Технологічне забезпечення функціональних характеристик циліндричних зубчастих коліс формоутворенням зубців дисковими інструментами
Автор: Дацко Віталій Тарасович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології машинобудування
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У науковій частині розглянуто розроблений метод радіально-обертового дискового багатозубого профілювання (РДБП), який є інноваційним способом зубонарізання циліндричних зубчастих коліс. Його ключовою особливістю є застосування дискової збірної фрези із замінними твердосплавними різцями, встановленої ексцентрично на шпиндельній оправці універсального зубофрезерного верстата. Кінематична схема зубонарізання за методом РДБП дає змогу створювати зубці колеса лише із синусоїдним профілем. Проте використання зубчастих коліс із таким профілем обмежене, оскільки технічна документація на більшість виробів вимагає застосування циліндричних зубчастих коліс із евольвентним профілем зубців. Тому для реалізації способу РДБП для нарізання евольвентного профілю зубців необхідно внести певні зміни або в кінематику процесу нарізання, або в конструкцію зубонарізного інструменту. Кінематичні зміни можливі лише в ланцюзі зубофрезерного верстата, що забезпечує обертальний рух шпиндельної оправки зі змінною кутовою швидкістю, оскільки фізично змінити коловий рух столу верстата неможливо. Однак простішим і доступнішим способом є коригування положення різальних зубців із подальшим їх закріпленням у корпусі дискової фрези (ДІ). Аналіз кінематичних рухів формоутворення зубців синусоїдного профілю за методом РДБП показав, що положення зубців у корпусі ДІ можна коригувати в радіальному, осьовому або радіально-осьовому напрямках відносно його осі. Величини цих коригувань визначаються на основі особливостей формування евольвентного профілю зубця колеса різальним зубцем ДІ. Це можливо за умови суміщення площини симетрії головного різального зубця ДІ із площиною міжосьового перпендикуляра, оскільки осі обертання шпиндельної оправки та заготовки є мимобіжними. Процес формування евольвентного профілю за цього підходу нагадує метод РДБП: різець ДІ постійно контактує з евольвентним профілем у точках, послідовно його обходячи, залишаючись у радіальній площині зубчастого колеса та поступово наближаючись до його осі. У технологічній частині розглянуто створення та характеристику процесу виробництва деталі «Кришка». Ця деталь призначена для фланцевих з’єднань, які широко застосовуються в гідравлічних системах пресів, що працюють під тиском до 300-400 кг/см?. Вона належить до групи деталей типу фланців і дисків (або кришок) і має форму тіла обертання. Основна функція деталі – забезпечення герметичності мембранних пневмоциліндрів, а також спрямування потоку стисненого повітря в робочу камеру пневмоциліндра. Для її виготовлення використовується сталь 3 згідно з ДСТУ 2651:2005. На основі річної програми виробництва, що становить 4500 шт. при масі однієї деталі 4,5 кг, встановлено доцільність використання середньосерійного типу виробництва. У якості заготовки обрано гарячу штамповку, яка є економічно вигіднішою в порівнянні з литтям. При розробці маршрутної обробки деталі було визначено використання токарного верстата з ЧПК, вертикально-свердлильного верстата з ЧПК, а також звичайного вертикально-свердлильного верстата. Технологічний процес передбачає три токарні установки та дві установки на свердлильних операціях. Проведений якісний аналіз показав, що конструкція деталі відповідає вимогам технологічності та є простою у виготовленні. У конструкторській частині розроблено пристрій для верстатного обладнання, який використовується при виконанні операцій свердління та нарізання різьби на вертикально-свердлильному верстаті з числовим програмним керуванням (ЧПК). Для забезпечення надійного затиску заготовки пристрій оснащено пневмокамерою і двоплечим важелем, а як силовий привід застосовується стиснене повітря. Пристрій забезпечує надійну фіксацію заготовки для виконання операцій свердління та нарізання різьби у шести отворах поверхні 12, а також свердління і розвертання отвору на поверхні 4. Після завершення обробки на поверхні 12 формується різьба М10 з класом точності 7Н, а на отворі поверхні 4 досягається точність розміру 9Н9 з шорсткістю Ra 3,2 мкм. Пристрій монтується на вертикально-свердлильний верстат із ЧПК. Заготовка фіксується на основі пристрою, яка має площинну форму, і закріплюється вздовж розміру 160 мм. Затиск заготовки здійснюється за допомогою пневмоприводу, що враховує специфіку серійного виробництва. Конструкція пристрою спроектована простою, з акцентом на використання стандартних і уніфікованих деталей. Такий підхід дозволяє зменшити собівартість виробництва та забезпечити відповідність типовим вимогам до верстатних пристроїв. Було розроблено проєкт дільниці для виробництва розглянутої деталі, із створенням плану розташування верстатів та компонування цеху, що повністю відповідає виробничим потребам. В економічній частині визначено, що вартість одиниці продукції становить 185,75 грн, а загальна собівартість програми запуску — 323 943,96 грн. Графічна частина роботи містить усю необхідну технічну та конструкторську документацію, що забезпечує детальне розуміння розроблених рішень.