Повышение производительности резки внутренних зубцов колес с использованием технологии "скайвинга"

Рис.26. Характер износа инструмента



Предварительные эксперименты показали, что несмотря на различные комбинации параметров резания и показанную стойкость инструмента кривые износа имеют однообразный характер, а именно: в начальный, относительно короткий отрезок времени (назовем его временем приработки, которое, как показали опыты, длится от нескольких десятков секунд до 20-ти минут) наблюдается интенсивный износ инструмента, который при достижении определенного уровня (назовем его износом приработки) замедляется, скорость износа стабилизируется и остается постоянной, вплоть до полного затупления резца. Причем, наблюдается следующая закономерность: чем больше период стойкости инструмента, тем больше время приработки, а износ приработки меньше.

Такой характер кривых износа позволил, в дальнейшем, при реализации матрицы планирования, не доводить резец до полного затупления, а прекращать опыт после того, как несколько точек кривой износа лягут на одну прямую. По этой прямой оценивалась скорость износа, а затем - стойкость [38, 39].

Для получения начальной зависимости стойкости инструмента от факторов резания так же, как и при силовых испытаниях, использовалась методика многофакторного эксперимента [1, 2, 21]. Была реализована 1^Л реплики от полного факторного эксперимента, с использованием 6-ти факторов. Факторы и их уровни представлены в таблице 2.

Таблица 2. Уровни факторов при стойкостных испытаниях

Факторы		V, м/мин
				Б, ММ/об	1, мм	ш, мм
Уровни
Верхний	20	30	20	; 0,52	4	8
Нижний	5	10	0,5	0,18	1	1

Факторы и их уровни выбирались исходя из априорных сведений о процессе зуботочения внутренних венцов [54], конструктивных особенностей экспериментального оборудования и предварительных экспериментов.

После вычисления коэффициентов был проведен статистический анализ в следующем порядке.

1. Определялись дисперсии, характеризующие ошибку опыта, по критерию Фишера проверялась их однородность.

2. Определялась усредненная дисперсия, которая составила 0,05.

3. Осуществлялась проверка значимости коэффициентов, показавшая, что все коэффициенты являются значимыми.

4. Определялась дисперсия адекватности, составившая 0,13.

5. По Б-критерию Фишера проверялась адекватность полученной модели. В данном случае Б-критерий оказался равен 1,2, что меньше табличного значения (Б_табл=2,8), поэтому, полученную модель можно считать адекватной.

4.4.2 Оценка влияния числа зубьев инструмента и заготовки на стойкость резца

Эта оценка проводилась на основании положений, изложенных в пункте 3.3.1.

Для определения зависимости стойкости инструмента от длины и толщины стружки был поставлен ряд экспериментов (до 30-ти опытов).

При постоянных модуле, скорости резания и геометрических параметрах инструмента определялась стойкость при разных подачах и глубине резания. Кроме того, в каждом опыте рассчитывались длина и толщина стружки, по приведенным выше формулам. Оказалось, что одинаковым периодам стойкости, получаемым при разных комбинациях S и I, соответствует примерно одна и та же, своя, величина произведения толщины стружки на ее длину, т.е. величина продольного сечения стружки (рис.27, 28).



Рисунок 27. Зависмость стойкости инструмента от площади продольного сечения срезаемого слоя

Рис.28. Зависимость стойкости инструмента от числа его зубьев.

4.5 Проверка адекватности полученных экспериментальных данных теоретическим результатам работы

Используя полученные осциллограммы силовых испытаний многозубчатого резака (рис.27) и используя вышеуказанный метод (раздел 3.2.1), были определены фактические значения компонентов силы резания для разных условий обработки. Расхождение между фактическими значениями и значениями, определяемыми из полученных зависимостей, составляет 13... 25%.

Используя те же осциллограммы, была определена фактическая эффективная мощность в разных условиях. Расхождение со значениями, полученными из зависимости, составляет 5... 18%.

Измерение на управляющем устройстве максимальной осцилляции измерительного межосевого расстояния показало несоответствие фактических значений колебаний со значениями, вычисленными по формуле ( ) в диапазоне 17... 28%, более того, фактические значения были выше расчетных. Поэтому при практическом использовании выражения ( ) для обеспечения точности обработки необходимо ввести коэффициент.

Рисунок 29. Фрагмент осцилограммы силовых испытаний многозубого резца.



Несовпадение стойкости, вычисленной математически, с фактической стойкостью, показанной инструментом при испытаниях - 8...24%.

1. Описано оборудование, используемое при проведении экспериментальных и аналитических исследований.

2. Предложена методика, позволяющая учитывать влияние количества зубьев инструмента и заготовки на компоненты силы резания.

3. Предлагаемые зависимости для расчета компонентов режущей силы и мощности резания позволяют учитывать влияние подачи, глубины резания, модуля, количества зубьев инструмента и заготовки, скорости резания.

4. Предложена зависимость для расчета коэффициента, позволяющая учесть влияние на силу резания глубины уже разрезанной полости.

5. Разработана методика, позволяющая учитывать влияние количества зубьев инструмента и заготовки на сопротивление работающего инструмента.

6. Предлагаемые зависимости для расчета долговечности инструмента и шероховатости обработанных поверхностей позволяют учитывать влияние модуля, подачи, глубины резания, скорости резания и структурных и геометрических параметров инструмента и заготовки.

7. Оценка зависимостей, предложенных в работе, подтвердила их адекватность фактическому процессу. Расхождение между расчетными и экспериментальными данными не превышало 28%.



5. Практическое использование и промышленные испытания результатов исследования

5.1 Реализация методики проектирования скайвинга для внутренних венцов

На этапе проектирования режущих инструментов возникает проблема выбора параметров инструмента (угла пересечения и размеров) и диаметра инструментальной оправки или инструментального шпинделя в зависимости от параметров заготовки, от состояния самого процесса (достаточную ширину канавки для бегуна, зазор между оправой инструмента (шпинделя) и заготовкой, а также между заготовкой и задними точками вершины инструмента.

Необходимость оценки и учета большого количества влияющих факторов при назначении режимов резания приводит к тому, что для решения этой задачи, как и большинство инженерных задач, требуется использовать метод постепенного приближения, т. е. путем указания предварительного (начальных) значений некоторых параметров, последующей корректировки, расчета и уточнения с учетом других параметров, чтобы получить окончательные значения, которые могут быть использованы для реализации этого процесса [39]. Кроме того, следует отметить, что решение проблемы часто может быть многовариантным, т. е. несколько вариантов параметров режима удовлетворяют указанным требованиям [56, 57].

Рассмотрим методику назначения режимов резания на предыдущем примере. Заготовка обрабатывается на модернизированной редукторной машине модели 5K32, материал инструмента - ст. P6M5, материал заготовки - ст. 45, мощность основного двигателя составляет 7,5 кВт, допуск для колебания измерительного межосевого расстояния на одном зубе составляет 0,08 мм, чистота обрабатываемой поверхности 5. Зададимся стартовыми значениями режимных параметров.

Скорость резания.

Так как чистовая и черновая обработки выполняются на одном станке, то примем стартовое значение скорости резания средним (у = 20 м/мин), из интервала используемых при скайвинге скоростей (10 м/мин - 30 м/мин).

Принимаем ближайшую, имеющуюся на станке частоту вращения - 165 об/мин. Тогда фактическая скорость резания будет равна v = 165 * л * 0,1463 * sin 15° = 19,6 м/мин.

Подача.

По той же причине (использование одного станка для чистовой и черновой обработок) в качестве стартового значения примем среднее значение подачи (0,35 мм/об), из интервала используемых при зуботочении подач (0,2 мм/об - 0,5 мм/об). Это значение будет и фактическим, настраиваемым на станке.

Глубина резания.

В качестве стартового примем значение глубины резания / = 11,25 мм, т.е. проверим возможность обработки зубчатого венца за 1 проход.

Необходимая мощность электродвигателя: 2,75 кВт, что меньше мощности двигателя, установленного на станке (7,5 кВт).

Построим картины многозубого резания (рис.30)

Рис.30. Картины многозубого резания



Необходимо либо увеличить скорость резания, либо уменьшить подачу, либо сделать и то, и другое.

Поскольку, стойкость инструмента, равная 1,3 часа явно недостаточна, необходимо уменьшить какой-то из трех параметров (либо одновременно два, или три): скорость резания у, подачу 5, или глубину резания г. Выбираем третий вариант и определяем величину глубины резания н из условия обеспечения стойкости инструмента 4,5 часа.

В настоящее время обработка внутренних зубчатых венцов, в частности, коронной шестерни, чаще всего представлена методом зубодолбления, известным крайне низкой производительностью. В результате на обработку одной коронной шестерни затрачивается около одного часа, и при этом занимаются значительные производственные площади.

При введении в технологический процесс производства коронной шестерни на стадии зубонарезания операции скайвинга (вместо операции зубодолбления) основное время на операцию зубонарезания сокращается в 4,3 раза (при сохранении требуемых точности венца и шероховатости обработанных поверхностей). Как показали экономические расчеты, внедрение данной технологии изготовления внутренних зубчатых венцов в производство дает очень заметный годовой экономический эффект.

1. Предлагаемая методика проектирования скайвига для работы внутренних венцов позволяет разработать технологические процессы для производства деталей с внутренними шпоночными ранами модулей 1-8 мм со стандартным начальным контуром.

2. Результаты работы используются в качестве методического и программного обеспечения при подготовке инженеров-технологов по специальности 120100 «Технология машиностроения».

3. Введение в технологический процесс производства коронной шестерни скайвинга (вместо операции зубодолбления) сокращает основное время операции зубонарезания в 4,3 раза. 

Заключение

1. Установлено влияние параметров заготовки на установки технологической системы и конструктивные и геометрические параметры инструмента с зубцами внутренних ободов.

2. Программная реализация этих исследований позволяет автоматизировать расчеты для определения параметров корректировки операции подпитки для внутренних колес, конструктивно-геометрических параметров инструмента и проверки возможности проведения скайвинга из условия, что существует отсутствие помех между поверхностями заготовки и детали.

3. Разработан экспериментальный стенд и методика изучения процесса зуботочения внутренних венцов, которые позволяют определить компоненты силы резания, сопротивления инструмента, шероховатости обработанных поверхностей и эффективной мощности резания.

4. Теоретически обоснован и разработан метод исследования компонентов силы резания для внутреннего луча. Разработанная экспериментальная техника более экономична, так как позволяет использовать готовый одноточечный режущий инструмент вместо набора твердых многозубчатых резцов и одного типа заготовки при изучении процесса скайвинга.

5. Предложены зависимости для расчета компонентов режущей силы и мощности резания, что позволяет учитывать влияние подачи, глубины резания, модуля, зубьев инструмента и заготовки, скорости резания.

6. Зависимости определяются для расчета долговечности прибора и шероховатости обработанных поверхностей, что позволяет учитывать влияние модуля, подачи, глубины резания, скорости резания и структурных и геометрических параметров инструмента и заготовки. Оценка предложенных зависимостей в работе подтвердила их адекватность фактическому процессу. Расхождение между расчетными и экспериментальными данными не превышало 28%.

7. Разработана методика инженерного проектирования скайвинга для внутренних зубчатых венцов, включая назначение параметров работы (угол пересечения, диаметр оправки инструмента или шпиндель инструмента), расчет и геометрические параметры инструмента и режимов резания, в зависимости от параметров заготовки, требуемая точность кроны и шероховатость обрабатываемых поверхностей, мощность и жесткость используемого оборудования. Этот метод позволяет разрабатывать технологические процессы для обработки деталей с внутренними цилиндрическими ранами модуля 1-8 мм со стандартным начальным контуром.

8. Результаты работы используются при чтении курсов «Технология машиностроения», «Теория резания», «Проектирование режущих инструментов», «Станок и металлорежущее оборудование» для студентов по специальности 120100 «Технология механических Инженерия ", а также для проведения лабораторных, курсовых и выпускных курсов студенты этой же специальности.

9. Введение результатов исследований в производство позволяет увеличить производительность работы редуктора зубчатого колеса в 4,3 раза.

Таким образом, цель исследования достигнута, задачи решены.



Библиографический список

1. Башкиров В. Н. Современное состояние расчета составляющих силы резания при зубофрезеровании цилиндрических колес червячными фрезами. - М.; 1986.-48 с. (Обзорная информация /ВНИИ ТЭМР. Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. Сер. 6. Технология металлообрабатывающего производства. Вып. 3).

2. Белкин И. М. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости): Учеб. Пособие для студентов машиностроительных специальностей высших технических заведений. - М.: Машиностроение, 1992.-528 с.

3. Волков Н. Н. Инструмент для нарезания цилиндрических зубчатых колес с внутренними зубьями по методу зуботочения. -Сб. «Высокопроизводительные конструкции инструмента и его рациональная эксплуатация», М., ВНИИ, 1977.-49 с.

4. Волков Н. Н. Исследование и разработка инструмента для нарезания цилиндрических зубчатых колес с внутренними зубьями по методу зуботочения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к. т. н. - М., 1981.20 с.

5. Волков Н. Н. Обкаточные резцы, смещенные относительно межосевой линии // Станки и инструмент, 1980, №7. С. 25-27.

6. Волков Н. Н. Профилирование и затачивание обкаточных резцов. - Сб. «Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент», М., НИИ- маш, 1979, вып. 9. С. 14-17.

7. Волков Н. Н. Расчет координат точек режущих кромок обкаточных резцов на ЭВМ// Станки и инструмент, 1981, №5. С. 10-12.

8. Волков Н. Н. Расчет обкаточных резцов, работающих при малых углах скрещивания // Станки и инструмент, 1982, №1. С. 26-27.

9. Волков Н. Н. Сборный обкаточный резец. -Авторское свидетельство СССР №722708. Бюлл. изобр., 1980, №11.

10. Вульф А. М. Резание металлов. - Л.: Машиностроение, 1973.-c.496c.

11. ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски». Издательство стандартов, 1990г.

12. Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов. - М.: Высш. Шк., 1985.-304 с.

13. Ермаков, Юрий Михайлович Комплексные способы эффективной обработки резанием / Ю. М. Ермаков. - М.: Машиностроение, 2005. - 271 с.

14. Зуботочение цилиндрических зубчатых колес / Витренко А. Н., Вит- ренко В. А.// Научн. достиж. и опыт машиностр. -- нар. х-ву. Пробл. повыш. прочн. и надеж, элементов конструкций и приводов в машиностроении.: Тез. докл. респ. Научно-технической конф. [Харьков], 25 - 27 сентября 1990. - Харьков, 1990.-223 с.

15. Инструмент для изготовления цилиндрических зубчатых колес методом зуботочения./ Витренко А. Н., Витренко В. А., Кириченко И. А.// Международная конференция «Состояние и перспективы развития локомотивостроения», Новочеркасск, 1994.-156 с.

16. Кишуров В.М., Кишуров М.В., Мугафаров М.Ф., Черников П.П., Яруллин Ч.А. Назначение и расчет наивыгоднейших режимов резания при механической обработке: учеб.пособие. - Уфа, 2011. - 146 с.

17. Колесников В. Н., Котликов В. Я., Сызранцев В. Н., Ротманов Э. В. Построение математической модели процесса зуботочения венцов с внутренними зубьями трехрядным обкаточным резцом. -- Курганский машиностроит. ин-т., Курган, 1987.-58 с.

18. Котельников Ю. В., Волков Н. Н. Нарезание зубчатых колес с внутренними зубьями по методу зуботочения. «Технология производства, научная организация труда и управления»: научн.-техн. реф. сб. М.: НИИмаш, 1977, вып. 5. С. 16-20.

19. Котельников Ю. В., Волков Н. Н. Профилирование обкаточных резцов, смещенных относительно межосевой линии, для нарезания цилиндрических зубчатых колес с внутренними зубьями. - «Технология производства, научная организация труда и управления»: научн. -техн. реф. сб. М.: НИИмаш, 1976, вып. 9. С. 20-24.

20. Кошлакова В. В. Нарезание шлицевых (зубчатых) валов двухрядными обкаточными резцами. - «Технология производства, научная организация труда и управления»: научн.-техн. реф. сб. М.: НИИмаш, 1979, вып. 2. С. 1618.

21. Ксендзов В.О. Определение необходимой ширины канавки для выхода резца при внутреннем зуботочении // Строительство и реконструкция в современных условиях. Тезисы докладов международной научно-технической конференции./ Рубцовский индустриальный институт.- Рубцовск: РИО, 1997.- 99с.

22. Ксендзов В.О. Расчет на ЭВМ максимально допустимого диаметра инструментальной оправки и необходимой ширины канавки для выхода резца при внутреннем зуботочении // Научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов (15-16 апреля 1999 г.)/ Рубцовский индустриальный институт.-Рубцовск: РИО, 1999.- 120с.

23. Ксендзов В.О. Расчет на ЭВМ ширины канавки для выхода резца и диаметра оправки при внутреннем зуботочении // Вестник машиностроения, 2002, №8. С. 51-53.

24. Ксендзов В.О. Экспериментальный стенд для исследования режимов резания при зуботочении // Научно-техническая конференция студентов и аспирантов:. Тезисы докладов (16-17 апреля 1998 г.)/ Рубцовский индустриальный институт.- Рубцовск: РИО, 1998.- 116с.

25. Курлов Б. А. Винтовые эвольвентные передачи: Справочник. - М.: Машиностроение, 1981.-176 с.

26. Либуркин Л. Я. Профильная модификация зубьев цилиндрических колес, нарезанных зуботочением. - Машиноведение, 1985, №5. С. 12-14.

27. Лисов А.И., Головин С.И., Иванов Е.Г., Технология сельскохозяйственного машиностроения: Методическое руководство к выполнению курсового проекта студентами всех видов обучения машиностроительного профиля. Н. Новгород, 2002г.

28. Логинов В. Н. Электрические измерения механических величин. -- М.: Энергия, 1976.-104 с.

29. Макаров А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов. - М.: Машиностроение, 1966.-264 с.

30. Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания. - М.: Машиностроение, 1976.-278 с.

31. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузов/Под ред. В. Э. Пуша. - М.: Машиностроение, 1985.-576 с.

32. Мудров А. Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. - Томск: МП «РАСКО», 1991.-272 с.

33. Пайвин, А. С. Основы программирования станков с ЧПУ: учебное пособие для направление подготовки "44.03.05 - педагогическое образование" Уральский государственный педагогический университет, 2015.-- 103 с.

34. Перминов О. Н. Программирование на языке Паскаль. -- М.: Радио и связь, 1998.-224 с.

35. Перминов О. Н. Язык программирования Паскаль: Справочник. - М.: Радио и связь, 1989.-128 с.

36. Производство зубчатых колес: Справочник / С. Н. Калашников, А. С. Калашников, Г. И. Коган и др.; Под общ. Ред. Б. А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол.-М.: Машиностроение, 1990.-464 с.

37. Семенченко И. И., Матюшин В. М., Сахаров Г. Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1962.-952 с.

38. Справочник инструментальщика / И. А. Ординарцев, Г. В. Филиппов, А. Н. Шевченко и др.; под общ. Ред. И. А. Ординарцева, - Л.: Машиностроение, 1987.-846 с.

39. Справочник по технологии резания материалов. В 2-х кн. Кн. 1./Ред. нем. изд.: Г. Шпур, Т. Штеферле; Пер. с нем. В. Ф. Коломенкова и др.; Под. ред. Ю. М. Соломенцева. - М.: Машиностроение, 1985.-519 с.

40. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985.-656 с.

41. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985.-496 с.

42. Станок для зуботочения модели PF150 фирмы Pfauter (ФРГ), Hartschalen, ein interessantes Verfahren. «Maschine», 1985, 39, №10.

43. Станок для нарезания червяков и косозубых колес методом зуботочения: Заявка 63139613, Япония, МКИ.

44. СтепинП.А. Сопротивление материалов. М., 1979.-325 с.

45. Фаронов В. В. Программирование на персональных ЭВМ в среде Турбо-Паскаль. - М.: Изд-во МГТУ, 1990.-443 с.

46. Фаронов В. В. Турбо Паскаль (в 3-х книгах). Книга 1. Основы Турбо Паскаля. - М.: Учебно-инженерный центр «МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК», 1992.-304 с.

47. Цвис Ю. В., Волков Н. Н. Определение величины врезания инструмента и высоты переходной кривой при нарезании зубчатых колес с внутренними зубьями по методу зуботочения. Сб. «Технология производства, научная организация труда и управления»: научн.-техн. реф. сб. М.: НИИмаш, 1975, вып. 6. С. 13-18.

48. Цвис Ю. В., Волков Н. Н. Основные закономерности внутреннего станочного зацепления обкаточного резца с обрабатываемым зубчатым колесом. Сб. «Вопросы теории и практики конструирования, производства и эксплуатации инструмента», М., ВНИИ, 1976. С. 32-46.

49. Цилиндрические эвольвентные зубчатые передачи внутреннего зацепления. Расчет геометрических параметров. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1977.-192 с.

50. Численное исследование зуботочения венцов с внутренними зубьями трехрядными обкаточными резцами. Котликов В. Я., Сызранцев В. Н., Ротма- нов Э. В. - Курганский машиностроительный институт, Курган, 1988.-20 с.

51. Шевцов Е. К., Ревун М. П. Электрические измерения в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1989.-168 с.



Приложение

Программа расчета конструктивных параметров резца и заготовки, наладочных параметров операции и проверки возможности осуществления процесса зуботочения для принятых конструктивных параметров инструмента и заготовки.

Программа предназначена для расчета необходимой ширины канавки для выхода резца при внутреннем зуботочении, максимально допустимого диаметра инструментальной оправки и проверки возможности осуществления процесса при заданных параметрах резца и заготовки. Программа на Турбо-Паскале

Программа распространяется на следующие параметры обрабатываемого колеса: профильный угол исходного контура - 20 градусов; угол наклона зуба - 0 градусов; коэффициент смещения исходного контура - 0.

procedure kanavka; var

sluchay:char; d,bet,beta,re,ri,r,a,aa,b,zl,z2,1: real; label lbl ;

begin {kanavka} clrscr; writeln; teztcolor(7);

writeln('Укажите, имеет ли заготовка аксиальное отверстие; 1-нет, 2-имеет'); lbl:

teztcolor(7); readln(sluchay); case sluchay of

begin

{Вод исходных данных}

write(¹ Введите диаметр обкаточного режущей части в сечении переднего'); write(' торца, мм >'); readln(d);

write('Введите угол скрещивания осей инструмента и заготовки, град. >'); readln(bet); beta.-=bet*pi/180;

write('Введите радиус окружности выступов обрабатываемого колеса, мм >');

readln(re);

write('Введите радиус окружности впадин обрабатываемого колеса, мм >');,readln(ri);

writeln('Введите величину, включающую в себя перебег режущей части и "недоход"'); write('его до конца канавки, мм >'); readln(aa);

{Расчет вспомогательных величин) b:=d*cos(beta);

a:=ri-d/2;{Межосевое расстояние}

zl:=sqrt(sqr(re)-sqr(((-a+ sqrt(sqr(a)-(1-sqr(b)/sqr(d))*(sqr(a)+ sqr(b)/4-sqr(re))))/(1-sqr(b)/sqr(d)))+a));

{Расчет канавки}

1:=(d*cos(beta)/2+zl)*sin(beta)/cos(beta)+aa; teztcolor(15);

writeln('Минимально допустимая ширина канавки ',1:7:3,' мм'); teztcolor(7); repeat delay(1) until keypressed

{Ввод исходных данных}

write('Введите диаметр обкаточного режущей части в сечении переднего'); write(' торца, мм >'); readln(d);

write('Введите угол скрещивания осей инструмента и заготовки, град. >'); readln(bet); beta:=bet*pi/180;

write('Введите радиус окружности выступов обрабатываемого колеса, мм >'); readln(re);

write('Введите радиус окружности впадин обрабатываемого колеса, мм >'); readln(ri);

write('Введите радиус аксиального отверстия, мм >'); ^'readln(r);

writeln('Введите величину, включающую в себя перебег режущей части и "недоход"'); write('его до конца канавки, мм >'); readln(аа);

{Расчет вспомогательных величин} b:=d*cos(beta);

а:=ri-d/2;{Межосевое расстояние}

zl:=sqrt(sqr(re)-sqr(((-a+ sqrt(sqr(a)-(1-sqr(h)/sqr(d))*(sqr(a)+ sqr(b)/4-sqr(re))))/(1-sqr(b)/sqr(d)))+a));

z2:=sqrt(sqr(r)-sqr(((-a+ sqrt(sqr(a)-(1-sqr(b)/sqr(d))*(sqr(a)+

sqr(b)/4-sqr(r))))/(1-sqr(b)/sqr(d)))+a));

{Расчет канавки}

if r>sqrt(sqr(a)+sqr(b)/4) then begin

1:=sin(beta)/cos(beta)*(zl+z2)+aa; teztcolor(15);

* 'writeln('Минимально допустимая ширина канавки ',1:7:3,' мм');

teztcolor(7); repeat delay(1),until keypressed

end

else begin

1:=(d*cos(beta)/2+zl)*sin(beta)/cos(beta)+aa; teztcolor(15);

writeln('Минимально допустимая ширина канавки ',1:7:3,' мм') ; teztcolor(7); repeat delay(1) until keypressed end end;

else begin

writeln('Нужно вводить "2" или "1"'); goto 1Ы end end; end; {kanavka}

procedure opravka; var

dl,bet,beta,re,ri,bv,bl,al,zl,bvl,bv2,ned,nach,kon,a,b,z,z,d: real; label 1Ы;

function f(z,beta,a,b,re: real): real; begin {f}

f:=sqr(sqr(z))*sqr(sqr(sin(beta)))-z*z*z*(2*b*sqr(sin(beta))+ +2*b*sqr(sqr(sin(beta))))+sqr(z)*(sqr(a)*sqr(sqr(cos(beta)))+2*sqr(a)* sqr(sin(beta))*sqr(cos(beta))+sqr(a)*sqr(sqr(sin(beta)))+sqr(b)+ +4*sqr(b)*sqr(sin(beta))+sqr(b)*sqr(sqr(sin(beta)))-sqr(re)*sqr(sqr(sin(beta)) ))+z*(2*sqr(re)*b*sqr(sin(beta))-2*b*b*b*sqr(sin(beta))-2*b*b*b- -2*sqr(a)*b*sqr(sin(beta))-2*sqr(a)*b*sqr(cos(beta)))+sqr(a)*sqr(b)+ +sqr(sqr(b))-sqr(re)*sqr(b) end; {f}

begin {OPRAVKA} clrscr; writeln; teztcolor(7);

{Вод исходных данных}

write('Введите диаметр обкаточного режущей части в сечении переднего'); write(' торца, мм >'); readln(dl);

write('Введите угол скрещивания осей инструмента и заготовки, град.>'); readln(bet); beta:=bet*pi/180;

write('Введите радиус окружности выступов обрабатываемого колеса, мм >'); readln(re);

write('Введите радиус окружности впадин обрабатываемого колеса, мм >'); readln (rib-

write ('Введите ширину обрабатываемого венца, мм >'); readln(bv);

write('Введите величину перебега режущей части, мм >'); readln(bv2);

writeln('Введите величину гарантированного зазора между оправкой и деталью'); write('в конце обработки, мм >'); readln(ned);

{Расчет вспомогательных величин)bl:=dl*cos(beta);

al:=ri-dl/2;{Межосевое расстояние} <zl:=sqrt(sqr(re)-sqr(((-al + sqrt(sqr(al)-(1-sqr(Ы)/sqr(dl))* (sqr(al) +

sqr (Ы) /4 -sqr (re) ) ) ) / (1-sqr (Ы) /sqr (dl) ) ) +al) ) ; bvl:=zl*sin(beta)/cos(beta); a:=al;

*b:=(bv+bvl+bv2)*sin(beta)/cos(beta);

Решение уравнения

nach:=0; kon:=-re; repeat z:=(nach+kon)/2; if f(z,beta,a,b,re)<>0.0 then begin

if f(z,beta,a,b,re)*f(nach,beta,a,b,re)>0.0 thennach:=z else kon:=z end

else goto lbl

until (abs(kon-nach)<1) and (abs(f(z,beta,a,b,re)-0.0)<1); lbl:

{writelnfz = ¹, z: 10:3) ;

• writeln(' f = ',f(z,beta,a,b,re):10:3);} z:=z*a*cos(beta)/(z*sqr(sin(beta))-b);

d:=2*sqrt(sqr(z)+sqr(z)*sqr(cos(beta)))-2*ned; „teztcolor(15);

writeln('Максимально допустимый диаметр оправки ',d:4:0,' мм'); teztcolor(7); repeat delay(1) until keypressed end; {OPRAVKA}

procedure kromka; var

dl,bet,beta,re,ri,zetl,zet2,h,alf,alfa,bl,al,e,d,b,m,del2, alfa_y2,s_ty2,alfa_t,psi_yv2,s_y2,h_ay2,s_e,

sigma_z,d_2,d_2o,alfa_z,s_z,ugol,z_33,z_33,z_4,z_4,fi_2maz, delta_r,

alfa_yz,s__tyz,psi_yvz,s_yz,h_ayz,z_z,z_z,delta_fi2,delta_fil,fi_z2,fi_zl,

• zk2, zk2,zkl, zkl, a, a_, b_, c_, d_, u,z_2, z_2,d_z, z_3, z_3, rz, f i_z, z3, z3, z33,

z33,z4,z4: real;

label lbl,lb2;

begin {KROMKA} clrscr; writeln; teztcolor(7);

{Вод исходных данных}

write('Введите модуль, мм >'); readln(m);

write('Введите число зубьев обкаточного режущей части >'); readln(zetl);

write('Введите число зубьев обрабатываемой заготовки >'); readln(zet2);

write('Введите диаметр обкаточного режущей части в сечении переднего'); write(' торца, мм >'); readln(dl);

write('Введите угол скрещивания осей инструмента и заготовки, град.>'); readln(bet); beta:=bet*pi/180;

write('Введите радиус окружности выступов обрабатываемого колеса, мм >');

readln(re);

write('Введите радиус окружности впадин обрабатываемого колеса, мм >'); readln(ri);

writeln('Введите величину заднего угла при вершине зуба обкаточного'); write ('режущей части, измеренного в осевом сечении режущей части, град. >'); readln(alf); alfа:=alf*pi/180;

writeln('Введите высоту обкаточного режущей части (расстояние от сечения переднего'); write('торца до задней вершинной кромки зуба), мм >'); readln(h) ;

writeln('Введите величину исходного расстояния обкаточного режущей части, измеренную') write('вдоль оси режущей части, мм >'); readln(а); a:=a/cos(beta);

{Расчет вспомогательных величин) bl:=dl*cos(beta);

al:=ri-dl/2;{Межосевое расстояние} d:=dl-2*h*sin(alfa)/cos(alfa); b:=d*cos(beta); e:=h*sin(beta); u:=zet2/zetl;

alfa_t:=20*pi/180; del2:=m*zet2;

alfa_y2:=arctan(sqrt(1-(sqr(del2)*sqr(cos(alfa_t)))/(4*sqr(re))));{Угол профиля колеса на окружности re}

s_ty2:=2*re*(pi/2/zet2+(sin(alfa_t)/cos(alfa_t)-alfa_t)- (sin(alfa_y2)/cos(alfa_y2)-alfa_y2)); {Окружная толщина на диаметре 2re}

psi_yv2:=s_ty2/(2*re);{Половина угловой толщины зуба эквивалентного

зубчатого колеса на диаметре 2ге}

s_y2:=2*re*sin(psi_yv2);{Толщина зуба по хорде}

h_ay2:=0.5*(2*ri-2*re+2*re*(1-cos(psi_yv2)));{Высота до хорды зуба} х_2:=ri-h_ay2-al; z_2:=e-s_y2/2;{Координаты т.2}

s_e:=sqrt(0.2594*m-0.0375);{Толщина зуба режущей части по окружности выступов} z_3:=ri-al; z_3:=e+s_e/2;{Координаты т.З} х3:=ri-al; z3:=e-s_e/2;{Координаты т.З'}

d_2:=m*zet1+2.5*ш;{Диаметр вершин условного прямозубого режущей части}

d_z:=d_2-2*a*sin(alfa)/cos(alfa);{Диаметр вершин режущей части при а=0}

d_2o:=d_2*cos(alfa_t);{Диаметр основной окружности условного прямозубого

режущей части}

alfa_z:=arctan(sqrt(l-sqr(d_2o)/sqr(d_2)));{Профильный угол на диаметре d_z} sigma_z:=2*(zet1/2+1.25)*(pi/(2*zetl)+sin(alfa_t)/cos(alfa_t)-alfa_t- (sin(alfa_z)/eos(alfa_z)-alfa_z));

s_z:=m*sigma_z;{Толщина зуба по окружности выступов на диаметре d_z} ugol:=arctan((s_z-s_e)/(2*a));{Угол увеличения толщины зуба режущей части на вершинах} х_33:=z_3+z_3/(sin(ugol)/cos(ugol)); z_33:=z_3+z_3*sin(ugol)/cos(ugol); {Отрезки, отсекаемые на осях координат кромкой 43}

х33: =х3-z3/(sin (ugol) /cos (ugol)); z33.-=z3-х3*sin {ugol)/cos (ugol);

{Отрезки, отсекаемые на осях координат кромкой 4'3'}

а_:=4 *sqr(b)*sqr(х_33)/sqr(z_33)+4*sqr(d);

b_: =-8*sqr(b)*sqr(z_33)/z_33;

c_:=sgr(b)*(4*sqr(z_33)-sqr(d));

d_:=sqr(b_)-4*a_*C_;

z_4:={-b_-sqrt(d__))/(2*a_); z_4:=(l-z_4/z_33)*z_33;{Координаты т.4}

a_:=4*sqr(b)*sqr(z33)/sqr(z_33)+4*sqr(d);

b_:=-8*sqr(b)*sqr(z33)/z33;

c_:=sqr(b)*(4*sqr(z33)-sqr(d));

d_:=sqr(b_)-4*a_*c_;

z 4: = (-b +sqrt(d ))/(2*a ); z 4:=(l-z 4/z 33)*z33;{Координаты т.4'}

{Начало}

delta_r:=(ri-re)/100; delta_fil:=0.01; delta_fi2:=delta_fil/u;

{т. 4}

rz:=re-delta_r; repeat rz:=rz+delta_r;

alfa_yz:=arctan(sqrt(1-(sqr(del2)*sqr(cos(alfa_t)))/(4*sqr(rz))));{Угол профиля колеса на окружности rz}

s_tyz:=2*rz*(pi/2/zet2+(sin(alfa_t)/cos(alfa_t)-alfa_t)- (sin(alfa_yz)/cos(alfa_yz)-alfa_yz));{Окружная толщина на диаметре 2rz} psi_yvz:=s_tyz/(2*rz); s_yz:=2*rz*sin(psi_yvz);

h_ayz:=0.5*(2*ri-2*rz+2*rz*(1-cos(psi_yvz)));

z_z:=ri-al-h_ayz; z_z:=e-s_yz/2;{Координаты точки на профиле впадины колеса на диаметре 2гх}

fi_z2:=(arctan((e-z_z)/(al+z_z)))-delta_fi2; fi_zl:=(arctan(z_4/(cos(beta)*z_4)))+delta_fil; repeat fi_z2:=fi_z2+delta_fi2;

zk2:=rz*cos(fi_z2)-al; zk2:=e-rz*sin(fi_z2);{Координаты точки на колесе,

на диаметре 2гх, после поворота на угол delta_fi2}

fi_zl:=fi_zl-delta_fil;

zkl:=(d/2)*sin(fi_zl)*cos(beta);

zkl:=(d/2)*cos(fi_zl);

{Координаты т.4 после поворота инструмента на угол delta_fil}

if ((zkl+0.5)>=zk2) and ((zkl-0.5)<=zk2) then goto lbl; until zkl<0 until rz>ri;

{т. 4 ' }

rz:=re-delta_r; repeat rz:=rz+delta_r;

alfa_yz.-=arctan (sqrt (1- (sqr (del2) *sqr (cos (alfa_t)) ) / (4*sqr (rz) ) ) ) ; {Угол профиля колеса на окружности rz}

s_tyz:=2*rz*(pi/2/zet2+(sin(alfa_t)/cos(alfa_t)-alfa_t)- (sin(alfa_yz)/cos(alfa_yz)-alfa_yz));{Окружная толщина на диаметре 2rz) psi_yvz:=S_tyz/(2*rz); s_yz:=2*rz*sin(psi_yvz);

h_ayz:=0.5*(2*ri-2*rz+2*rz*(1-cos(psi_yvz)));

z_z:=ri-al-h_ayz; z_z:=e-s_yz/2;{Координаты точки на профиле впадины колеса на диаметре 2гх}

fi_z2:=(arctan((e-z_z)/(al+z_z)))-delta_fi2; fi_zl:=(arctan(z_4/(cos(beta)*z_4)))+delta_fil; repeat fi_z2:=fi_z2+delta_fi2;

zk2:=rz*cos(fi_z2)-al; zk2:=e-rz*sin(fi_z2);{Координаты точки на колесе,

на диаметре 2гх, после поворота на угол delta_fi2}

fi_zl:=fi_zl-delta_fil;

zkl:=(d/2)*sin(fi_zl)*cos(beta);

zkl:=(d/2)*cos(fi_zl);

{Координаты т.4' после поворота инструмента на угол delta_fil} if ((zkl+0.5)>=zk2) and ((zkl-0.5)< = zk2) then goto lbl until zkl<0 until rz>ri;

teztcolor(15);

writeln('npn данных параметрах процесс может быть осуществлен.'); teztcolor (7) ; goto 1Ь2;

lbl: teztcolor(15);

writeln('

При данных параметрах процесс зуботочения невозможен.¹); writeln('Необходимо либо увеличить задний угол при вершине зуба'); writeln('обкаточного режущей части, либо уменьшить высоту режущей части.'); teztcolor(7); 1Ь2:

writeln('Для продолжения нажмите любую клавишу'); repeat delay(1) until keypressed end; {KROMKA.}

begin {ALL} lbl: clrscr;

write('Программа распространяется на следующие параметры обрабатываемого'); writeln(' колеса:');

writeln('профильный угол исходного контура - 20 градусов;');

writeln('угол наклона зуба - 0 градусов;');

writeln('коэффициент смещения исходного контура - 0.');

writeln;

teztcolor(7);

writeln('Укажите, какую задачу необходимо решить (введите 1,2,3 или 4)'); writeln;

writeln('1 - Определение необходимой ширины канавки для выхода режущей части при'); writeln('внутреннем зуботочении');

writeln('2 - Определение максимально допустимого диаметра оправки'); writeln('инструмента при внутреннем зуботочении');

writeln('3 - Проверить возможность осуществления процесса зуботочения при'); writeln('заданных параметрах, из условия "некасания" задних вершинных точек') writeln('зуба режущей части и заготовки в процессе обработки'); writeln('4 - Завершение работы'); write('>'); readln(sluchay); case sluchay of '1¹:kanavka; ¹ 2':opravka; '3':kromka; '4¹:ezit; else begin

writeln('Нужно вводить 1,2,3 или 4'); goto lbl end end end. {ALL}

Размещено на Allbest.ru

...