Устройство для размерной термомеханической обработки зубчатых колес

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1244 3 95

А1 бр С 21 D 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3821590/22-02 (22) 06.12.84 (46) 15 ° 07.86. Бюл. ¹ 26 (72) В. А. Павлов (53) 621 .785 5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 927400, кл. В 21 Н 5/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1161572, кл. С 21 D 8/00, 1983. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ, ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС, содержащее станину с направляющими, на которых смонтированы корпуса с параллельными валами не\

Ф сущими несколько рядов накатников, и свободно установленные на них эксцентриковые втулки с механизмом поворота, связанным с системой контроля обрабатываемого колеса, индукторы, спрейеры, оправку с синхронизирующими шестернями и механизм осевого перемещения оправки, о т л ич а ю е щ е с я тем, что, с целью повышения качества обработки зубчатых колес, устройство снабжено установленным на станине тормозом а наУ катники первого и последне ro рядов жестко закреплены на валах, накатники среднего ряда установлены на эксцентриковых втулках и один из накатников среднего ряда кинематически связан с тормозом.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что ось оправки установлена к горизонтальной плоскости под углом, не превышающим l5

1244 1 95

Изобретение относится к термсмеханической обработке и может использоваться для изготовления зубчатых колес.

Цепь изобретения — повышение качества обработки зубчатых колес.

Поставленная цель достигается тем, что, устройство для термомеханической обработки зубчатых колес, содержащее станину с направляюшими. на которых смонтированы корпуса с параллельными валами, несущими накатники, и свободно установленные на них эксцентриковые втулки с механизмом поворота, связанным с системой контро- >5 ля обрабатываемого колеса, индукторы, спрейеры, справку с синхронизирующими шестернями и механизм осево-го перемещения оправки, снабжено установленными на станине тормозом, 2О а накатники первого и последнего рядов жестко закреплены на эксцентриковых втулках, а один из накатников среднего ряда кипематически связан с тормозом.

Кроме того, ось оправки установлена относительно горизонтальной

I плоскости под углом, не превышающим 15

На фиг. 1 изображено .устройство, 311 продольный разрез, на фиг. 2 -- сечение А-А на фиг.

Устройство для термической обработки зубчатых колес содержит станину l,.íà направляющих 2 которых смонтированы три корпуса 3 с параллельными валами 4, несущими накатники 5

7, привод вращения валов 8, эксцентриковые втулки 9, свободно установленные на валах 4, привод поворота 10 .,-„и втулок 9, систему нагрева 11, систему закалки 12, систему контроля 1= размеров зубчатого колеса и оправ,-. ку 14 с. передней 15 и задней 16 синхрснизирующими шестернями и механизм осевого перемещения 17 оправки 14.

Накатники размещены на валах 4 в три ряда. Накатники 7 второго ряда закреплены на эксцентриковых втулках 9 и имеют возможность радиальных перемещений Б . Все накатники представляют точные зубчатые колteca, изготовленные из высокапрочных и теплостойких сталей имеющие соответству:сщие размеры. Размеры накатников 5 5 > первого ряда выполнены так, чтобы они формировали окончательно зону гге-. реходной кривой окружности впадин и предварительно окружность выступов обрабатываемого зубчатого колеса.

Размеры накатников 7 второго ряда окончательно формируют окружность выступов и предварительно эвольвентный профиль зубьев. Размеры накатников 6 треп его ряда формируют окончательный профиль зубьев и окончательно делительную окружность обрабатываемого зубчатогс колеса.

Pàçìepû накатников учитывают нагрев =-аготовки колеса. накатники 5 первого ряда — нагрев поверхности колеса до 900-1000 С, накатники втоо

porc> ряда колеса до 500-600 С, накатники третьего ряда — нагрев поо верхности колеса до 50-90 С.

На эксцентриковых втулках 9 выполнены зубчатые венцы !8, с помощью котсрых можно поворачивать эксцентриковые втулки 9 относительно валов 4.

Зубчатые венцы 18 концентричны валам 4. На одном из накатников 7 второгс ряда закреплены звездочка 19, связанная цепью 20 со звездочкой 21 и тормозом 22, выполненным н виде, например, электродвигателя, установленного на станине 1.

Привод вращения 8 валов 4 содержит карданы 23, связанные шарнирно с приводными шестернями 24, колесо 25, имеющее внутренний и наружный зубчатые венцы, и шестерню 26, соединенную с электродвигателем 27.

Механизм поворота 10 эксцентриковых втулок 9 включает зубчатый венец 28, шестерню 29 и электродвигатель 30. На зубчатом венце 28 зубья нарезаны на внутренней и внешней сторонах. Механизм поворота 10 эксдентряковых птулок 9 может быть выполнен в виде гидроцилиндра.

Система нагрева ll заготовок зубчатых колес включает основной индуктср 31 и вспомогательный индуктор 32, :-вязанные через реле времени с генератором ТВЧ (не показан).

Система закалки 12 включает два

cr.рейера 33 и 34, подключенные через трубсгроводы к водяному насосу (не показано), Спрейер 33 имеет отводь". 35 и 36 для подачи,закалочной жидкости между накатниками 7 второго ряда, -.

В систему контроля 13 колеса входят измерительное колесо 37 связанное через преобразователь-усилитель

1244195

38 с электродвигателем 30 механизма поворота 10 эксцентриковых втулок 9.

Передний 15 и задний )6 синхронизирующие шестерни установлены на оправке 14 с помощью шпонок так, чтобы зубья и впадины шестерен переднего 39 и заднего 40 гидроцилиндров совпадали с центрами 41. Гидроцилиндры 39 и 42 закреплены на станине 1.

Для настройки на обработку зубча- 10 тых колес разных диаметров корпуса 3 имеют возможность перемещения по направляющим 2 от винта 42 и жестко крепятся болтами 43 к станине 1.

Устройство работает следующим об- 15 разом.

На оправку 14 набирают пакет заготовок колес 44 соответствующего диаметра. Пакет закрепляют между передней 15 и задней 16 синхронизирую- 20 щими шестернями. Оправку 14 с пакетом заготовок 44 и синхронизирующими шестернями 15 и 16 устанавливают в центре 41 переднего 39 и заднего 42 гидроцилиндров так, чтобы передняя 25 синхронизирующая шестерня 15 находилась в зацеплении с набором накатников 5, 7 и 6 первого, второго и третьего рядов. Зацепление накатников 7 второго ряда с передней шестерней 15 осуществляют механизмом поворота 10 эксцентриковых втулок 9 путем поворота втулок 9 через зубчатые венцы 19 и 28 и шестерню 29 электродвигателем 30.

Включают привод вращения 8 валов 4. При включении электродвигателя 27 привода вращение от него передается через шестерню 26, колесо 15, приводные шестерни 24, карданы 23 на валы 4. Вращаясь, валы 4 передают движение накатникам 5 первого ряда и накатникам 6 третьего ряда. Накатники 5 и 6 первого ряда и третьего ряда вращают переднюю 45 синхронизирующую шестерню 15, а она в свою очередь передает вращение накатникам второго ряда 7 и оправке 14 с пакетом заготовок 44. Вместе с одним из накатников 7 второго ряда вращается звездочка 19 и через цепь 20 звездочка 21 и тормоз 22.

Подают напряжение на основной индуктор 31 от генератора ТВЧ (система нагрева) и закалочную жидкость от водяного насоса к спрейерам 33 и 34 системы закалки 12. Магнитное поле, создаваемое индуктором 31, разогревает поверхностный слой заготовок колес 44 до температуры о

1000 С. Включают механизм осевого перемещения 17 оправки 14, который перемещает пакет заготовок колес 44 с подачей S. Величина подачи Б выбирается такой, чтобы основной индуктор 31 подогревал поверхностный слой заготовки до 1000 С на глубину 3 m, где m — модуль накатываемых колес. Гидроцилиндры 39 и 40 перемешают оправку 14 и вводят первую разогретую заготовку колес 44 в зацеплейие с заборным корпусом накатников 5 первого ряда, которые деформируют заготовки колес 44. После прохождения заборного конуса накатника 5 первого ряда окончательно формируют зону переходной кривой и окружность впадин колес 44.

На выходе из накатников 5 первого ряда темп;ратура колеса 44 сникав ется и если она стала меньше 900 С, колеса 44 подогревают вспомогательным индуктором 32 до 900 С, который включается через реле времени. Двигаясь с подачей Б, зубчатая оправка 14 вводит в зацепление с колесами 44 накатники 7 второго ряда. Вращение накатникам 7 второго ряда после выхода из зацепления с ними передней синхронизирующей шестерни !5 будут передавать колеса 44. При деформации впадины зуба накатниками 5 первого ряда ведущими элементами являлись накатники, а ведомыми — колеса 44. В процессе накатки колес между ведомым и ведущим профилями зуба накатываемого колеса получаются отклонения, в. связи с разными условиями пластической деформации. Для выравнивания профилей зуба колеса 44 накатники 7 второго ряда сделали ведомыми при ведущем колесе 44. Величину крутящего момента передаваемым колесам 44, задают тормозом 22.

В результате создания одинаковых условий пластической деформации разных профилей зуба повышается точность колес 44. За счет радиальной установки накатников 7 второго ряда относительно колеса 44 окончательно формируют окружность выступов и предварительно эвольвентный профиль и делительную окружность.

Одновременно с пластической деформацией накатниками 7 осуществляют закалку колеса 44 жидкостью, которую

12441

5 подают от водяного насоса через спрейер 33. B процессе фазовых прен ращений металл колеса 44 сохраняет свою пластичность, что позволяет вести деформиронание профиля зуба.

Перемещаясь с подачей H правка 14 вводит колесо 44 в зону действия спрейера 34, который снижает температуру колеса и продолжает перено— дить аустенит н мартенсит. Двигаясь дальше с подачей H колесо 44 входит в зацепление с накатниками 6 третьего ряда, где заканчивается процесс формирования профиля зуба и достигается окончательный размер делитель- 1; ной окружности колеса 44. Процесс поверхностной пластической деформации в зоне действия накатников 6 третьего ряда идет за счет использования кинетической платичности Мар- б тенсита.

Длина пакета колес 44 вь1бирается такой, чтобы перед выходом передней синхронизирующей шестерни 15 иэ 38 цепления с накатниками 6 третьего 2s ряда в зацепление с накатниками 5 первого ряда вошла задняя синхронизирующая шестерня 16.

На выходе накатников 6 третьего ряда измеряют колеса 44 с помощью 3!! измерительного колеса 37 системы контроля. Для плавного:входа измерительного колеса 29 в зацепление с колесом 44 предусмотрен синхронизатор (не показан). Когда измерительное колесо 37 находится на расчетном делительном диаметре колеса 44, ток от преобразователя-усилителя 38 ранен нулю. При отклонении действительного размера делительной окруж- !11 ности колеса 44 от расчетной измерительное колесо 37 удаляется или при95

6 ближае.вся к оПранке 14 и преобразователь--у силитель 38 выдает разноименные сигналы. Разноименные сигналы на электродвигатель 30, который н зависимости от сигнала вращает шестерню ?9 н одну или другую сторону.

При вращении шестерни 29 поворачиваются зуб,атые венцы 18, 28 и эксцентриконые втулки 9, которые перемещают накатники 7 второго ряда с радиальной подачей Hp к оправке 14 или от нее. Перемещением накатников 7 с подачей H Р достигается уменьшение разницы действительногс и рас етного делительных диаметров колеса 44, и ноньш ается его точность, При подходе задней синхронизирующей шестерни 16 к основному индуктору 31 его выключают, а когда шестерня 16 подойдет к вспомогательному нндуктору 32, — включают генератор П:Ч, Заканчи:ают цикл обработки при выходе пакета зубчатых колес 44 из накатников 6 третьего ряда.

Для изготовления зубчатых колес раэньп: диаметрон отпускают болты 43 и, .вращая винты 42, перемещают корпус . 3 по направляющим 2 станины 1 на требуемый диаметр, после чего фиксируют корпуса 3 болтами 43.

Чтсбы исключить попадание эакало--1ной жидкости н зону работы накатников 5 первого ряда, ось оправки 14 и центров 41 наклоняют к гориэон"а""л -..-ьной плоскости на угол, величина которого не превышает 15 .

Mcr:ользонание устройства позволяет нонысить точность зубчатых колес за счет создания одинаконых yc Tîâëé деформации ра.эноименных профиле зубB °