19 июня 2018г.
Обработка заготовок и деталей фрезерованием является одним из наиболее часто используемых способах при изготовлении, восстановлении и ремонте. Фрезерование нашло широкое применение в машиностроении. Фрезерование является одним из наиболее распространённых и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом - фрезой. При фрезеровании главное движение резания - вращение инструмента, движение подачи - перемещение заготовки, на карусельно - фрезерных и барабанно-фрезерных станках движение подачи может осуществляться вращением заготовки вокруг оси вращающегося барабана или стола, в отдельных случаях движение подачи может осуществляться перемещением инструмента (копировальное фрезерование). Фрезерованием обрабатываются горизонтальные, вертикальные, наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля. Особенностью процесса резания при фрезеровании является то, что зубья фрезы не находятся в контакте с обрабатываемой поверхностью всё время. Каждое лезвие фрезы последовательно вступает в процесс резания, изменяя толщину срезаемого слоя от наибольшей к наименьшей, или наоборот. Одновременно в процессе резания могут находиться несколько режущих кромок. Это вызывает ударные нагрузки, неравномерность протекания процесса, вибрации и повышенный износ инструмента, повышенные нагрузки на станок [1, 3].
В настоящее время в условиях рыночных отношений на развитие народнохозяйственного комплекса России значительное влияние оказывает внедрение прогрессивных технологий, новейшего оборудования и способов эксплуатации промышленного оборудования. Актуальными являются вопросы экономии ресурсов, повышения производительности оборудования, которое находится в эксплуатации. Развитие науки и техники дало возможность производить машины, которые имеют большие габариты. Как правило, машиностроительные предприятия доставляют в эксплуатирующие организации технологические машины больших габаритных размеров и массы, произведенные блоками, и в процессе сборки и монтажа этих изделий получают оборудование для производства различной продукции материалов. Как правило, для взаимосвязи таких блоков необходимо производить определенный объем работ, таких как предмонтажная, монтажная и послемонтажная пригонка и регулирование, а в некоторых случаях и механическую обработку сопрягаемых поверхностей [2].
На основании исходных данных, полученных в результате проведения исследования процесса потери работоспособности деталей, имеющих зубчатые поверхности с большим модулем, которые входят в состав технологического оборудования, разрабатывается техническое задание на станок, который можно использовать, не проводя демонтаж изношенных деталей, для ремонта и восстановленная заданных параметров, таких как требуемая точность и шероховатость поверхностей. На основании технического задания и технического предложения проектируется станок с учетом специфичных вопросов, таких как определение траектории движения обрабатывающего инструмента в зависимости от метода и способа обработки поверхности конкретной детали; определение возможности перенастройки на другой инструмент с целью получения требуемой в соответствии с конструкторской документацией точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Необходимо принять решение об установлении метода и способа базирования станка и обрабатываемой детали. Нужно провести расчёты силы резания, нагрузок на звенья кинематической цепи, расчёт требуемой мощности и другие, а после разработки комплекта конструкторской документации решить задачи обеспечения требуемого качества ремонтируемой детали станком, и с этой целью необходимо определить погрешность базирования станка относительно обрабатываемой поверхности детали с целью уменьшения погрешности. Требуется выяснить возможность обеспечения заданной точности обработки, показать динамические особенности станка. На следующем этапе надо установить связи между статической настройкой станка и формообразующими движениями и установить влияние особенностей вращения детали на изменение положения ее оси в пространстве в зависимости от перемещения применяемого инструмента [2].
Таким образом, для восстановления требуемой формы зубьев крупногабаритного зубчатого колеса с обеспечением заданной шероховатости и точности размеров был разработан нестационарный станок, который может быть использован при ремонтном восстановлении профиля зуба крупногабаритных зубчатых колес вращающихся промышленных агрегатов [4-6]. Применение данного станка направлено на обеспечение заданной точности обработки профиля зуба за счет увеличения жесткости конструкции. Зубофрезерный станок (рис.1) включает в себя корпус с регулируемыми опорами для крепления на ремонтируемое зубчатое колесо и механизмами продольного перемещения и вращения фрезы. Регулируемые опоры на наружных поверхностях на уровне делительной окружности зубчатого колеса снабжены стягивающей планкой. Зубофрезерный станок имеет корпус 1 с механизмом продольного перемещения 2 и механизмом вращения 3 фрезы 4. В составе корпуса присутствуют регулируемые опоры 5 для закрепления всего механизма на зубчатом колесе. Регулируемые опоры к зубчатому колесу крепятся с помощью болтов 6. На наружных поверхностях регулируемых опор на уровне делительной окружности зубчатого колеса также с помощью болтов 8 закрепляется стягивающая планка 9. Крепление стягивающей планки на наружных поверхностях регулируемых опор на уровне делительной окружности обусловлено возникновением в этой зоне вибрации, регулируемые опоры в этом месте расходятся. Корпус 1 выставляется и крепится относительно поверхности обрабатываемого зуба на зубчатом колесе 7, он закрепленный болтами 6, с помощью регулируемых опор 5 и фрезой 4. Выверка точности монтажа станка относительно восстанавливаемой поверхности зуба осуществляется методом пробных проходов фрезы по длине зуба. После достижения нужного результата производится окончательное закрепление станка с помощью регулируемых опор 5 и стягивающей планки 9, закрепленной болтами 8 на наружных поверхностях регулируемых опор на уровне делительной окружности зубчатого колеса. При включении станка фреза получает вращение от механизма вращения, перемещаясь вдоль ремонтируемой поверхности зуба зубчатого колеса при помощи механизма продольного перемещения. Стягивающая планка не позволяет регулируемым опорам корпуса расходиться во время обработки в случае возникновения вибраций, таким образом, увеличивая жесткость конструкции станка.
Внедрение зубофрезерного станка позволит обеспечить восстановление поверхности зуба различной длины, модуля и диаметра с требуемой точностью.
Список литературы
1. Федоренко М.А., Процессы формообразования и инструменты/ М. А. Федоренко, Ю. А. Бондаренко, А.А. Погонин, Т.М. Санина, В.Я. Дуганов. - Старый Оскол: ТНТ, 2015. – 440 с.
2. Прогрессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты. Амбросимов С.К., Бондаренко Ю.А., Верещака А.С., Верхотуров А.Д., Киричек А.В., Козлов А.М., Ковалева Е.В., Лобанов И.Е., Малютин Г.Е., Мокрицкая Е.Б., Мокрицкий Б.Я., Морозова А.В., Мусаев А.А., Нагоркин М.Н., Нагоркина В.В., Рыбак Л.А., Саблин П.А., Севастьянов Г.М., Федоренко М.А., Федоров В.П. и др. Коллективная монография / Москва, 2016.
3. Технология сельскохозяйственного машиностроения. Федоренко М.А., Дуюн Т.А., Бондаренко Ю.А., Погонин А.А. Учебник / Москва, 2018. Сер. Высшее образование: Бакалавриат (2-е издание, стереотипное)
4. Приставныеипередвижныефрезерныестанкидляремонтнойобработкикрупногабаритных изделий. Санина Т.М., Федоренко М.А., Бондаренко Ю.А. В книге: актуальные вопросы техническихнаук:теоретическийипрактическийаспекты. Уфа, 2015. С. 66-80.
5. К вопросу применения новой технологии восстановительной обработки зубчатых венцов. Бондаренко Ю.А., Якубенко А.Н. В сборнике: Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации материалы X-ой Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор: А.А.Горохов. 2013. С. 56-58.
6. Механическая обработка крупногабаритных зубчатых колес без демонтажа с агрегата. Бондаренко Ю.А., Санина Т.М., Смирных А.П., Дмитриев В.В. Технология машиностроения. 2013.№2. С. 43-45.
