Технологічне забезпечення якості обробки зубчастих коліс приводів шахтних конвеєрів на операціях зубошліфування
Визначення оптимальних режимів шліфування з урахуванням обмеження по температурі шліфування. Умови зменшення шорсткості поверхні, оптимальні режими шліфування та характеристики абразивних кругів. Методика розрахунку оптимальних режимів шліфування.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 30.07.2015 |
| Размер файла | 405,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2. Установлено, що найменший штучний час обробки для заданої температури шліфування досягається за умови рівності основного й допоміжного часу. Виявлена також незначна зміна штучного часу обробки при зміні кількості проходів круга 1=5...20, що свідчить про ефективність знімання припуску за кілька проходів круга. Розроблено методику розрахунку оптимальних режимів зубошліфування з урахуванням обмеження по температурі шліфування. Розбіжність розрахункових і експериментальних даних не перевищує 15 %.
3. Визначено умови одночасного забезпечення вимог по якості й точності оброблюваних поверхонь при зубошліфуванні. Ці умови зводяться до встановлення глибин шліфування, які забезпечують задані значення температури шліфування й пружного переміщення, що виникає в технологічній системі, відповідно при попередньому і остаточному шліфуванні. При цьому вибір оптимального маршруту обробки при остаточному шліфуванні, який забезпечує максимально можливу продуктивність і задану точність обробки, необхідно виконувати з урахуванням уточнення, що реалізується в технологічній системі. Установлено, що для уточнення <2 доцільно використовувати остаточне шліфування за жорсткою схемою, а для уточнення 2 ? шліфування за схемою виходжування.
4. Одержала подальший розвиток математична модель визначення шорсткості поверхні при абразивній обробці з урахуванням імовірнісного характеру участі зерен у різанні, яка базується на порівнянні досяжної й необхідної для формування заданої шорсткості поверхні кількості зерен. Доведено, що все різноманіття кінематичних схем абразивної обробки можна звести до трьох принципових структур шорсткуватого шару оброблюваних поверхонь: /<4; /=4; / >4. Це дозволило провести класифікацію структур шорсткуватого шару й установити значення параметрів шорсткості поверхні, які відповідають кожній із структур, що відкриває нові технологічні можливості пошуку ефективних шляхів зменшення шорсткості поверхні.
5. Розрахунково-експериментальним шляхом установлено, що формування шорсткості поверхні при шліфуванні відбувається внаслідок імовірнісної участі зерен у різанні і механічного руйнування вершин мікронерівностей від їхнього контакту з ріжучими зернами й зв'язкою інструмента. Доведено, що процес формування шорсткості поверхні з позиції імовірнісної участі зерен у різанні визначає відношення відстані від лінії впадин до середньої лінії профілю та параметра шорсткості , а з позиції руйнування вершин мікронерівностей від дії механічних навантажень при обробці ? відношення / >4, яке залежить від механічних характеристик оброблюваного матеріалу.
6. Теоретично обґрунтовані можливості зменшення шорсткості поверхні при шліфуванні кругом із двостороннім конічним профілем. Показано, що ефект обробки досягається внаслідок збільшення умовного радіуса шліфування. Доведена ефективність зменшення шорсткості поверхні шляхом переходу від шліфування периферією круга до шліфування торцевим і конусним кругами, які використовуються при зубошліфуванні.
7. Проведено комплексну експериментальну оцінку вірогідності теоретичних рішень. Доведено, що з підвищенням ріжучої здатності круга (застосувуючи високопористі абразивні круги) можна здійснити знімання заданого припуску 0,4 мм при зубошліфуванні за 4 проходи й збільшити швидкість обертання круга з 30 до 40 м/с, знижуючи до 2-х разів трудомісткість обробки й гарантовано виключаючи утворення припікань і мікротріщин на оброблюваних поверхнях. Це свідчить, по-перше, про підвищення продуктивності обробки, по-друге, про можливість реалізації встановленого теоретично найменшого штучного часу обробки для заданої температури шліфування.
8. Установлено, що застосування сучасної координатно-вимірювальної машини GLOBAL Perfomance 122210 (Італія) зменшує час і підвищує точність виміру параметрів зубчастого колеса. Це дозволяє виконувати якісне налагодження зубошліфувального верстата при остаточному шліфуванні й виходжуванні, забезпечити необхідну точність і шорсткість поверхні (<0,6 мкм) і зменшити загальну кількість проходів і трудомісткість обробки.
9. На основі одержаних результатів досліджень розроблені й впроваджені в основне виробництво ВАТ ХМЗ “Світло шахтаря” ефективні операції зубошліфування, які забезпечують високоякісну бездефектну обробку зубчастих коліс приводів шахтних конвеєрів. Економічний ефект від впровадження склав 170851 гривень на рік.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Новиков Ф.В. Определение оптимальной структуры и параметров операции круглого наружного врезного шлифования / Ф.В. Новиков, А.Н. Ковальчук, В.В. Нежебовский // Вісн. Харків. нац. техн. ун-ту сільськ. госп-ва ім. Петра Василенка. Харків: ХНТУСГ. 2008. Вип. 68. С. 24-33.
2. Гасанов М.И. Определение условий повышения эффективности процесса шлифования / М.И. Гасанов, В.В. Нежебовский, А.В. Черненко // Вісн. НТУ”ХПІ”. Зб. наук. пр. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. Харків: НТУ “ХПІ”. 2008. № 22. С. 8-12.
3. Ковальчук А.Н. Расчет и анализ шероховатости поверхности при алмазном шлифовании / А.Н. Ковальчук, Р.А. Бережной, В.В. Нежебовский // Вісн. НТУ”ХПІ”. Зб. наук. пр. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. Харків: НТУ “ХПІ”. 2009. № 2. С. 60-67.
4. Нежебовский В.В. Технологическое обеспечение надежности изготовления деталей машин / В.В. Нежебовский // Вісн. Харків. нац. техн. ун-ту сільськ. госп-ва ім. Петра Василенка. Харків: ХНТУСГ. 2009. Вип. 80. С. 136-142.
5. Нежебовский В.В. Определение технологических возможностей уменьшения шероховатости поверхности при абразивной обработке / В.В. Нежебовский // Наук. пр. Донецьк. нац. техн. ун-ту. Серія: Машинобудування і машинознавство. Донецьк: ДонНТУ. 2009. Випуск 6 (154). С. 64-71.
6. Нежебовский В.В. Выбор оптимальных условий шлифования по критерию шероховатости поверхности / В.В. Нежебовский // Вісн. Харків. нац. техн. ун-ту сільськ. госп-ва ім. Петра Василенка. Харків: ХНТУСГ. 2009. Вип. 81. С. 151-158.
7. Нежебовский В.В. Закономерности формирования шероховатости поверхности при абразивной обработке и условия ее уменьшения / В.В. Нежебовский // Резание и инструмент в технологических системах: Междунар. науч.-техн. сб. Харьков: НТУ “ХПИ”. 2009. Вып. 76. С. 126-132.
8. Нежебовский В.В. Классификация структур шероховатого слоя поверхностей деталей, формируемых при абразивной обработке / В.В. Нежебовский // Защита металлургических машин от поломок. Мариуполь. 2009. Вып. 11. С. 256-263.
9. Новиков Ф.В. Теоретическое обоснование путей уменьшения температуры при шлифовании / Ф.В. Новиков, В.В. Нежебовский, А.Н. Ковальчук, Е.И. Иванов // Вісн. НТУ”ХПІ”. Зб. наук. пр. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. Харків: НТУ “ХПІ”. 2010. № 25. С. 83-91.
10. Ковальчук А.Н. Эффективность применения координатно-измерительной машины GLOBAL PERFOMANCE 122210 для измерения деталей зубчатых передач / А.Н. Ковальчук, В.В. Нежебовский // Вісн. Харків. нац. техн. ун-ту сільськ. госп-ва ім. Петра Василенка. Харків: ХНТУСГ. 2010. Вип. 101. С. 214-225.
11. Новиков Ф.В. Оптимизация параметров режима шлифования зубчатых колес /Ф.В. Новиков, В.В. Нежебовский // Защита металлургических машин от поломок. Мариуполь, 2010. Вып.12. С. 56-62.
12. Новиков Ф.В. Аналитическое определение параметров шероховатости поверхности при абразивной обработке / Ф.В. Новиков, В.В. Нежебовский // Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энергосбережении: материалы науч.-техн. конф., Одесса ? Киев: АТМ Украины. 2009. С. 140-144.
13. Нежебовский В.В. Повышение эффективности технологии изготовления зубчатых передач / В.В. Нежебовский // Труды 15-й Междунар. науч.-техн. конф. Физические и компьютерные технологии. Харьков: ХНПК “ФЭД”. 2009. С. 274-277.
14. Нежебовский В.В. Физические условия формирования структур шероховатого слоя обрабатываемой поверхности / В.В. Нежебовский // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: материалы VIІ Междунар. науч.-техн. конф. Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2010. С. 277-282.
15. Ковальчук А.Н. Повышение надежности работы редукторов шахтных конвейеров / А.Н. Ковальчук, В.В. Нежебовский // Труды 16-й Междунар. науч.-техн. конф. Физические и компьютерные технологии. Харьков: ХНПК “ФЭД”. 2010. С. 99-105.
16. Пат. 86309 Україна, В 65 G 19/00. Тяговий орган дволанцюгового скребкового конвеєра / Бережний Р.А., Висоцький Г.В., Ковальчук О.М., Леусенко А.В., Нежебовський В.В., Поволоцький В.М., Сукач С.А. № 200510385; заявл. 19.09.2007; опубл. 10.04.2009, Бюл. № 7.
АНОТАЦІЯ
Нежебовський В.В. Технологічне забезпечення якості обробки зубчастих коліс приводів шахтних конвеєрів на операціях зубошліфування. ? Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 ? технологія машинобудування. ? Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2011.
У роботі аналітично описані основні параметри теплового процесу при зубошліфуванні й визначені оптимальні режими різання з урахуванням обмеження по температурі шліфування. Розрахунково-експериментальним шляхом доведено, що при шліфуванні неможливо зменшити глибину проникнення тепла в поверхневий шар оброблюваної деталі до значення глибини шліфування й видалити на наступному проході порушений поверхневий шар оброблюваної деталі. Тому основною умовою підвищення якості обробки матеріалів, схильних до утворення температурних дефектів, є зменшення температури шліфування. Теоретично визначені нові умови підвищення точності обробки при зубошліфуванні, які складаються у встановленні кількості проходів круга залежно від величини уточнення, що реалізується при шліфуванні. Аналітично описані закономірності знімання припуску й формування шорсткості поверхні при шліфуванні з урахуванням імовірнісного характеру участі зерен у різанні й умов руйнування вершин мікронерівностей обробленої поверхні, на цій основі проведена класифікація структур шорсткуватого шару поверхонь і обґрунтована ефективність застосування кругів із двостороннім конічним профілем при зубошліфуванні. Теоретичні рішення підтверджені експериментально, розбіжність розрахункових і експериментальних даних в межах 15 %. Установлено, що застосування оптимальних режимів шліфування й характеристик кругів дозволяє до 2-х разів збільшити продуктивність обробки й виключити утворення припікань та мікротріщин на оброблюваних поверхнях. Це дозволило розробити й впровадити у виробництво ефективні операції зубошліфування, які забезпечують високоякісну бездефектну обробку зубчастих коліс приводів шахтних конвеєрів.
Ключові слова: зубошліфування, абразивний круг, якість обробки, шорсткість поверхні, температура шліфування.
АННОТАЦИЯ
Нежебовский В.В. Технологическое обеспечение качества обработки зубчатых колес приводов шахтных конвейеров на операциях зубошлифования. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.08 - технология машиностроения. ? Одесский национальный политехнический университет, Одесса, 2011.
Диссертация посвящена разработке эффективных операций зубошлифования зубчатых колес приводов шахтных конвейеров на основе научно обоснованного выбора оптимальных режимов шлифования и характеристик абразивных кругов. В работе теоретически доказано, что добиться существенного повышения качества обработки при шлифовании на основе одновременного уменьшения температуры шлифования и глубины проникновения тепла в поверхностный слой обрабатываемой детали можно исключительно за счет уменьшения энергоемкости обработки путем снижения интенсивности трения в зоне резания и повышения режущей способности круга.
Теоретически установлено, что при условии равенства основного и вспомогательного времени обработки имеет место экстремум (минимум) штучного времени в зависимости от количества проходов круга для заданной температуры шлифования. Это позволило произвести расчет оптимальных параметров обработки при многопроходном шлифовании, включая количество проходов круга, глубину шлифования и скорость детали.
Теоретически определены новые условия повышения точности обработки при зубошлифовании, состоящие в установлении количества проходов круга в зависимости от величины уточнения, реализуемого при шлифовании.
В работе получила дальнейшее развитие математическая модель определения шероховатости поверхности при абразивной обработке, основанная на сравнении достигаемого и необходимого для формирования заданной шероховатости поверхности количества зерен с учетом их вероятностного характера участия в резании и условий разрушения вершин микронеровностей обработанной поверхности от контакта с режущими зернами и связкой инструмента. Это позволило произвести классификацию структур шероховатого слоя поверхностей, формируемых при абразивной обработке, и научно обоснованно подойти к выбору оптимальных условий обработки с учетом ограничения по шероховатости поверхности. С этих позиций аналитически описаны закономерности съема припуска и формирования шероховатости поверхности при шлифовании кругом с двухсторонним коническим профилем и обоснована эффективность применения данного круга на операции зубошлифования.
Проведены экспериментальные исследования параметров качества и производительности обработки, позволившие проверить и уточнить полученные теоретические решения. Экспериментально установлено, что применение кругов с повышенной режущей способностью при зубошлифовании стали 18ХГН2МФБ твердостью HRC 57…63 позволяет съем заданного припуска 0,4 мм осуществить за 4 прохода и увеличить скорость круга с 30 до 40 м/с. Это хорошо согласуется с полученными теоретическими решениями и обеспечивает увеличение производительности обработки до 2-х раз при гарантированном исключении образования прижогов и микротрещин на обрабатываемых поверхностях. Установлено, что расхождение расчетных и экспериментальных данных находится в пределах 15%.
Расчетно-экспериментальным путем доказано, что в реальных условиях шлифования фактически невозможно уменьшить глубину проникновения тепла в поверхностный слой обрабатываемой детали до значения глубины шлифования и удалить на последующем проходе нарушенный (в результате теплового воздействия на предыдущем проходе) поверхностный слой обрабатываемой детали. Поэтому основным условием повышения качества обработки материалов, склонных к образованию температурных дефектов, является уменьшение температуры шлифования.
Показано, что применение современной координатно-измерительной машины GLOBAL Perfomance 122210 (Италия) существенно снижает время и повышает точность измерения параметров зубчатого колеса. Это позволяет производить качественную наладку зубошлифовального станка при окончательном шлифовании и выхаживании, обеспечивая таким образом требуемую точность и шероховатость поверхности (<0,6 мкм) и снижая общее количество проходов и трудоемкость обработки до 2 раз. На основе полученных результатов исследований разработаны и внедрены в производство эффективные операции зубошлифования, обеспечивающие высококачественную бездефектную обработку зубчатых колес приводов шахтных конвейеров и позволяющие повысить ресурс их работы до уровня мировых производителей аналогичной продукции.
Ключевые слова: зубошлифование, абразивный круг, качество обработки, шероховатость поверхности, температура шлифования.
SUMMARY
Nezhebovsky V.V. Technological ensuring of quality of treatment of gears of conveyors' drives for finishing operations. ? Manuscript.
Thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.02.08 ? engineering technology. ? Odessa National Polytechnical University, Odessa, 2011.
The main parameters of the thermal process at gear grinding are described and the optimum cutting conditions, taking into account restrictions in temperature grinding are determined in this work. It is proved by experimentally calculated way that the grinding is virtually impossible to reduce the depth of penetration of heat into the surface layer of the workpiece to the value of grinding depth and remove in the subsequent pass of the damaged surface layer of the workpiece. Therefore, the main condition for increasing the quality of treatment of materials,disposed to the formation of thermal defects, is to reduce the temperature of grinding. New conditions for increasing the accuracy of treatment at gear grinding theoretically are defined which consisting in setting the terms of the number of passes depending on the specification, implemented during grinding. Rules of removal allowance and the formation of surface roughness in grinding are described analytically taking into account the probabilistic nature of the participation of grains in the cutting and conditions of the destruction of the vertices of the treated surface asperities, on this basis, a classification of the structures of the rough surface layer is done and the efficiency of application of circles with two-sided conical profile for gear grinding is proved. It is established that the application of optimal regimes of grinding and characteristics of circles allows up to 2 times to increase in the efficiency of treatment and avoid the formation of burns and microcracks on the treated surfaces.
Keywords: gear grinding, abrasive circle, quality of treatment, roughness of surface, temperature of grinding.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Способи остаточної чистової фінішної обробки зубів: обкатування, шевінгування, шліфування, притирання і припрацювання. Запобігання похибок, пов`язаних зі зношуванням шліфувальних кругів верстатів. Схеми притирання зубців циліндричних зубчастих коліс.
контрольная работа [251,5 K], добавлен 20.08.2011Вибір різального та вимірювального інструменту, методів контролю. Токарна програма та норми часу. Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння. Розрахунок режимів різання на наружні шліфування. Опис технічних характеристик верстатів.
контрольная работа [28,1 K], добавлен 26.04.2009Нарізання черв’яків різцем: архімедова, евольвентного та конволютного. Нарізання циліндричного черв’яка дисковою фрезою. Шліфування евольвентного черв’яка одним боком круга. Шліфування черв’яка пальцевим та чашковим кругом. Нарізання черв’яків довб’яками.
реферат [580,6 K], добавлен 23.08.2011Чистове обточування, точіння алмазними різцями або різцями, обладнаними твердими сплавами. Швидкісне шліфування, притирка, хонінгування, суперфінішування, полірування та обкатування поверхонь. Фізико-хімічні та електрохімічні методи обробки матеріалів.
реферат [21,4 K], добавлен 17.12.2010Особливості процесу різання при шліфуванні. Типи і основні характеристики абразивного матеріалу. Кінематичні схеми головного руху металорізальних верстатів, способи закріплення на валах елементів приводу та технологічний процес виготовлення деталі.
курсовая работа [510,0 K], добавлен 14.10.2010Припуск на оброблення поверхні. Визначення зусиль різання під час оброблення. Похибка установки деталі під час чистового шліфування. Розрахунок різання токарної операції. Похибка установлення при чорновому точінні. Частота обертів шпинделя верстата.
курсовая работа [185,4 K], добавлен 18.06.2011Обробка контурно-фасонних, об’ємно-криволінійних і плоско-криволінійних фасонних поверхонь на кругло- і внутрішньошліфувальних верстатах. Шліфування зовнішніх фасонних поверхонь. Фрезерування пальцевою фасонною фрезою на вертикально-фрезерному верстаті.
реферат [359,1 K], добавлен 27.08.2011Технологія виготовлення черв’ячних ділильних коліс, типовий технологічний маршрут. Методи нарізання і викінчування зубів черв’ячних коліс: зубонарізання фрезами радіальною і тангенціальною подачею; сутність шевінгування; шліфування шевера і черв’яка.
реферат [220,5 K], добавлен 23.08.2011Визначення факторів впливу на швидкість різання матеріалів. Розрахунок сили та потужності різання при виконанні операцій точіння, свердління, фрезерування, шліфування. Застосування методів зрівноважування і гальмування для вимірювання сили різання.
реферат [582,8 K], добавлен 23.10.2010Нарізання зубчастих коліс дисковими модульними фрезами. Технологія нарізання зубчастих коліс пальцевими фрезами. Схема роботи зуборізних інструментів. Заокруглення зубців циліндричних зубчастих коліс. Основні методи накатування зубців зубчастих коліс.
реферат [417,6 K], добавлен 23.08.2011
