Тульский государственный университет, Тула, Россия

В. А. Белякова, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: valentina.belyakova5@yandex.ru
И. А. Воробьев, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: imsilya@mail.ru

С. М. Никольский, аспирант, эл. почта: serg.nickolscky@yandex.ru

ООО НПФ «Техполиком», Москва, Россия
Г. А. Нуждин, заместитель генерального директора по качеству, эл. почта: nuzhdin.65@mail.ru

Основной задачей технологии машиностроения является изготовление деталей с наименьшими трудозатратами, наибольшими производительностью и коэффициентом использования металла. Большое будущее в обработке металлов принадлежит комбинированным методам и аддитивным технологиям. Это наиболее передовые и прогрессивные технологии изготовления деталей, которые обеспечивают значительные повышение производительности труда, сокращение технологических отходов металла, а также снижение трудоемкости процессов и себестоимости продукции. Выполнены проектирование и изготовление нового импортозамещающего инструмента для обработки зубчатых колес с применением аддитивной технологии. Аддитивные технологии (или 3D-печать) представляют собой инновационный подход к производству изделий, в частности обрабатывающего инструмента. Принципиальным отличием данной технологии от традиционных способов является получение изделия методом добавления материала к основе, а не удаления материала из заготовки, как это происходит при механической обработке. Рассмотрено использование метода SLS (Selective Laser Sintering, выборочное лазерное спекание) — аддитивного способа получения модели путем спекания лазерным лучом. Проведены натурные эксперименты, подтверждающие применимость предложенного метода для изготовления рассматриваемого типа инструментов. Анализ результатов работы предложенной конструкции показал повышение точности обрабатываемых изделий на 1–2 степени по ГОСТ 1643-81 и уменьшение шероховатости боковой поверхности зубьев до 1,2 мкм.

Исследования проведены при финансовой поддержке в рамках гранта Правительства Тульской области — ДС/175/ИМС/24/ТО «Проектирование специального импортозамещающего инструмента для финишной обработки цилиндрических зубчатых колес».

1. Kelliger T., Meurer M., Bergs, T. Potentials of additive manufacturing for cutting tools: A review of scientific and Industrial applications // Metals. 2024. Vol. 14, Iss. 9. 982. DOI: 10.3390/met14090982
2. Чечуга А. О. Применение аддитивных технологий в инструментальном производстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 10. С. 452–454.
3. Kugaevskii S., Pizhenkov E., Gamberg A. The effectiveness of additive SLM-technologies in the manufacture of cutting tools // Materials Today Proceedings. 2019. Vol. 19. P. 1977–1981. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.07.055
4. Хлыстов Е. О., Исаев А. В. Применение аддитивных технологий в инструментальном производстве // Международный научный журнал. Вестник науки. 2024. № 6–1. С. 1759–1764.
5. Тарасова Т. В. Аддитивное производство: учебное пособие. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 196 с.
6. ГОСТ ISO 1328-1-2017. Передачи зубчатые цилиндрические. Система ISO. Классификация допусков на боковые поверхности зубьев. Часть 1. Определения и допускаемые значения отклонений на боковые поверхности зубьев зубчатого колеса. — Введ. 01.01.2020.

7. ГОСТ 13755-2015 (ISO 53:1998). Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные. Исходные контуры. — Введ. 01.01.2017.
8. ГОСТ 16532-70. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет геометрии. — Введ. 01.01.1972.
9. ГОСТ 1643-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски. — Введ. 01.07.1981.
10. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин : учеб. пособие для вузов : 11-е изд., стер. — М. : Академия, 2008. — 496 с.
11. Валиков Е. Н., Белякова В. А. Режуще-деформирующая чистовая обработка боковых поверхностей зубьев зубчатых колес: монография. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2011. — 215 с.
12. Пат. 120024 РФ. Инструмент для обработки зубчатых колес / Валиков Е. Н., Белякова В. А., Петрухин Н. С., Тимофеев Ю. С., Журина А. С. ; заявл. 27.02.2012 ; опубл. 10.09.2012 ; Бюл. № 25.
13. Валиков Е. Н., Белякова В. А., Борискин О. И. Инструмент для обработки зубчатых колес // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 8–1. С. 273–276.
14. Маликов А. А., Ямников А. С. Прогрессивные способы чистовой обработки эвольвентной поверхности цилиндрических колес // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 8. С. 37−47.
15. Валиков Е. Н., Белякова В. А., Борискин О. И. Изготовление заготовок цилиндрических колес с зубчатым венцом, формообразованным пластическим деформированием // Черные металлы. 2018. № 10. С. 64–67.
16. Металлический порошок для 3d-принтера: производство титанового порошка. — URL: https://vektorus.ru/blog/metallicheskij-poroshokdlya-3d-printera.html (дата обращения 10.11.2025)
17. Ушаков М. В., Воробьев И. А., Никольский С. М. Разработка инструментария оценки качества изготовления обкатного зубообрабатывающего инструмента // Контроль. Диагностика. 2025. Т. 28, № 11. С. 54–58.
18. Пат. 160129 РФ. Инструмент для обработки зубчатых колес / Валиков Е. Н., Белякова В. А., Тимофеев Ю. С., Журина А. С. ; заявл. 24.03.2015 ; опубл.10.03.2016 ; Бюл. № 7.
19. Никольский С. М., Ушаков М. В., Воробьев И. А., Нуждин Г. А. К вопросу о многократных измерениях параметров зубчатых колес на КИМ // Мир измерений. 2024. № 4. С. 68–74.
20. ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. — Введ. 01.07.2009.