Исследование процесса формообразования при изготовлении червячных фрез из твердого сплава методом электроэрозионной обработки
Процесс электроэрозионной обработки твердосплавной мелкомодульной червячной фрезы, ее использование в часовой промышленности для нарезания зубчатых колес, шестеренок механизма наручных часов. Исследование влияния параметров электроэрозионной обработки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.03.2018 |
| Размер файла | 823,3 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.
10
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский государственный технологический университет "СТАНКИН".
Исследование процесса формообразования при изготовлении червячных фрез из твердого сплава методом электроэрозионной обработки
Домнин Петр Валерьевич,
кандидат технических наук,
Гарифуллин Айрат Анфасович,
аспирант.
В данном исследовании рассмотрен процесс электроэрозионной обработки твердосплавной мелкомодульной червячной фрезы, используемой в часовой промышленности для нарезания зубчатых колес, шестеренок механизма наручных часов. Данная фреза имеет диаметр 12 мм и толщину от 4 мм до 16 мм в зависимости от характеристик нарезаемого профиля и геометрии зубьев. Фреза изготавливается из заготовки спеченного твердого сплава марки ВК8 (92% карбид вольфрама и 8% Co - кобальт)
Твердые сплавы имеют достаточно высокую твердость (85-92 HRА) и высокую теплостойкость (800-1000°C) за счёт высокотвердых карбидов вольфрама и кобальтовой металлической связки. Это способствует повышению скорости обработки и стойкости [1-7]. Как правило, заготовки из твердого сплава спекаются в определенных формах под конкретные цели.
Рис.1. Заготовка из спеченного твердого сплава под мелкомодульную червячную фрезу.
Представленная на рис.1 заготовка предназначена специально для фрезы и выполнен в виде трубы, которая затем разрезается на кольца (рис.2) на электроэрозионном станке [8-15].
Рис.2. Вырезанная заготовка из спеченного твердого сплава под мелкомодульную червячную фрезу на электроэрозионном станке.
Далее с помощью электроэрозионной вырезки формируются стружечные канавки будущей червячной фрезы, и заготовка принимает форму фрезы рис.3.
Рис.3. Заготовка мелкомодульной твердосплавной червячной фрезы с вырезанными стружечными канавками на электроэрозионном станке.
Затем на специальном шлифовальном станке алмазными кругами формируется профиль зубьев червячной фрезы и затылованная задняя поверхность [16-22] рис.4 - рис.6.
Рис.4. Затылованная мелкомодульная твердосплавная червячная фреза.
Рис.5. Чертеж мелкомодульной червячной фрезы.
Рис.6. Профиль зубьев фрезы.
В табл.1 приведены исследования влияния параметров электроэрозионной обработки, включающие значения частоты, длительности электрических импульсов и силы рабочего тока в зависимости от шероховатости поверхностного слоя твердого сплава [23-25].
Таблица 1. Влияние режимов электроэрозионной обработки фрезы из сплава ВК8 на шероховатость и эксплуатационные показатели.
|
Материал электрода (площадь обработки, мм2) |
Частота, кГц |
Длительность импульсов, мкс |
Сила тока, А |
Производительность, мм3/мин |
Относительный объемный износ ЭИ, % |
Параметр шероховатость, мкм |
|
|
МНБ-3 (400) |
8 |
100 |
46 |
155 |
66 |
Rz=20 |
|
|
44 |
19 |
40 |
128 |
37 |
Rz=10 |
||
|
100 |
7 |
29 |
84 |
34 |
Rа= 2,5.2,0 |
||
|
200 |
3 |
19 |
40 |
40 |
Ra= 2,0…1,25 |
||
|
М1 (180) |
66 |
14 |
10 |
26 |
140 |
Rа= 2,5…1,25 |
|
|
88 |
10 |
6 |
10 |
130 |
Ra= 2,0…1,25 |
||
|
200 |
3 |
0,5 |
5 |
110 |
Ra= 1,25.0,63 |
||
|
200 |
3 |
0.1 |
3 |
100 |
Ra= 0,4.0,32 |
электроэрозионная обработка твердосплавная червячная фреза
Таблица 2. Рекомендуемые режимы обработки твердого сплава ВК8 в зависимости от требуемого параметра шероховатости обработанной поверхности.
|
Параметр шероховатости, мкм |
Электрические параметры импульса |
Относительный объемный износ электрода, % |
||||
|
Частота, кГц |
Длительность, мкс |
Скважность |
Сила рабочего тока, А |
|||
|
Rz = 40 |
8 |
60-100 |
2 |
40-60 |
150/65 |
|
|
Rz = 40 |
8; 22; 44 |
10-60 |
2 |
25-40 |
(110-130) / (35-40) |
|
|
Ra= 1,6 |
88; 200 |
1,5-7,0 |
2 |
10-30 |
(70-80) / (35 - 40) |
|
|
Ra = 0,8 |
200; 440 |
1,0-3,0 |
2,3 |
3-15 |
(70 - 80) /40 |
|
|
Ra = 0,4 |
200; 440 |
1,0-3,0 |
2 |
0,1-1 |
100/40 |
На рис.8 приведен экран электроэрозионного станка с ЧПУ с фрагментом программы и чертежом обрабатываемой фрезы.
Рис.8. Программа ЧПУ на экране электроэрозионного станка.
На основании проведенного исследования и анализа опыта применения электроэрозионной обработки можно сделать вывод, что процесс электроэрозионной обработки твердосплавных инструментов является перспективным и характеризуется комплексной взаимосвязью параметров процесса электроэрозии (табл.1 и 2), специфики конструкции режущего инструмента включающей: геометрию, шероховатость и физико-химические характеристики поверхностного слоя [25-30]. При этом электроэрозия достаточно эффективна по сравнению с традиционными методами обработки твердого сплава из-за его высокой твердости.
Литература
1. Петухов Ю.Е. Формообразование численными методами. М: Янус-К, 2004, 198 с.
2. Петухов Ю.Е. Задачи по формообразованию при обработке резанием. / Петухов Ю.Е., Колесов Н.В., Юрасов С.Ю. / Вестник машиностроения. 2014. № 3. С.65-71.
3. Петухов Ю.Е. Математическая модель криволинейной режущей кромки спирального сверла с постоянной стойкостью точек режущей кромки. / Петухов Ю.Е., Водовозов А.А. / СТИН. 2014. № 3. С.8-11.
4. Петухов Ю.Е. Определение задних кинематических углов при обработке винтовых фасонных поверхностей стандартными фрезами прямого профиля. / Петухов Ю.Е., Домнин П.В. /Вестник МГТУ Станкин. 2014. № 2 (29). С.27-33.
5. Петухов Ю.Е. Затачивание по передней поверхности спиральных сверл c криволинейными режущими кромками. / Петухов Ю.Е., Водовозов А.А. / Вестник МГТУ Станкин. 2014. № 1 (28). С.39-43.
6. Петухов Ю.Е. Формирование базы знаний процесса проектирования инструмента для обработки канавок в глубоких отверстиях. /Петухов Ю.Е., Домнин П.В., Тимофеева А.А. / Научная жизнь. 2014. № 5. С.21-29.
7. Петухов Ю.Е. Анализ влияния скорости резания точек режущей кромки на стойкость спирального сверла и пути ее увеличения. /Петухов Ю.Е., Водовозов А.А. / Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2013. Т.2. № 1 (15). С.31-35.
8. Петухов Ю.Е. Формообразование фасонных винтовых поверхностей инструментов на основе применения стандартных концевых и торцевых фрез. / Петухов Ю.Е., Домнин П.В. / Москва, МГТУ Станкин, 2012, 130 с.
9. Петухов Ю.Е. Математическая модель криволинейной режущей кромки спирального сверла повышенной стойкости. /Петухов Ю.Е., Водовозов А.А. / Вестник МГТУ Станкин. 2012. № 3. С.28-32.
10. Петухов Ю.Е. Компьютерное моделирование обработки винтовой канавки на заготовке концевой фрезы. / Петухов Ю.Е., Домнин П.В. / Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2011. № 2. С.156-164.
11. Петухов Ю.Е. Разработка численного метода профилирования. / Петухов Ю.Е., Атрощенкова Т.С. /В сборнике: Автоматизация: проблемы, идеи, решения. Материалы международной научно-технической конференции: в двух томах. 2010. С.185-188.
12. Петухов Ю.Е. Определение формы задней поверхности дисковой фрезы при обработке фасонной поверхности детали. / Петухов Ю.Е., Мовсесян А.В. / Вестник машиностроения. 2007. № 8. С.56-57
13. Петухов Ю.Е. Проектирование инструментов для обработки резанием деталей с фасонной винтовой поверхностью на стадии технологической подготовки производства. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / МГТУ Станкин. Москва. 2004
14. Петухов Ю.Е. Проектирование инструментов для обработки резанием деталей с фасонной винтовой поверхностью на стадии технологической подготовки производства. /Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Москва, 2004
15. Домнин П.В. Разработка процесса формообразования фасонных винтовых поверхностей инструментов на основе применения стандартных концевых и торцевых фрез. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Московский государственный технологический университет. Москва, 2012.
16. Домнин П.В. Формирование фасонных винтовых поверхностей стандартными концевыми и торцевыми фрезами. Главный механик. 2013. № 11. С.39-46
17. Петухов Ю.Е. Некоторые направления развития САПР режущего инструмента. СТИН. 2003. № 8. С.26-30.
18. Колесов Н.В. Система контроля сложных кромок режущих инструментов. /Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. / Комплект: ИТО. Инструмент. Технология. Оборудование. 2003. № 2. С.42.
19. Колесов Н.В. Компьютерная модель дисковых фасонных затылованных фрез. /Колесов Н.В., Петухов Ю.Е., Баринов А.В. / Вестник машиностроения. 1999. № 6. С.57.
20. Колесов Н.В. Математическая модель червячной фрезы с протуберанцем. / Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. / СТИН. 1995. № 6. С.26
21. Петухов Ю.Е. Проектирование производящей инструментальной и исходной поверхностей на основе методов машинного моделирования. / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Москва, 1984
22. Петухов Ю.Е. Способ формообразования фасонных винтовых поверхностей. /Петухов Ю.Е., Домнин П.В. / Патент на изобретение RUS 2447972 24.06.2010
23. Петухов Ю.Е. Способ заточки задних поверхностей сверл. / Петухов Ю.Е., Водовозов А.А. /патент на изобретение RUS 2466845 29.03.2011
24. Petukhov Yu.E. Curvilinear cutting edge of a helical bit with uniform life. / Petukhov Yu.E., Vodovozov A. A. /Russian Engineering Research. 2014. Т.34. № 10. С.645-648.
25. Petukhov Y.E. Shaping precision in machining a screw surface. / Petukhov Y. E., Domnin P.V. / Russian Engineering Research. 2011. Т.31. № 10. С.1013-1015.
26. Kolesov N.V. The mathematical model of a hob with protuberances. /Kolesov N. V., Petukhov Yu.E. / Russian Engineering Research. 1995. Т.15. № 4. С.71-75.
27. Petukhov Yu.E. Some directions of cutting tool cad system development.russian Engineering Research. 2003. Т.23. № 8. С.72-76.
28. Petukhov Yu.E. Determining the shape of the back surface of disc milling cutter for machining a contoured surface. /Petukhov Yu. E., Movsesyan A. V. / Russian Engineering Research. 2007. Т.27. № 8. С.519-521.
29. Kolesov N.V.computer models of cutting tools. / Kolesov N.V., Petukhov Yu.E. /Russian Engineering Research. 2007. Т.27. № 11. С.812-814.
30. Petukhov Yu.E. Geometric shaping in cutting. / Petukhov Yu.E., Kolesov N.V., Yurasov S.Yu. / Russian Engineering Research. 2014. Т.34. № 6. С.374-380.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
История возникновения электрических методов обработки. Общая характеристика электроэрозионной обработки: сущность, рабочая среда, используемые инструменты. Разновидности и приемы данного типа обработки, особенности и сферы их практического применения.
курсовая работа [34,8 K], добавлен 16.11.2010Проектирование и расчет червячных фрез для обработки зубчатых колес. Расчет комбинированного сверла для обработки отверстий. Разработка протяжки для обработки шлицевой втулки. Проверочный расчет патрона для закрепления сверла на агрегатном станке.
курсовая работа [480,7 K], добавлен 24.09.2010Понятие электрофизических и электрохимических методов обработки детали, их отличительные особенности и недостатки. Схема протекания электроэрозионной обработки, распределение импульсов и виды метода. Применение ультразвуковой и плазменной обработки.
презентация [2,0 M], добавлен 05.11.2013Методики проектирования электрода-инструмента для прошивки отверстия методом электроэрозионной обработки. Анализ обрабатываемого материала - сталь У10А. Расчет технологических параметров обработки. Операционный маршрут изготовления электрода-инструмента.
курсовая работа [314,4 K], добавлен 28.01.2014Принцип, методика и технология электроэрозионной обработки для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки. Расчет и проверка основных параметров электрических разрядов, вызывающих микроэрозию; определение производительности и времени обработки.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 14.09.2011Расчет призматического фасонного резца, червячной фрезы для обработки шлицевого вала, канавочной фрезы для обработки спирального сверла, комплекта протяжек для обработки наружных поверхностей детали. Обзор конструкции и области применения дисковых фрез.
курсовая работа [900,0 K], добавлен 08.03.2012Электрофизические и электрохимические технологии, их применение. Схема разрушения электродов при электроэрозионной обработке. Режимы электроимпульсной и электроискровой обработки, их отличия. Характеристика электроэрозионного проволочно-вырезного станка.
презентация [1,2 M], добавлен 21.12.2015Методы и необходимость совершенствования конструкции изделия РЭС. Сущность и порядок реализации электроэрозионной обработки материалов. Электрохимическая обработка, основанная на явлении анодного растворения. Ультразвуковые и лучевые методы обработки.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.09.2009Описание методов электроэрозионной, электрохимической и электроэрозионно-химической обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, оценка их эффективности. Анализ способов улучшения эвакуации продуктов обработки из межэлектродного промежутка.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 21.12.2010Общая характеристика зубчатых передач, их использование, достоинства и недостатки. Обоснование выбора червячной фрезы для нарезания зубчатого колеса и ее расчет для нарезания зубьев на шестерне. Расчет на прочность внутреннего и наружного кругов опоры.
контрольная работа [49,4 K], добавлен 20.02.2011