Elastic hones for polishing tooth profiles of heat-treated spur wheels for special applications

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The most important component of the technological process of manufacturing of gear wheels of critical products is the operation of teeth honing. Special requirements are imposed on the surface quality of special-purpose gears, where imported abrasive tools were used, the supply of which in modern economic conditions is impossible. Purpose of work: development of formulation, technological equipment and technology of manufacturing of elastic diamond gear hones instead of imported ones for teeth honing of gear wheels of special purpose. Research methods. Subject of research are samples of imported elastic gear hones and created domestic analogs. The mechanical properties, morphology and chemical composition of the abrasive (diamond) layer of the working surface of the teeth and the annular gear were determined. The content of chemical elements was controlled in separate points of the surface and by scanning over the area on a scanning electron microscope. The formulation and technology of production of annular gears were determined. Results and Discussion. Designs of molds for forming the abrasive layer and the hub of the gear hone are developed. The peculiarities of morphology of the material of the working layer and the annular gear of the elastic diamond gear hone are revealed. On the basis of the conducted research, domestic analogs of materials of constituent elements of the gear hone are determined. Two manufacturing technologies were considered: pressing and injection molding. Two molds were made to test the technology: a simplified model consisting of two teeth and a round mold. Several methods of manufacturing hone teeth were analyzed: manufacturing of an abrasive layer with different degree of pre-vulcanization, subsequent introduction of gear material and final vulcanization of the whole product. The mechanical properties of the materials of the working abrasive layer and the annular gear were determined. The chemical composition of the components of the hone and the boundary zone are studied. As a result of the conducted research, recommendations on the formulation of the abrasive layer and the annular gear, technology of manufacturing of the gear hone intended for final treatment of teeth of heat-treated spur wheels of special purpose are given.

About the authors

V. A. Nosenko

Author for correspondence.
Email: vladim.nosenko2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5074-1099
D.Sc. (Engineering), Professor, Volzhsky Polytechnic Institute (branch) of Volgograd State Technical University, 43a Engelsa str., Volzhskiy, 404120, Russian Federation, vladim.nosenko2014@yandex.ru

Y. S. Bagaiskov

Email: bagaiskov@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-2255-6064
D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Volzhsky Polytechnic Institute (branch) of Volgograd State Technical University, 43a Engelsa str., Volzhskiy, 404120, Russian Federation, bagaiskov@bk.ru

A. E. Mirosedi

Email: mirosedy.ae@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-8252-3299
Volzhsky Polytechnic Institute (branch) of Volgograd State Technical University, 43a Engelsa str., Volzhskiy, 404120, Russian Federation, mirosedy.ae@gmail.com

A. S. Gorbunov

Email: gorbunov-as@reductor-pm.com
ORCID iD: 0009-0001-5780-8508
D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Joint Stock Company "Aviation Gearboxes and Transmissions - Perm Motors", 105g Geroev Khasan St., Perm, 614025, Russian Federation, gorbunov-as@reductor-pm.com

References

  1. Калашников А.С. Зубохонингование зубчатых колес // РИТМ: Ремонт. Инновации. Технологии. Модернизация. – 2013. – № 10 (88). – С. 22–29. – EDN SJMDXT.
  2. Калашников А.С., Моргунов Ю.А., Калашников П.А. Особенности технологии зубохонингования цилиндрических колес // Справочник. Инженерный журнал. – 2014. – № 6 (207). – С. 3–9. – doi: 10.14489/hb.2014.06.pp.003-009.
  3. Чистовая обработка зубьев закаленных цилиндрических передач зубохонингованием / А.С. Калашников, Ю.А. Моргунов, А.Н. Васильев, А.Г.  Караванова // Справочник. Инженерный журнал. – 2022. – № 8. – С. 11–16. – doi: 10.14489/hb.2022.08.pp.011-016.
  4. Граф В. Шлифование и полирование зубчатых колес // РИТМ машиностроения. – 2016. – № 6. – С. 27–28.
  5. Караванова А.Г., Калашников А.С. Различие результатов процессов обработки зубчатых колес методами хонингования, шлифования и полирования исходя из выявленных значений микронеровностей обрабатываемой поверхности // Наука и бизнес: пути развития. – 2020. – № 11 (113). – С. 23–27.
  6. Bagaiskov Yu., Ushakov N. Physical and mechanical parameters of gear hones with modified epoxy-polymer bond // Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021). – Springer, 2022. – Vol. 2. – P. 533–540. – doi: 10.1007/978-3-030-85230-6_63.
  7. Анализ механических свойств полиуретановых материалов, изготовленных по растворной и литьевой технологии / В.Д. Кислицын, В.В. Шадрин, И.В. Осоргина, А.Л. Свистков // Вестник Пермского университета. Физика. – 2020. – Вып. 1. – С. 17–25. – doi: 10.17072/1994-3598-2020-1-17-25.
  8. Шумилов Ф.П. Композиты на основе литьевых полиуретанов, модифицированных частицами наноуглеродов: дис. … канд. хим. наук. – СПб., 2021. – 186 с.
  9. Bagaiskov Yu. Influence of elastic deformation of gear hone teeth on machined gear accuracy // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 971. – P. 042014. – doi: 10.1088/1757-899X/971/4/042014.
  10. Севастьяненко Г.Н., Рабинович Э.С., Яковчук Ю.А. Алмазные зубчатые хоны на каучуковых связках // Синтетические алмазы. – 1978. – № 3. – С. 27–28.
  11. Graf W. Polish grinding of gears for higher transmission efficiency // Gear solutions: website. – 2016, May 27. – URL: http://gearsolutions.com/features/polish-grinding-of-gears-for-higher-transmission (accessed: 07.02.2024).
  12. Creep feed grinding of γ-TiAl using single layer electroplated diamond superabrasive wheels / R. Hood, P. Cooper, D.K. Aspinwall, S.L. Soo, D.S. Lee // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. – 2015. – Vol. 11. – P. 36–44. – doi: 10.1016/j.cirpj.2015.07.001.
  13. Evaluation of workpiece surface integrity following point grinding of advanced titanium and nickel based alloys / D. Curtis, S.L. Soo, D.K. Aspinwall, A. Mantle // Procedia CIRP. – 2016. – Vol. 45. – P. 47–50. – doi: 10.1016/j.procir.2016.02.343.
  14. Mohan R., Deivanathan R. A review of self-sharpening mechanisms of fixed abrasive tools // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. – 2019. – Vol. 10 (2). – P. 965–974.
  15. Anderson D., Warkentin A., Bauer R. Comparison of spherical and truncated cone geometries for single abrasive-grain Cutting // Journal of Materials Processing Technology. – 2012. – Vol. 212 (9). – P. 1946–1953. – doi: 10.1016/j.jmatprotec.2012.04.021.
  16. A systematic investigation on the diamond wear mechanism during the dry scratching of WC/Co / Q. Zhang, Q. Zhao, H. Su, S. To // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2017. – Vol. 70. – P. 184–190. – doi: 10.1016/j.ijrmhm.2017.10.006.
  17. A novel agglomerated diamond abrasive with excellent micro-cutting and self-sharpening capabilities in fixed abrasive lapping processes / J. Chen, T. Sun, J. Su, J. Li, P. Zhou, Y. Peng, Y. Zhu// Wear. – 2020. – Vol. 464–465. – P. 203531. – doi: 10.1016/j.wear.2020.203531.
  18. Relation between self-organization and wear mechanisms of diamond films / V. Podgursky, A. Bogatov, M. Yashin, S. Sobolev, I. Gershman // Entropy. – 2018. – Vol. 20 (4). – P. 279. – doi: 10.3390/e20040279.
  19. Butler-Smith P., Axinte D.A., Daine M. Solid diamond micro-grinding tools: from innovative design and fabrication to preliminary performance evaluation in Ti–6Al–4V // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2012. – Vol. 59. – Р. 55–64. – doi: 10.1016/j.ijmachtools.2012.03.003.
  20. Патент № 2358852 Российская Федерация. Состав алмазного инструмента / Альтшулер В.М., Герасимов С.А., Духовской А.И., Подобрянский А.В. – № 2007104185/02; заявл. 05.02.2007; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.
  21. Патент № 2489248 Российская Федерация. Состав алмазного инструмента / Герасимов С.А. – № 20011149103/02; заявл. 02.12.2011; опубл. 10.08.2013, Бюл. № 22.
  22. Патент № 2513429 Российская Федерация. Состав полировального инструмента со связанным абразивом / Герасимов С.А., Дмитриева Н.М., Косарева Т.А., Каспарова Е.Г. – № 20011149105/05; заявл. 02.12.2011; опубл. 20.04.2014, Бюл. № 11.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».