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 20.02.2011Расширение технологических возможностей методов обработки зубчатых колес. Методы обработки лезвийным инструментом. Преимущества зубчатых передач - точность параметров, качество рабочих поверхностей зубьев и механических свойств материала зубчатых колес.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.02.2009Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса.
реферат [16,6 K], добавлен 17.01.2012Сущность метода электроэрозионной обработки. Анализ моделей электроискрового процесса и программных средств. Разработка программного комплекса и проведение эксперимента. Расчет стоимости работ, затрат покупателя и экономической эффективности продукта.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 26.08.2011Сведения по технологии изготовления червячных редукторов. Методы обработки профиля витков червяка. Нарезание зубьев червячных колес. Типовые варианты обработки червячной пары. Преимущества и недостатки метода пригонки деталей с неподвижным компенсатором.
курсовая работа [7,1 M], добавлен 14.01.2011Проектирование и расчет долбяка для обработки зубчатых колес. Разработка комбинированной развертки для обработки отверстий. Расчет и проектирование протяжки для обработки шлицевой втулки. Плавающий патрон для крепления комбинированной развертки.
курсовая работа [432,0 K], добавлен 24.09.2010Применение фасонных резцов для обработки поверхностей на токарных станках. Подготовка чертежа к расчету резца и проектирование его державки. Расчет шпоночной протяжки. Расчет червячной фрезы для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем.
курсовая работа [95,2 K], добавлен 08.02.2009Анализ конструкции и технологии изготовления фрез, преимущества метода охватывающего фрезерования. Требования к точности и стойкости фрез. Недостатки технологии изготовления корпуса сборной кассетной фрезы с внутренним зацеплением, порядок их устранения.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 07.08.2009Расчет параметров электрохимической обработки детали. Изучение процессов на поверхности твердого тела при вакуумном ионно-плазменном напылении порошка борида циркония. Анализ показателей температурных полей при наплавке покрытия плазменно-дуговым методом.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 06.12.2013Принцип зубофрезерования цилиндрических колес червячной фрезой. Методы и основные способы нарезания зубьев. Инструмент для нарезания цилиндрических зубчатых колес. Зажимные приспособления, зубофрезерные станки и их основные технические характеристики.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2011Проектирование червячной фрезы для обработки шлицевого вала, комбинированного сверла для обработки ступенчатого отверстия, протяжки для обработки шлицевой втулки. Карта наладки на заточную операцию протяжки по передней поверхности, расчет длины.
курсовая работа [641,1 K], добавлен 24.09.2010
