Основы высокоэффективной технологии изготовления цилиндрических зубчатых колес - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» Научный консультант: доктор технических наук, профессор Ямников Александр Сергеевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Емельянов Сергей Геннадьевич; Защита диссертации состоится 30 октября 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д212.271.01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу: 300600, г.Так, в передачах шестеренных насосов применение цилиндрических зубчатых колес с круговыми зубьями позволяет локализовать зоны контакта, что компенсирует погрешности направления зубьев и относительного расположения осей роторов. Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, что разработка основ проектирования высокоэффективных ресурсосберегающих технологий изготовления цилиндрических зубчатых колес на базе использования прогрессивных заготовок с зубьями, полученных методами пластического деформирования, и высокопроизводительных процессов формообразования зубчатых венцов, обладающих высокой исправляющей способностью, является весьма актуальной научной проблемой. Работы выполнялись в соответствии с грантами Президента РФ и РФФИ в поддержку ведущих научных школ "Прогрессивные технологические процессы формообразования сложных поверхностей и сборки высокоточных изделий" (№96-15-98241-л, 1996-1998 гг.; №00-15-99064-л, 2000-2002 гг.; № НШ-1920.2003.8, 2003-2005 гг.); грантом РФФИ-офи-центр №08-08-99006 «Современная концепция создания технологических основ эффективного зубонарезания цилиндрических зубчатых колес»; грантом Губернатора Тульской области № 60-Кт-1/1069 «Разработка конструкций и методов формообразования режущей части незатылованных зуборезных головок для изготовления зубчатых колес с круговыми зубьями», с тематикой важнейших НИР ТУЛГУ, утвержденных Минобрнауки РФ: госбюджетные темы №21-76 "Малоотходная технология изготовления цилиндрических зубчатых колес", 1997-1998 гг. и 14-06 «Повышение эффективности и качества механической обработки на основе совершенствования процессов резания и конструкций инструментов», 2006-2010 гг., а также с хоздоговорными темами №78-385/2 и №82-120/2 и др. Автор защищает теоретические основы проектирования высокоэффективных технологических процессов изготовления цилиндрических зубчатых колес на базе использования прогрессивных заготовок с предварительно оформленным зубчатым венцом и высокопроизводительных процессов зубообработки шевером-прикатником и алмазным зубчатым хоном; концептуальную модель процесса шевингования-прикатывания цилиндрических колес с круговыми зубьями, а также технологию изготовления шеверов-прикатников и алмазных зубчатых хонов; методику автоматизированного проектирования специальных гребенчатых фрез для снятия заусенцев и наложения фасок по контуру зубьев и определения параметров их установки на станке; математическую модель выбора предпочтительных схемных и технологических решений в области создания перспективных методов финишной зубообработки; способ электроалмазной обработки закаленных зубчатых колес по методу обката; теорию проектирования обкаточных электродов-инструментов (алмазных зубчатых хонов на металлической связке) с учетом «приведенной» и «средней» интенсивности процесса финишной электрохимической обработки при обкате электродов; рекомендации по практической реализации предлагаемой ресурсосберегающей технологии изготовления цилиндрических зубчатых колес и результаты ее внедрения в промышленность. Научная новизна: 1) выявлена взаимосвязь технологических возможностей способов формообразования зубчатых поверхностей цилиндрических колес с параметрами точности получаемых колес и обоснована технологическая последовательность их изготовления из заготовок с предварительно оформленными методами пластического деформирования зубьями на основе сочетания технологических воздействий различной физической природы (резания, пластического деформирования, анодного растворения);Выявлены основные преимущества применения цилиндрических колес с круговыми зубьями, заключающиеся в улучшении эксплуатационных характеристик передач, главным образом, в снижении уровня шума и вибраций, повышении производительности операций зубообработки до 80 % и увеличении точности параметров зубчатых колес в пределах двух степеней по ГОСТ 1643-81. Уточнена теория рабочего зацепления для колес с круговыми зубьями и разработана теория станочного зацепления колес и инструментов, на основе которых созданы прикладные методики проектирования зубчатых передач и зубообрабатывающих инструментов: шеверов-прикатников и зубчатых алмазных хонов. Предложена концептуальная схема проектирования процесса шевингования-прикатывания цилиндрических колес с круговыми зубьями и основанная на ней комплексная методика конструирования прогрессивных режущих инструментов (шеверов-прикатников).