Грицай Ігор Євгенович. Основи підвищення ефективності процесу нарізання циліндричних зубчастих коліс черв'ячними фрезами: дисертація д-ра техн. наук: 05.03.01 / Національний технічний ун-т України "Київський політехнічний ін- т". - К., 2003.
Анотація до роботи:
Грицай І.Є. Основи підвищення ефективності процесу нарізання циліндричних зубчастих коліс черв’ячними фрезами. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – Процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003.
В дисертації наведені результати досліджень, якими створено науково – теоретичну та прикладну основу комплексного вивчення та аналізу процесу нарізання циліндричних зубчастих коліс черв’ячними фрезами. На підставі теоретичних і експериментальних досліджень процесу різання та параметрів зрізів, силового і теплового навантаження, динаміки сили різання розкрито резерви підвищення продуктивності процесу зубофрезерування, точності обробки й стійкості черв’ячних фрез до спрацювання та створено ефективну схему різання черв’ячної фрези для двопрохідного нарізання циліндричних зубчастих коліс.
Результати роботи впроваджено у виробництво черв’ячних фрез та зубчастих коліс на підприємствах України.
У роботі на основі нової розробленої графоаналітичної моделі параметрів зрізів черв’ячної фрези розвинуто та уточнено теорію процесу зубофрезерування, що дозволило виявити резерви підвищення ефективності процесу зубофрезерування та розробити нову ефективну схему різання черв’ячної фрези.
Для дослідження процесу нарізання циліндричних зубчастих коліс запропонований новий спосіб знаходження форми та розмірів перехідної поверхні частково сформованої западини між зубцями, яка визначає параметри поперечного перерізу зрізів черв’ячної фрези. Створення на цій підставі моделі параметрів зрізів дало можливість глибше дослідити процес різання черв’ячною фрезою та встановити основні напрямки удосконалення черв’ячних фрез.
Результати дослідження розподілу припуску між активними елементами забезпечили розроблення теоретичних основ силового навантаження черв’ячної фрези на рівні зубців, лез та рейок. Урахування впливу на силу різання зубофрезерування невільного стружкоутворення, тертя на контактних поверхнях, робочих кінематичних кутів, змінної товщини зрізів і рівня торцевого перекриття дало можливість визначити силу різання та її складові в кожній точці активного простору для леза, периметра різання одного зубця, окремої рейки або черв’ячної фрези загалом. Разом із встановленою залежністю питомої сили різання зубофрезерування від початкових умов це забезпечило вищу точність і надійність силових розрахунків процесу зубонарізання.
Для прогнозування стійкості до спрацювання черв’ячних фрез розроблений метод, що базується на розрахунку теплових потоків, які виникають у процесі різання на контактних ділянках передньої та задньої поверхонь кожного активного леза, та визначенні на цій основі температури лез. Отримано аналітичні залежності, які дають змогу прогнозувати період стійкості зубців та лез черв’ячної фрези за їх середньою температурою без проведення попередніх експериментальних досліджень.
На основі аналізу температури на контактних поверхнях розроблено динамічну модель становлення температури на лезах черв’ячної фрези, на основі якої досліджено сталість у динамічній тепловій системі процесу різання та забезпечено досягнення максимальної стійкості черв’ячних фрез до спрацювання.
Вперше розроблено динамічну модель процесу різання черв’ячною фрезою, в якій враховано вплив на силу різання інтенсивності стружкоутворення, умов невільного різання на зубцях фрези і температурної зміни механічних властивостей перехідної поверхні западини між зубцями заготовки. Виведені аналітичні залежності для розрахунку постійних часу перехідних процесів, за якими встановлено вплив процесу різання на виникнення коливань у пружній системі верстата.
Створено новий метод визначення динамічних параметрів еквівалентної пружної системи зубофрезерного верстата за зв’язком із різанням, в основу якого покладено спектральний комп’ютерний аналіз автоколивань у ланцюгах інструмента й зубчастого колеса, зумовлених імпульсним збудженням. Метод дозволяє спростити та зменшити працемісткість досліджень пружних систем верстатів. На підставі запропонованого експериментального методу експрес - аналізу динамічної характеристики верстата й теоретичної динамічної моделі процесу різання проаналізовані умови виникнення коливань і вібрацій у замкненій пружній системі верстата під час зубообробки й забезпечено сталість пружної системи вибором ефективних робочих режимів та раціональних конструктивних і геометричних параметрів черв’ячних фрез.
Встановлено, що в процесі зубофрезерування між температурною зміною механічних властивостей заготовки зубчастого колеса та силою різання виникає фазовий зсув, який призводить до періодичної зміни величини сили різання. В результаті цього температурна зміна механічних властивостей поверхні западини, в якій відбувається різання, є додатковим джерелом автоколивань, що поряд із відставанням сили різання від товщини зрізів, є ще одним фактором автоколивань у пружній системі верстата.
Ґрунтуючись на результатах виконаних теоретичних і експериментальних досліджень, розроблено ефективну схему двопрохідного нарізання циліндричних зубчастих коліс та черв’ячні фрези з поділеним профілем початкового контуру, для яких встановлені раціональні параметри та робочі режими їх експлуатації. За результатами моделювання й дослідження комплекту фрез із модифікованою схемою різання в лабораторних та виробничих умовах встановлено, що їх використання забезпечило вищу ефективність, що проявляється в підвищенні якості обробки, стійкості черв’ячних фрез до спрацювання, зменшення сили різання, а також у підвищення продуктивності процесу нарізання зубчастих коліс модулів 4,5 – 10 мм в 1,75 – 2,3 раза.
Публікації автора:
Гулида Э.Н., Грицай И.Е., Заруцкий Г.И. Сборная хон-рейка для алмазного зубохонингования // Технология и организация производства. – К., 1986. – С.25-26. Внесок здобувача: розроблення конструкції базових елементів хон-рейки, дослідження точності чистового оброблення зубчастих коліс.
Грицай І.Є. Моделювання параметрів зрізів, сил та моментів під час нарізання зубчастих коліс черв`ячними фрезами // Машинознавство. – 1998. – № 7. – С.19 - 24.
Грицай І.Є. Паралельна обробка зубчастих та шліцевих поверхонь двома інструментами в умовах обкочування // Машинознавство. – 1998. – № 8. – С.32 - 35.
Грицай І.Є. Моделювання роботи черв`ячної фрези з високими осьовими подачами // Вісник ДУ “Львівська політехніка”. – 1998. – №.321: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні і приладобуванні. – С.17 - 22.
Грицай І.Є. Аналіз параметрів зрізів та розподілу навантаження під час роботи черв`ячної фрези з попутною та зустрічною подачею // Вісник ДУ “Львівська політехніка”. – 1999. - № 359: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні й приладобудуванні. – С.10 - 19.
Грицай І.Є., Ситнік В.В. Силове поле черв`ячної зуборізної фрези та його кількісна оцінка //. Вісн. ДУ “Львівська політехніка”. - 1999. -№ 371: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні й приладобудуванні. – С.3 - 13. Внесок здобувача: розроблення теоретичних основ силового поля в функції параметрів зрізів черв’ячної фрези та аналітичних залежностей для розрахунку сили різання.
Грицай И.Е., Когут Н.С. Влияние параметров срезов на динамические характеристики процесса резания червячными фрезами с разделенным исходным контуром // Вестн. Национ. технич. ун-та Украины “Киевский политехнический институт”. – 2000. - Вып. 39: Машиностроение. – С.163 - 177. Внесок здобувача: розроблення теоретичних основ комплексного дослідження параметрів зрізів і сили різання зубофрезерування та їх впливу на динаміку процесу.
Грицай І.Є. Динаміка двохперехідного нарізання зубчастих коліс черв’ячними фрезами в автоматичному циклі // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. Укр. міжвід. наук.-техн. зб. – Львів. Видавництво НУ “Львівська політехніка”. – 2000. – Вип. 35. – С.47 - 54.
Грицай І.Є. Моделювання та оптимізація динаміки процесу різання черв’ячними фрезами з розподіленим вихідним контуром // Вісн. НУ “Львівська політехніка ”.- 2000. - № 371: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні й приладобудуванні”. – С.11 - 19.
Грицай І.Є. Моделювання спектра гармонічних складових сили різання у процесах зубофрезерування в умовах обкочування // Вісн. НУ “Львівська політехніка ”. – 2000. - № 412: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні й приладобудуванні”. – С.18 - 32.
Грицай І.Є. Параметрична модель стійкості черв’ячної фрези за роботою різання її зубців та лез // Проектування, виробництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів: Зб. наук. праць. – Львів, 2000.- Вип. 3. – С. 53 - 57.
Грицай І.Є. Вплив деформаційно-теплових процесів на виникнення та підтримання автоколивань під час різання // Вісн. Житомир. інж.-технологічн. ін-ту. - 2001. - №19. – С.40 - 44.
Грицай І.Є., Грень Я.В. Динамічна характеристика зубофрезерного верстата за коливанням його осей // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні: Укр. міжвід. наук.-техн. зб. – Львів: Видавництво НУ “Львівська політехніка”. Вип. № 36. - 2001. – С.52 - 61. Внесок здобувача: розроблення методу аналізу пружної системи верстата та його теоретичне обґрунтування.
Грицай І.Є Динамічна модель пружної системи різання // Вісн. НУ“Львівська політехніка” - 2001. - №. 434: “Динаміка, міцність та проектування машин і приладів”. – С.39 - 52.
Грень Я.М. Грицай І.Є, Равська Н.С. Експрес-аналіз динаміки еквівалентної пружної системи зубофрезерного верстата // Вісн. Житомир. інж.-технологічн. ін-ту. - 2001. – С.120 - 128. Внесок здобувача: розроблення методу аналізу пружної системи верстата.
Грицай І.Є. Кінематичні кути інструмента, який працює в умовах обкочування. // Наукові нотатки Луцьк. держ. техніч. ун - ту. – 2001. Вип.№ 9. – С. 92 - 112.
Грицай І.Є., Афтаназів І.С. Підвищення ефективності двохперехідного нарізання зубчастих коліс черв’ячними фрезами з модифікованим профілем // Вестн. Нац. техн. ун-та Украины “Киевский политехнический институт”. – 2001. – Вып. 40: Машиностроение. – С. 140 - 149. Внесок здобувача: обґрунтування модифікованої схеми різання черв’ячної фрези та її теоретичне дослідження.
Грицай І.Є. Прогресивний спосіб двохперехідного нарізання циліндричних зубчастих коліс черв’ячними фрезами та аналіз динаміки процесу // Проблемы создания новых машин и технологий: Науч. тр. Кременчук. гос. политехн. ун-та. - 2001 – 10. Вып.1. – С. 418 - 422.
Грицай І.Є. Структурна модель процесу зношування черв’ячної фрези // Проблеми трибології: Міжнар. наук. журн. - 2001. - № 1. – С.12 - 21.
Равская Н.С., Грицай И.Е Червячные фрезы для высокопроизводительного нарезания зубчатых колес. // Автомобильный транспорт. Сб. науч. тр. Харьков. национальн. автом.-дорожн. ун-та.– Харьков. - 2001. – Вып.7-8. – С.220 - 222. Внесок здобувача: дослідження впливу криволінійних лез та забірного конуса на ефективність використання модифікованих фрез.
Грицай І.Є. Прогнозування стійкості черв’ячних фрез за інтенсивністю теплових потоків і температурою їх робочих поверхонь // Вісн. НУ “Львівська політехніка.” – 2002. - № 442: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні й приладобудуванні. – С.26 - 35.
Грицай І., Свізінський В., Новіцький Я. Аналіз силового поля черв’ячної фрези на основі параметрів зрізів. 4-й міжнар. симпоз. українськ. інж.-механіків у Львові. Тези доп. - Львів, 1999. - С.107.
Грицай І.Є. Технологічне моделювання у графічній системі “КОМПАС -ГРАФИК”.. Проблеми впровадження САПР у навчальному процесі. Збірн. доп. Всеукр. наук.-технічн. конф. – Львів, 1998. – С.28 - 29.
Грицай И.Е., Павлышин М.А.Червячные фрезы с модифицированной схемой обкат очного движения и результаты их исследования. Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях. Матер. первой промышлен. междун. науч.-техн. конф. – К., 2001. – С.47.
