Помощь студентам в учебе
Моделирование червячных зуборезных фрез с элементами твердотельного проектирования
|
Введение 7
1. Червячные зуборезные фрезы 9
1.1 Общие сведения 9
1.2 Процесс зубонарезания 11
1.3 Типы и свойства винтовых поверхностей червяков, применяемых для
изготовления фрез 15
1.4 Совершенствование конструкций червячных фрез 22
1.5 Проектирование червячной зуборезной фрезы 24
1.6 Проектирование червячной фрезы при использовании архимедова червяка
или конволютного червяка с прямолинейным профилем 37
1.7 Сборная червячная фреза 43
1.8 Конструктивные элементы 48
1.9 Пример расчета червячной фрезы для цилиндрических колес 57
Вывод по главе 1 63
2. Твердотельное проектирование 65
2.1 Основные понятия 65
2.2 Параметрическое моделирование зубчатых колес в Siemens NX 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
Список литературы 82
1. Червячные зуборезные фрезы 9
1.1 Общие сведения 9
1.2 Процесс зубонарезания 11
1.3 Типы и свойства винтовых поверхностей червяков, применяемых для
изготовления фрез 15
1.4 Совершенствование конструкций червячных фрез 22
1.5 Проектирование червячной зуборезной фрезы 24
1.6 Проектирование червячной фрезы при использовании архимедова червяка
или конволютного червяка с прямолинейным профилем 37
1.7 Сборная червячная фреза 43
1.8 Конструктивные элементы 48
1.9 Пример расчета червячной фрезы для цилиндрических колес 57
Вывод по главе 1 63
2. Твердотельное проектирование 65
2.1 Основные понятия 65
2.2 Параметрическое моделирование зубчатых колес в Siemens NX 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
Список литературы 82
Актуальность темы исследования. Червячные фрезы являются наиболее распространенным зуборезным инструментом и применяются для чернового и чистового зубонарезания. Способ фрезерования зубчатых колес имеет широкое распространение в промышленности благодаря своей универсальности, высокой производительности и точности. Одной и той же фрезой данного модуля можно нарезать колеса с различным числом зубьев, что значительно сокращает число типоразмеров фрез. Благодаря непрерывности процесса обката достигаются высокая производительность и точность колес по шагу. Обработка ведется на специальных зубофрезерных станках, обеспечивающих вращение фрезы и заготовки вокруг своих осей и движение подачи фрезы вдоль оси нарезаемого колеса.
По точности червячные фрезы изготавливаются классов ААА и АА (прецизионные) А, В, С и Д (общего назначения) и предназначены для нарезания колес 5-11-й степеней точности.
Метод зубофрезерования червячными фрезами является высокопроизво¬дительным и универсальным, получил широкое распространение во всех видах производства для обработки цилиндрических и червячных колес. В отличие от дисковых и пальцевых фрез одна червячная фреза может обрабатывать колеса с любым числом зубьев данного модуля.
В настоящее время практически в большинстве случаев при обработке зубчатых колес модулей менее 30 мм наиболее эффективным процессом является зубофрезерование червячными фрезами. Они обеспечивают точность зубчатых колес в пределах требований 5-11 - й степеней точности и большую производительность труда по сравнению с зубодолбением, зубостроганием, фрезерованием концевыми и дисковыми модульными фрезами.
Долбяки используют для обработки блочных колес, колес с внутренними зубьями. Дисковые и концевые модульные фрезы используются в индивидуальном и мелкосерийном производстве.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - усовершенствование процесса изготовления инструмента, за счет использования передовых технологий и инструментов проектирования. Повышение производительности и срока службы, упрощение технологии изготовления и эксплуатации фрез.
Задачи исследования:
3. Анализ процесса червячного зубофрезерования.
4. Совершенствование конструкций фрез.
3. Анализ Моделирования твердотельных объектов и поверхностей с использованием параметрики.
4. Структурировать внедрение элементов твердотельного проектирования в изготовление червячной зуборезной фрезы.
5. Продемонстрировать проектирование инструмента с элементами твердотельного моделирования.
Общие выводы и результаты исследования.
Выявлен комплекс технических решений по повышению качества червячных зуборезных фрез. Выявлены наиболее важные параметры фрез. Произведено деление параметров на стойкостные и точностные. Выявлены операции существующего технологического процесса, на примере Инструментального производства, на которых формируются определяющие параметры фрезы. Выявлены проблемы на данных операциях, препятствующие изготовлению червячных фрез необходимого качества и стойкости.
Разработана качественно новая станочная оснастка и модернизирована существующая. Выполнены расчеты погрешностей, возникающих при работе данной оснастки. Улучшение технологии изготовления позволит сократить долю ручного труда, уменьшит припуска на лимитирующих операциях. Статистическими исследованиями результатов экспериментов, было обосновано сокращение номенклатуры материалов, использующихся для производства червячных фрез.
Параметрическая модель создаётся с целью сокращения времени на выполнение рутинной работы создания SD-моделей типовых деталей. параметрическая модель реализует известный алгоритм построения параметрического зубчатого венца, одинаково применимый для построения венца на валу и во втулке.
По точности червячные фрезы изготавливаются классов ААА и АА (прецизионные) А, В, С и Д (общего назначения) и предназначены для нарезания колес 5-11-й степеней точности.
Метод зубофрезерования червячными фрезами является высокопроизво¬дительным и универсальным, получил широкое распространение во всех видах производства для обработки цилиндрических и червячных колес. В отличие от дисковых и пальцевых фрез одна червячная фреза может обрабатывать колеса с любым числом зубьев данного модуля.
В настоящее время практически в большинстве случаев при обработке зубчатых колес модулей менее 30 мм наиболее эффективным процессом является зубофрезерование червячными фрезами. Они обеспечивают точность зубчатых колес в пределах требований 5-11 - й степеней точности и большую производительность труда по сравнению с зубодолбением, зубостроганием, фрезерованием концевыми и дисковыми модульными фрезами.
Долбяки используют для обработки блочных колес, колес с внутренними зубьями. Дисковые и концевые модульные фрезы используются в индивидуальном и мелкосерийном производстве.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - усовершенствование процесса изготовления инструмента, за счет использования передовых технологий и инструментов проектирования. Повышение производительности и срока службы, упрощение технологии изготовления и эксплуатации фрез.
Задачи исследования:
3. Анализ процесса червячного зубофрезерования.
4. Совершенствование конструкций фрез.
3. Анализ Моделирования твердотельных объектов и поверхностей с использованием параметрики.
4. Структурировать внедрение элементов твердотельного проектирования в изготовление червячной зуборезной фрезы.
5. Продемонстрировать проектирование инструмента с элементами твердотельного моделирования.
Общие выводы и результаты исследования.
Выявлен комплекс технических решений по повышению качества червячных зуборезных фрез. Выявлены наиболее важные параметры фрез. Произведено деление параметров на стойкостные и точностные. Выявлены операции существующего технологического процесса, на примере Инструментального производства, на которых формируются определяющие параметры фрезы. Выявлены проблемы на данных операциях, препятствующие изготовлению червячных фрез необходимого качества и стойкости.
Разработана качественно новая станочная оснастка и модернизирована существующая. Выполнены расчеты погрешностей, возникающих при работе данной оснастки. Улучшение технологии изготовления позволит сократить долю ручного труда, уменьшит припуска на лимитирующих операциях. Статистическими исследованиями результатов экспериментов, было обосновано сокращение номенклатуры материалов, использующихся для производства червячных фрез.
Параметрическая модель создаётся с целью сокращения времени на выполнение рутинной работы создания SD-моделей типовых деталей. параметрическая модель реализует известный алгоритм построения параметрического зубчатого венца, одинаково применимый для построения венца на валу и во втулке.
В теоретической главе проведен анализ требований стандартов режущего инструмента, процесса зубонарезания. С нашей точки зрения, потери необходимо предотвратить ещё на этапе проектирования инструмента. Необходимо не только устранить, но и впредь не допускать дальнейшего появления и развития потерь.
Таким образом, для действительно эффективного изготовления, обеспечивающего постоянное улучшение качества продукции, нужна максимально полная информация как о требованиях к процессу, так и о фактическом его состоянии. В результате должен разрабатываться комплекс мероприятий по взаимодействию на всех этапах производства, качеству самого инструмента и каждой его составляющей, характеристикам всех процессов его жизненного цикла. Каждый отдельно взятый процесс должен получить количественные показатели результативности и эффективности
В практической части выявлен комплекс технических решений по повышению качества червячных зуборезных фрез. Выявлены наиболее важные параметры фрез. Произведено деление параметров на стойкостные и точностные. Выявлены операции существующего технологического процесса, на примере Инструментального производства, на которых формируются определяющие параметры фрезы. Выявлены проблемы на данных операциях, препятствующие изготовлению червячных фрез необходимого качества и стойкости.
Разработана качественно новая станочная оснастка и модернизирована существующая. Выполнены расчеты погрешностей, возникающих при работе данной оснастки. Улучшение технологии изготовления позволит сократить долю ручного труда, уменьшит припуска на лимитирующих операциях. Статистическими исследованиями результатов экспериментов, было обосновано сокращение номенклатуры материалов, использующихся для производства червячных фрез, применение нового абразивного инструмента на операции заточке фрезы по передней поверхности.
По результатам проектирования выработана методика, благодаря которой, можно повысить качество изготовления червячного зуборезного инструмента,. Решения, предложенные в дипломном проекте, основаны на достаточно глубоком изучении современного положения дел в реальном производстве и вполне могут быть воплощены в жизнь.
Ожидаемый эффект от решения поставленных задач, заключается в увеличение стойкости фрезы, снижение уровня дефектности, управляемости процессом производства. В экономической части проекта рассчитаны показатели эффективности.
Выявлен комплекс технических решений по повышению качества червячных зуборезных фрез. Выявлены наиболее важные параметры фрез. Произведено деление параметров на стойкостные и точностные. Выявлены операции существующего технологического процесса, на примере Инструментального производства, на которых формируются определяющие параметры фрезы. Выявлены проблемы на данных операциях, препятствующие изготовлению червячных фрез необходимого качества и стойкости.
Разработана качественно новая станочная оснастка и модернизирована существующая. Выполнены расчеты погрешностей, возникающих при работе данной оснастки. Улучшение технологии изготовления позволит сократить долю ручного труда, уменьшит припуска на лимитирующих операциях. Статистическими исследованиями результатов экспериментов, было обосновано сокращение номенклатуры материалов, использующихся для производства червячных фрез.
Параметрическая модель создаётся с целью сокращения времени на выполнение рутинной работы создания SD-моделей типовых деталей. параметрическая модель реализует известный алгоритм построения параметрического зубчатого венца.
Таким образом, для действительно эффективного изготовления, обеспечивающего постоянное улучшение качества продукции, нужна максимально полная информация как о требованиях к процессу, так и о фактическом его состоянии. В результате должен разрабатываться комплекс мероприятий по взаимодействию на всех этапах производства, качеству самого инструмента и каждой его составляющей, характеристикам всех процессов его жизненного цикла. Каждый отдельно взятый процесс должен получить количественные показатели результативности и эффективности
В практической части выявлен комплекс технических решений по повышению качества червячных зуборезных фрез. Выявлены наиболее важные параметры фрез. Произведено деление параметров на стойкостные и точностные. Выявлены операции существующего технологического процесса, на примере Инструментального производства, на которых формируются определяющие параметры фрезы. Выявлены проблемы на данных операциях, препятствующие изготовлению червячных фрез необходимого качества и стойкости.
Разработана качественно новая станочная оснастка и модернизирована существующая. Выполнены расчеты погрешностей, возникающих при работе данной оснастки. Улучшение технологии изготовления позволит сократить долю ручного труда, уменьшит припуска на лимитирующих операциях. Статистическими исследованиями результатов экспериментов, было обосновано сокращение номенклатуры материалов, использующихся для производства червячных фрез, применение нового абразивного инструмента на операции заточке фрезы по передней поверхности.
По результатам проектирования выработана методика, благодаря которой, можно повысить качество изготовления червячного зуборезного инструмента,. Решения, предложенные в дипломном проекте, основаны на достаточно глубоком изучении современного положения дел в реальном производстве и вполне могут быть воплощены в жизнь.
Ожидаемый эффект от решения поставленных задач, заключается в увеличение стойкости фрезы, снижение уровня дефектности, управляемости процессом производства. В экономической части проекта рассчитаны показатели эффективности.
Выявлен комплекс технических решений по повышению качества червячных зуборезных фрез. Выявлены наиболее важные параметры фрез. Произведено деление параметров на стойкостные и точностные. Выявлены операции существующего технологического процесса, на примере Инструментального производства, на которых формируются определяющие параметры фрезы. Выявлены проблемы на данных операциях, препятствующие изготовлению червячных фрез необходимого качества и стойкости.
Разработана качественно новая станочная оснастка и модернизирована существующая. Выполнены расчеты погрешностей, возникающих при работе данной оснастки. Улучшение технологии изготовления позволит сократить долю ручного труда, уменьшит припуска на лимитирующих операциях. Статистическими исследованиями результатов экспериментов, было обосновано сокращение номенклатуры материалов, использующихся для производства червячных фрез.
Параметрическая модель создаётся с целью сокращения времени на выполнение рутинной работы создания SD-моделей типовых деталей. параметрическая модель реализует известный алгоритм построения параметрического зубчатого венца.