Повышение качества и производительности обработки спирально-конических зубчатых колес приводов горных машин на станках с ЧПУ

Спирально-конические зубчатые колеса являются важнейшими компонентами механических систем высоконагруженных приводов горных машин. Для обеспечения должного ресурса и эффективности эксплуатации передаточных устройств с коническими передачами к качеству изготовления спирально-конических зубчатых колес предъявляют достаточно жесткие требования, которые достигаются в процессе их механической обработки.

В данной статье представлены результаты исследования влияния параметров обработки на погрешность формы, шероховатость поверхности и время обработки при формообразовании спиральных конических зубчатых колес Gleason на станке с ЧПУ модели Klingelnberg C27. Для решения задач оптимизации параметров обработки использовалась матрица планирования экспериментов Бокса-Бенкена, программное обеспечение Minitab, при помощи которых были получены адекватные квадратичные уравнения регрессии, определяющие количественную связь между качеством и производительностью обработки колеса и технологическими параметрами обработки – глубиной чернового резания (ST1), скоростью чистового резания (VT2) и глубиной чистового резания (ST2). Результаты исследования показывают, что параметр VT2 является доминирующим фактором, который оказывает существенное влияние на изменение погрешности формы (VT2 – 76,83%) и шероховатости поверхности (VT2 – 71,73%). При оптимальных параметрах (ST1 = 0,079 мм, VT2 = 307 м/мин, ST2 = 0,026 мм) погрешность формообразования составила 7,933 мкм (класс 6, DIN 3965), шероховатость поверхности – 0,6243 мкм (класс 8), а время обработки составило 196 секунд, т.е. уменьшилось на 28,73%.

Выполненные эксперименты подтвердили высокую точность полученных регрессионных моделей, что обеспечивает надежную основу для прогнозирования качества и эффективности производства спирально-конических зубчатых колес.

Ключевые слова: спиральная коническая передача, станок с ЧПУ, параметры обработки, погрешность формы, шероховатость поверхности, уравнения регрессии, оптимизация, план Бокса-Бенкена.