СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИСПРАВЛЯЮЩИХ СПОСОБНОСТЕЙ ШЕВИНГОВАНИЯ-ПРИКАТЫВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС С КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ

В статье рассматривается ряд аспектов, связанных с экспериментально-статистическим исследованием исправляющих способностей нового высокопроизводительного ресурсосберегающего процесса комбинированной зубообработки цилиндрических колес с круговыми зубьями шевингованием-прикатыванием. Доказано, что переноса погрешностей зубчатого венца, полученных на предварительных операциях зубообработки на венец конечной детали не происходит.

Ключевые слова: зубчатое колесо, круговые зубья, корреляция, регрессия, шевингование-прикатывание.

В Тульском государственном университете на протяжении ряда последних лет разрабатывался процесс шевингования-прикатывания для чистовой обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями (ЦККЗ) [1, 2, 3].

Исследовался процесс обработки колес с модулем мм, числом зубьев , коэффициентом смещения χ=0, шириной венца b=10 мм, номинальным радиусом кривизны R₀₁=20 мм, выполненных из стали 20Х ГОСТ 4543-71, за 3-4 рабочих циклов (оборотов заготовки при сближении с шевером-прикатником) и 1-2 выхаживающих цикла обработки. В ходе экспериментов было установлено, что процесс шевингования-прикатывания зубчатых венцов исправляет погрешности заготовки, в основном, за счет срезания припуска, а частично - за счет выдавливания. При этом поверхность зубьев получается гладкая, чистая.

Процесс обработки заключается в совместном свободном обкате инструмента и заготовки. Инструмент – шевер-прикатник устанавливается на оправке инструментального шпинделя и вращается с частотой
250 мин^-1. Заготовка свободно вращалась на оправке приспособления и находится в двухпрофильном (беззазорном) зацеплении с инструментом. После совершения инструментом числа оборотов, равных числу зубьев обрабатываемой заготовки, осуществляется реверсирование. Обработка производилась за три рабочих цикла с периодической подачей сближения заготовки и за два цикла выхаживания без подачи заготовки. В результате обработки удалялся припуск 0,08…0,12 мм по толщине зуба.

Основной задачей статистического исследования является
доказательство исправляющей способности процесса шевингования-прикатывания ЦККЗ. Для этого использовались заготовки с предварительно оформленным зубчатым венцом, полученные фрезерованием одной двухсторонней зуборезной резцовой головкой. Обрабатывалась партия из 50 ЦККЗ цилиндрическим шевером-прикатником с числом зубьев z₀=31.

Измерения проводились для средних сечений колес. Зубчатые колеса измерялись по следующим параметрам: F_rr – радиальному биению зубчатого колеса; F_VWr – колебанию длины общей нормали; f_Ptr – отклонению шага, F_P – накопленной погрешности шага [4] до и после шевингования-прикатывания. Полученные данные приведены в табл. 1 и 2.

Целью корреляционного анализа, прежде всего, является установление наличия, формы и силы взаимосвязи между отдельными параметрами точности на смежных операциях механической обработки.

Для того чтобы определить, как влияют погрешности, полученные на предшествующей операции (зубофрезерования), на точность последующей операции (шевингования-прикатывания) найдены уравнения корреляционной зависимости. Линии регрессии представлены на рис. 1 – 5.

Коэффициенты корреляции вычислим по формуле

,

где и - случайные величины; N – количество измеряемых колес.

Коэффициент корреляции характеризует тесноту связи линейной корреляции и лежит в пределах от -1 до +1. При значениях , близких к нулю, линейная корреляционная связь отсутствует [5].

Таблица 1