Підвищення ефективності виготовлення внутрішніх гвинтових шліцьових канавок

Abstract

Робота присвячена обґрунтуванню параметрів технологічного процесу виготовлення внутрішніх гвинтових шліцьових канавок з малими кутами нахилу профілю в межах 3-10˚ і розробленню технологічного оснащення та інструментального забезпечення для їх виготовлення в умовах дрібносерійного виробництва. Розроблено динамічну модель довбання внутрішніх гвинтових шліцьових канавок з малими кутами нахилу профілю канавок в межах 3-10º. Розроблено математичну модель технологічного процесу дорнування внутрішніх гвинтових шліцьових канавок. Запропонований технологічний процес складається з операцій довбання внутрішніх гвинтових шліцьових канавок на довбальному верстаті 7А420 з наступним калібруванням прошивкою із твердосплавними елементами. Проведено експериментальні дослідження з визначення зусилля довбання внутрішніх гвинтових шліцьових канавок залежно від величини подачі S, ширини канавки B і величини переднього кута різця γ. Виведено регресійні залежності та рівняння регресії зусилля довбання залежно від заданих параметрів для матеріалів сталь 45, чавун СЧ20 і алюмінієвий сплав АК12. Досліджено надійність роботи механізму для регулювання положення довбальних різців та виведено аналітичні залежності, що дозволяють оцінити вплив основних параметрів пари контакту пружина-кулька-лунка на величину крутного моменту, який сприймає механізм регулювання положення довбальних різців. Також проведено розрахунок ударних та контактних напружень у механізмі регулювання положення довбальних різців пристрою. Розроблено пристрій для активного контролю внутрішніх гвинтових шліцьових канавок.

Работа посвящена обоснованию параметров технологического процесса изготовления внутренних винтовых шлицевых канавок с малыми углами наклона профиля в пределах 3-10˚ и разработке технологической оснастки и инструментального обеспечения для их изготовления в условиях мелкосерийного производств. Винтовые шлицевые соединения в сравнении с прямолинейными имеют увеличенную площадь контакта элементов, что обеспечивает им возможность передачи больших крутящих моментов, бесшумность в роботе и другие преимущества. В массовом производстве для изготовления таких передач используют индивидуальные винтовые протяжки и специальные станки, которые обеспечивают вращения инструмента во время роботы. Для серийного и мелкосерийного производства такая технология есть достаточно дорогой, кроме того протяжками невозможно обработать винтовые канавки в глухих отверстиях.

Разработана динамическая модель долбания внутренних винтовых шлицевых канавок с малыми углами наклона профиля канавок в пределах 3-10˚. Разработана математическую модель технологического процесса дорнования внутренних винтовых шлицевых канавок Предложенный технологический процесс состоит из операций долбания внутренних винтовых шлицевых канавок на долбежном станке 7А420 со следующим калиброванием прошивкой с твердосплавными элементами. Проведены экспериментальные исследования определения усилия долбания внутренних винтовых шлицевых канавок в зависимости от величины подачи S, ширины канавки B и величины переднего угла резца γ. Выведены регрессионные зависимости и уравнения регрессии усилия долбящего в зависимости от заданных параметров для материалов сталь 45, чугун СЧ20 и алюминиевый сплав АК12. При этом величина подачи резца S изменялась в диапазоне от 0,18 до 0,3 мм/дв. ход, ширина канавок B от 4 до 8 мм и величина переднего угла γ от 8 до 12˚. Исследовано надежность работы механизма для регулировки положения долбежных резцов и выведены аналитические зависимости, которые позволяют оценить влияние основных параметров пары контакта пружина-шарик-лунка на величину крутящего момента, который воспринимает механизм регулировки положения долбежных резцов. Также проведен расчет ударных и контактных напряжений в механизме регуляции положения долбежных резцов устройства. Разработано устройство для активного контроля внутренних винтовых шлицевых канавок.

The thesis is dedicated to substantiating the parameters of technological process of manufacturing the internal screw slot grooves with small angles of inclination profile within 3-12˚. The technological equipment and instrumental support for their manufacture under the condition of small-scale production is worked out as well. The dynamic model of battering the internal screw slot grooves with small angles of inclination profile within 3-12˚ is developed as well as the mathematical model of technological process of sodding the internal screw slot grooves. The proposed technological process consists of the operations battering the internal screw slot grooves on the grooving machine 7А420 with the following calibration by means of firmware with carbide elements. The experimental research with determining the battering efforts of the internal screw slot grooves depending on the supply value S, groove width B and values of the anterior angle cutter γ is carried out. The regression dependences and the regression equation of battering efforts depending on the given parameters for steel 45, gray iron СЧ20 and aluminum alloy АК12 are developed. The reliability of operation mechanism for position adjustment of battering cutters is investigated. The analytical dependences which allow estimating at the effect of the main parameters of contact pair spring-ball-size hole on the torque that accesses the mechanism of regulation of battering cutters’ position are developed. The calculation of impact and contact stresses in the mechanism of regulation grooving cutter device’ position is carried out. The device for active control of the internal screw slot grooves is developed as well.