981. - No.2. - pp. 11-13.
2. Belyaev, A.N. Experimental investigations of gear-honing process // Machines and Tool. 1981. - No.1. - pp. 22-24.
3. Buntov, V.N. Diamond Gear-Honing in Cog-Wheel Production / V.N. Buntov, V.V. Zavin, A.V. Kurishchuk. - Kiev: [et al.], 1974. - 6 p.
4. Spirin, V.A., Makarov, V.F., Khalturin, O.A. Globoidal gear-honing of involute profiles // Science Intensive Technolo-gies in Mechanical Engineering. - 2019. - No.5(95). - pp. 19-23.
5. Spirin, V.A., Makarov, V.F., Khalturin, O.A. Abrasive layer wear while globoidal gear-honing // Science Intensive Technologies in Mechanical Engineering. - 2019. - No.6(96). - pp. 45-48.
6. Tsepkov A.V. Parameter computation of disk milling cutter plant for screw chip groove machining / A.V. Tsepkov, V.A. Spirin, V.I. Savchenko, V.K. Perevoznikov // Proceed-ings of the XI-th Scientific-Tech. Conf. of Urals Tool Makers “Capacity Increase of Tool Production”. Perm., 1982. - pp. 33-35.
7. Gurgal, V.I. Cog-Wheel Finishing with Diamond Tools / V.I. Gurgal. - Lvov: Kamenyar, 1977. - 67 p.
