Инструмент для накатывания профилей зубьев зубчатых колес

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1224073 (51) 4 В 21 Н 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛА ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТНР ТИЙ

cpr„isa„

Ц !ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,„ ;,„, 1/

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3812305/25-27 (22) 19. 1 1. 84 (46) 15. 04. 86. Бюл. У 14 (72) В.В.Орлов (53) 62 1.992.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 691233, кл. В 21 Н 5/02, 1976.

В-З +a

2 tgV tgУ \

° °

° ° (54) (57) 1.ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НАКАТЫВАНИЯ

ПРОФИЛЕЙ ЗУБЪЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС,содержащий ступицу с последовательно расположенными предварительной рабочей, зубопрофилирующей и калибрующей частями, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества, предварительная рабочая и калибрующая части выполнены в виде ролика, рабочая часть которого состоит из двух конических участков и цилиндрического участка между ними, причем диаметр ролика со стороны торцовых

его поверхностей меньше диаметра цилиндра впадин зубопрофилирующих частей и определяется зависимостью:

D =(2 — 2 ih + С -x) — 2а

1 а

У а диаметр цилиндрического участка калибрирующей части зависимостью:

3= (— 2Ь + 2Х), при этом цилиндрический участок калибрирующей части расположен относительно зубопрофилирующей части на расстоянии (, определяемом выражением: где D — диаметр цилиндрического участка калибрующей части;

 — диаметр ролика со стороны торцовых поверхностей;

С вЂ” коэффициент радиального зазора, равный 0,25-0,35; а — дополнительная величина, предназначенная для обеспечения контактирования конусной части с деформируемым металлом, принимаемая

0,5 — 1,5 мм, У вЂ” угол наклона образующей конусного участка к оси инструмента и равный 15-45 ; лп — модуль; — число зубьев инструмента; коэффициент высоты головки зуба инструмента, равный 1;

Х вЂ” коэффициент смещения профиля зуба инструмента.

2. Инструмент по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что он снабжен зубчатыми венцами, расположенными со стороны предварительной рабочей и калибрующей частей, при этом и оси симметрии их зубьев совмещеныс осью симметрии зубьев зубопрофилирующей части.

1224073

Изобретение относится к устройствам для механической обработки металлов давлением и может быть использовано для формообразования поверхностей зубьев цилиндрических прямо5 и косозубых колес пластическим деформированием.

Цель изобретения — повышение качества обработки.

На фиг.1 изображен инструмент, вид с торца; на фиг.2 — то же, разрез по оси симметрии °

Инструмент представляет собой зубчатое колесо сборной конструкции, !

5 состоящее из ступицы 1, свободно вращающейся на оправке в подшипниках (не показаны). К ступице 1 со стороны одного торца винтами 2 и двумя диаметрально расположенными штифтами 3 (фиг.2) прикреплена калибрующая часть 4 в виде гладкого цилиндрического ролика (фиг.2) и зубопрофилирующая часть в виде зубчатого валка 5, несущая деформирующие

25 элементы 6. Противоположный торец ступицы 1 (предварительная часть) выполнен в виде гладкого цилиндрического фланца — ролика 7. К предварительной части 7 винтами 8 прикреплен зубчатый венец 9 с зубьями 10, а к противоположному торцу ступицы 1 зубчатый венец 11 таким образом, что оси симметрии зубьев 10 и 12 вен цов 9 и 11 совмещены с осями симметрии деформирунлщих элементов 6 зубо- 35 профилирующей части 5 и находятся в одной плоск о с ти, проходящей чер е з ос ь вращения инструмента, обеспечивая,тем самым, фиксированное положениедеформи-. рующих элементов 6 зубопрофилирующей 40 части 5. Зубья 10 зубчатого венца 9, а также зубья 12 венца 11 находятся в зацеплении с заготовкой 13 с боковым зазором.

Боковая поверхность предваритель- 45 ной рабочей 7 и калибрующей 4 частей выполнена с тремя участками: двумя коническими I u tlt и цилиндрическим II между ними.

Диаметр Э„ в начале конического 50 участка I (со стороны торцовых участков) выполнен меньшим диаметра цилиндра впадин dg зубопрофилирующей о части 5 на величину 2а, чтобы гарантировать начало обработки коничес- 55 ким участком I с максимально удаленной точки от оси заготовки 13 на наружном цилиндре d так как из-за колебания припуска, оставленного на обработку зубьев, возможно превышение высоты образующихся гребешков

««аружном цилиндре с1, превышающих величину гп (гарантийного радиального зазора).

Образующая конического участка может быть наклонена к оси инструмено та под углом в диапазоне 15-45

Така как конический участок I выполняет основную работу деформирования объема металла гребешков на вершинах зубьев заготовки 13, то при выполнении конического участка Т с меньшими по значению углами « возможно увеличение длины Г, что способствует постепенности обработки малых сечений деформируемого металла гребешков при соответствующем снижении удельных нагрузок на инстру мент за счет участия в работе большей длины образующей конического участка I.

Выполнение конического участка I с большими по значению углами (например, при стесненной по габаритам конструкции инструмента) ведет к уменьшению длины t. . При этом наибольшее деформирование металла осуществляется в момент вступления в работу цилиндрической части участка П, изза чего резко возрастает радиальное усилие °

Цилиндрический участок П калибрующей части 4 выполнен в виде цилиндра диаметром П и предназначен для калибровки наружного цилиндра d

Участок III с обратным конусом позволяет уменьшить усилия по окончании обработки, а также избежать возникновения краевого эффекта (разрушения .обрабатываемой поверхности). Участок Щ выполнен аналогично участку

Рабочие поверхности калибрующей части 4 и предварительной части 7 имеют аналогичную конструкцию. Боковые рабочие поверхности калибрующей части 4 и предварительной части подвергают цементации с последующей закалкой (HRC 60-63) . Цилиндрические боковые поверхности роликов 4 и 7 контактируют с вращающимися опорами, смонтированными в суппорте установки, с целью разгружения оправки, на которой базируется инструмент, от воздействия радиальных усилий.

Процесс обработки осуществляется следующим образом.

1224073

10

15 на противоположное.

Обрабатываемое зубчатое колесо 13 с предварительно обработанными зубьями, базирующееся на шпинделе станка, вводится вначале в зацепление с зубьями 12 венца 11, затем в зацепление с зубьями 10 зубчатого венца 9 с боковым зазором и устанавливается на неизменном межосевом расстоянии, обеспечивая плотность (беэзазорность) (станочного зацепления деформирующих элементов 6 зубопрофилирующей части 5.

Обработка осуществляется при параллельном расположении осей инструмента и зубчатого колеса. Обрабатываемое колесо 13, приведенное во вращение, приводит во вращение инструмент с помощью венца 9 (направление вращения показано стрелками на фиг.1)..

Затем обрабатываемому колесу 13 сообщается движение подачи S„, параллельное ее оси вращения. По мере движения вращающейся заготовки 13 в направлении подачи S вначале в обработку вступает конический участок I предварительной части 7, затем рабочая поверхность цилиндрического участка П диаметром D обкатывает наружный цилиндр заготовки 13, доводя его до требуемого размера d, что обеспечивает стабильность параметра заготовки по наружному диаметру, так как заготовки в стадии поставки имеют колебания по указанному параметру. При дальнейшем перемещении заготовки 13 в направлении подачи S деформирующие элементы 6 профилирующего зубчатого валка 5 входят в плотное (беззазорное) станочное зацепление с зубьями заготовки 13, выполняя формообразование боковых поверхностей профиля зубьев. Усилия для осуще» ствления формообразования создаются эа счет припуска, оставленного по всему профилю обрабатываемых зубьев, создавая тем самым раэношаговость в беззазорном зацеплении между обрабатываемыми зубьями заготовки 13 и деформирующими элементами 6 профилирующего зубчатого валка 5. Пластическое деформирование боковых поверхностей зубьев заготовки приводит к образованию гребешков, выступающих за пределы цилиндра Йа вершин зубьев .1 заготовки. Образовавшиеся гребешки, при непрерывном перемещении заготовки 13 в направлении подачи $, деформируются вначале коническим участком I калибрующей части 4, а затем рабочей поверхностью цилиндрического участка П диаметром D до требуемого размера dд, что значительно повышал ет качество обработки. Из-sa одностороннего характера образования гребешков процесс обработки осуществляют с реверсированием вращения заготовки 13 в обратную сторону с целью выравнивания профиля обрабатываемьгх зубьев по высоте, а направление движения подачи S изменяется

После прекращения рабочего процесса инструмент фиксируется в исходном положении, находясь в зацеплении с зубьями 12 венца 11 и с зубьями saготовки (3.

Непрерывность обработки боковых поверхностей и вершин зубьев заготовки позволяет обеспечить требуемые очертания профиля зубьев и, следовательно, качество обработки.

Пример . Обработка партии крупномодульных зубчатых колес после зубофрезерования с припуском под накатывание (Z,=75; m=10 мм; х„=+0,437;

b, = 140 мм; вес 320 кг) тягового редуктора магистральных тепловозов

ТЭЗ и 2ТЭ10Л, изготовленных из стали

45ХН (НВ 255-311).

Режимы обработки: частота враще.— ния заготовки n„=8 об/мин; осевая подача заготовки S, = 1 мм/мин; припуск на деформирование 0,2 — 0 25 мм на толщину зуба; время обработки

t,=15 мин; число проходов i=2.

Инструмент с параметрами Z = 22;

m = 10 мм; х = +0,866; С = 0,25;

D = 217,32 мм; D = 210 32 мм, а = — 1,0 мм; I = 10 мм; = 19 18, ширина калибрующей части В равна ширине предварительной части В„(В-H

30 мм); длина участков I u Ii paBны; длина участка П равна 10 мм и значительно превышает подачу заготовки за один ее оборот S и 8 — 1,25 мм/об.

1224073

Составитель С.Чукаева

Редактор Л.Пчелинская Техред И.Попович, Корректор В.Бутяга

Заказ 1868/12 Тираж 6.5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4