Авторы: Edward Rolinski, Mikel S. Woods
Перевод: Е. П. Лось
Название в оригинале: Deep grinding of gears.
Источник: Asm heat treating cociety 2015 conference exposinion Booth №701.
Edward Rolinski, Mikel S. Woods. Глубинное шлифование зубчатых колес. В данной статье рассмотрена экономическая эффективность глубинного шлифования зубчатых колес.
Зубчатые колеса являются одними из наиболее распространенных деталей в современном машиностроении. Высокие требования по надежности, долговечности, передаваемой мощности, высокой точности работы механизмов и другим параметрам, предъявляемые к этим изделиям, стимулируют разработку новых эффективных технологий их производства. Снижение трудоемкости – прямой фактор роста производительности труда, что в свою очередь приводит к росту выпуска продукции и снижению численности рабочих. Однако, для того чтобы широко применяться в производстве, технология должна быть выгодной и с экономической точки зрения.
В настоящее время изготовление зубчатых колес традиционно включает в себя операции предварительного профилирования методами лезвийной обработки (зубофрезерование, зубодолбление, зубострогание), термообработку (закалку) или химико-термическую обработку (цементацию, азотирование) и чистовое зубошлифование. Прогрессивные методы безотходной обработки давлением находят применение только при изготовлении мелкомодульных колес.
Применяемая в настоящее время технология трудоемка и материалоемка. Традиционная технология ориентирована на серийный выпуск больших партий зубчатых колес. При выпуске небольших партий изделий стоимость и время изготовления зубчатого колеса существенно возрастают.
В настоящее время процессы лезвийной обработки (фрезерование, протягивание и др.) вытесняются прогрессивной схемой профильного глубинного шлифования. Как показывает анализ, эта схема имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной.
Для установления возможности замены традиционной технологии изготовления зубчатых колес (зубофрезерование + чистовое шлифование) на профильное глубинное шлифование правящимся абразивным инструментом на керамической связке в производственных условиях были проведены испытания новой технологии.
Рассматривались два варианта профилирования зубчатого колеса. Сравнение осуществлялось с учетом особенностей изготовления в механическом цехе ММПП «lСалют» для мелкосерийного выпуска при одинаковой программе и партионности, т. е. когда соблюдается условие равноценности вариантов. В эксперименте была проведена замена зубофрезерования твердосплавной фрезой на профильное глубинное шлифование высокопористым абразивным кругом.
При оценке вариантов были использованы следующие модели станков: при зубофрезеровании – Pfauter P-600, при глубинном шлифовании - Pfauter P-600G. Было показано, что имеет место сокращение нормированного времени в 1,75 раза [1].
При замене зубофрезерования на глубинное шлифование в условиях мелкосерийного производства происходят изменения в структуре затрат. Очевидно, что улучшение технологических показателей процесса сопровождается повышением экономических показателей обработки. Как показывает вышеприведенный анализ, глубинное шлифование имеет ряд достоинств по сравнению с традиционной схемой зубофрезерования: снижение трудоемкости соответствует 42,8 %, а рост производительности труда – 74,8 %.м).
Себестоимость затрат, а также структура затрат в приведенных примерах технико-экономически обосновывают целесообразность выбора глубинного шлифования [2].
Обработка зубчатых колес на станках методом глубинного шлифования чрезвычайно эффективна при изготовлении малых партий до 15 деталей. Новая технология сохраняет свою эффективность при изготовлении партий зубчатых колес, насчитывающих более 15 шт.
Резервы эффективности технологии глубинного шлифования связаны также с совершенствованием характеристик абразивного и правящего инструмента, способов шлифования, правки и подачи СОЖ к абразивному кругу. Принципиально новым этапом развития, радикально повышающим эффективность обработки ответственных деталей авиадвигателей, является использование скоростного и высокоскоростного глубинного шлифования.
Таким образом, достигнутый уровень развития технологических средств глубинного шлифования создает объективные предпосылки для широкого внедрения и совершенствования интегральных технологий, огромные возможности которых придают им статус важнейшего направления общего прогресса в области механической обработки высоко ответственных деталей сложной конфигурации.
1. E. J. Mittemeijer and M. A. J. Somers (Ed.), Thermochemical Surface Engineering of Steels, 2014 Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering: Number 62, Cambridge, UK, Waltham, MA, U.S.A., Kidlington, UK, p. 1–792.;
2.P. Terry, High-temperature Gear Materials, Gear Technology, November/December 2013, p. 94.