Способ накатки зубчатых колес

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (я)ю В 21 Н 5/00, 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ (21) 4305944/27 (22) 14.09,87 (46) 07.02.92, Бюл. гв 5 (72) В.Д.Сухих, В.H.Âîñòðîâ, А.В,Порхун и

А;В.Ястребов (53) 621.771.67(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

th 963656, кл. В 21 Н 5/02, 18.03.81. (54) СПОСОБ НАКАТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС (57) Изобретение относится к обработке ме- таллов давлением и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес с внутренним зацеплением. Цель изобретВ-. ния — увеличение производительности o0pa-: ботки зубчатых колес с внутренним

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес с внутренним зацеплением.

Цель изобретения — повышение производительности обработки зубчатых колес с внутренним зацеплением.

На фиг.1 изображена схема устройства. для осуществления предлагаемого способа: на фиг.2 — зуб внутреннего зубчатого профиля заготовки, расположенный, во впадине между двумя зубьями накатника на калибрующем участке в момент начала калибровки осадкой в полугорячем температурном режиме. Заготовку 1 устанавливают в матрице 2 и закрепляют крышкой 3. Накатник 4 содер-. жит черновой и калибрующий участки зубча-. того профиля. Кавибрующий участок накатника 4 входит в зацепление с эталон,-. ной шестерней 5, закрепленной в матрице

2. Эталонная шестерня 5 имеет модуль:и число зубьев, равные модулю и числу зубьев накатываемого изделия. Осевое движение.

„„5g „„1710174 А1 зацеплением. Черновую накатку и чистовую обработку зубчатого венца осуществляют за один проход. Чистовая обработка производится в диапазоне температур 1100-500 С.

Скорость остывания заготовки Ч т = (аЧ/

/а (d ) )47,8, С/с, где m — модульзацепления, мм; d .— диаметр делительной окружности заготовки при 1100 С; мм; V — линейная скорость заготовки на диаметре делительной окружности d: а — коэффициент ли1, нейного расширения металла заготовки.

Способ позволяет уменьшить энергетические затраты. связанные с повторным на-. гревом заготовки под чистовую обработку.

2 ил. накатника 4 осуществляется механизмом 6 перемещения, установленным на направля- ющих 7. Накатник 4 закреплен на механизме 6 перемещения с возможностью вращения. На направляющйх 7. размещают механизм 8 передвиженйя. Механизм 8 передвижения осуществляет осевое и ради- альное перемещения секторного индуктора

9 относительно заготовки 1 для поддержа-; ния необходимой температуры формируе- мых зубьев. Температура нагрева заготовки, контролируется flMpoMGTpOM 10. Смазочноохлаждающая жидкость подается механиз- мом 11.

Матрицу 2 приводят во вращение вокруг

I собственной оси. От эталонной шестерни 5 накатник 4 приводится во вращение. Секторный индуктор 9 нагревает заготовку 1 до ковочной температуры. Накатник 4 с помощью механизма 6 передвижения подается в область заготовки 1 и своим черновым зубчатым участком осуществляет накатывание зубьев на заготовке 1. Осевое перемещение накатников 4 прекращают после

1710174 того, как черновой участок зубьев накатника

4 выведен,из контакта с заготовкой 1, а калибрующий участок накатника 4 находит.ся в одновременном контакте с эталонной шестерней 5 и с начерно накатанными зубьями заготовки 1.

Осевым и радиальным перемещениями секторного индуктора 9 относительно заготовки 1 обеспечивают требуемую скорость остывания заготовки 1. При взаимном вращении остывающей зубчатой заготовки 1 и накатника 4 происходит непрерывная подача металла зубчатого венца заготовки 1 путем тепловой усадки на калибрующие участки зубьев накатника 4, которые деформируют вершины зубьев начерно накатанного профиля и своими огибающими движениями формообразующих боковых поверхностей перераспределяют металл по высоте заготовки 1, калибруя их в полугорячем режиме.

Процесс накатки заканчивается тем, что при температуре заготовки 1, соответствующей нижней границе полугорячего режима обработки, накатник 4 выводят иэ зацепления с зубчатой заготовкой 1; Полугорячий режим является оптимальным для процессов калибровки, Параметры зуба калибрующего. участка накатника обеспечивают получение требуемых параметров зуба изделия. Параметры зуба чернового участка накатника соответствуют параметрам зуба калибрующего участка. Однако высота головки haa зуба выбирается иэ расчета получения большей высоты начерно накатанного зуба на величину, обеспечивающую необходимый объем металла для формирования требуемого профиля зуба в процессе калибровки.

В процессе охлаждения толщина зуба заготовки уменьшается за счет тепловой усадки металла. При взаимном вращении .впадина накатника приходит в соприкосновение с вершиной зуба, деформируя ее в радиальном направлении и подавая металл в лежащие выше сечения зуба, что увеличивает его толщину и вводит боковые поверх ности зуба в.контакт с формообразующими боковыми поверхностями зубьев, которые . при своем огибающем движении формируют требуемый профиль зуба, перераспределяя металл по его высоте. При калибровке исправляются погрешности черновой на.катки, повышаются кинематическая точность зубчатых колес и параметры, характеризующие плавность работы зубьев.

На фиг.2 показана высота ha< зубьев калибрующего участка накатника.

Формула для вычисления скорости остывания заготовки в процессе калибровки зубьев.

Требуемую скорость остывания детали при калибровке зубьев можно определить иэ выражения

Тнк Ткк С (1) ост где Тнк — температура заготовки в момент начала калибрования зубчатого венца(T« =

=1100 С);

T« — температура заготовки в момент

10 окончания процесса калибрования зубьев (Ткк = 500 С);

1ост — время остывания детали, с, Лб

2 (2)

15 кал

Swan — скорость подачи деформируемой поверхности заготовки на накатник в. процессе тепловой усадки металла, мм/с;

Л б — разность делительных диаметров зубчатого венка заготовки при изменении

0 температур в диапазоне Тнк — T«, мм, Ьб= ат(Тнк-Т,)б;

1, d †.диаметр делительной окружности

1 зубчатого.венца заготовки при T«, .

d =б(1+ а1 At); (4)d — делительный диаметр зубчатого венца исходной заготовки при ZOaÑ, мм; .Ж - разность температур исходной и нагРетой заготовок до Тнк,оС;

Оптимальную величину единичного обжатия при горячей калибровке зубьев рекомендуется принимать равной hh=

=(0,05...0.1)m, мм. где m — модуль зацепления накатываемых зубьев. мм. Выбирают

Известно, что

S =-и . где S — скорость подачи деформируемого металла заготовки в радиальном направлении;

N — число накатников;

n — скорость вращения заготовки, об/с.

Можно записать при N=1 S = hh n.

50. Таким образом, при калибровке скорость подачи деформируемого металла Swan находится иэ выражения Saan = 0,075 m, Учиты1000 V вая, что n = б, где Ч вЂ” линейная

55 скорость заготовки на диаметре делительной окружности d, выбирается в зааисимо1 сти от накатываемого модуля зацепления

V = 0,5.„0,13 мм/с, следовательно S

23,9 m Ч б

1710174

Подставляя укаэанные формулы в (1), получают

Ч.„478 Ч С/,, 2

Известно, что оптимальная температура нагрева заготовки в йроцессе калибров.ки зубьев T» = 750...770 С. Согласно способу изготовления зубьев подача металла на накатники при калибровке осуществляется за счет усадки остывающего металла заготов- 10 ки, Оптимальная температура заготовки Т» лежит в середине предлагаемого интервала температур, при котором осуществляется процесс калибрования зубьев от Tg» . =

=1100 С до T« = 500 С. При этом. температура Тн» соответствует оптимальной темпе-, ратуре заготовки, при которой наиболее полно проходят процессы рекристаллиэации, а Т»» — температура, при которой процессы рекристаллизации прекращаются..

Пример. Схема устройства (фиг.1) реализована на двухстоечном карусельном. станке модели SKQSNC. К первому супйорту станка крепится. накатник 4, а к второму— секторный индуктор 9. Матрица 2 эакрепля- 25 ется на столе. станка. Производится накатка зубчатой шестерни с внутренним зацеплением, имеющей следующие параметрй число зубьев Z = 126, модуль m = 3;5 мм; угол профиля а„28 С, коэффициент высоты.головки зуба ha = 0.95, коэффициент радиального зазора Со* = 0,2. коэффициент смещения Х = О, Кольцевая заготовка имеет наружный диаметр 491,0 мм, внутренний

441,0 мм, ширину венца 60 мм; Материал заготовки — сталь 18ХГТ. Параметры зубьев чернового и калибрующего. участков накатника равны и обеспечивают требуемую форму эвольвентных зубьев накатываемей шестерни. Исключение составляет высота 40 головки зубьев, Для чернового участка зуба накатника она равна has = 1,85m, а для калибрующего участка ha» =. 1,15m.

Выбор параметров чернового и калиб- . рующего участков накатника позволяет се- 45 эдать в начале процесса калибровки радиальные зазоры между зубьями заготовки и накатника, а затем осадкой вершины зубьев заготовки осуществить калибровку зубчатого профиля. Температура заготовки при черновой накатке и в начале калибровки

1100 С, а в момент окончания процесса калибровки зубьев 500 С. При калибровании зубьев заготовки скорость отвода секторного индуктора от изделия выбирается иэ условия обеспечения скорости остывания обрабатываемой поверхности, равной

Чост=

47,8 m V 47,8 3,5 0,27 с (d ) 8 7 10 Г 445 1 ) = 26ОС/с;

d =б(1+ а Ь ф=441(1+

+ 8,7 10 1080) -. 445,1 мм.

Использование предлагаемого способа позволяет-повысить производительность обработки и уменьшить энергетические затраты, связанные с повторным нагревом заготовки под чистовую обработку.

Формула изобретения

Способ накатки зубчатйх колес, при котором производят nocneäoâýòåëüíóþ обработку, включающую нагрев заготовки, черновую накатку зубчатого венца с. высотой профиля зубьев, превышающей требуемую, . и его последующую чистовую обработку путем усадки, при этом чистовую обработку осуществляют в полугорячем тепловом режиме с использованием температуры конца черновой накатки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности обработки зубчатых колес с внутренним зацеплением, черновую накатку и чистовую обработку зубчатого венца осуществляют эа один проход, при этом полугорячий тепловой режим выбирают в диапазоне температур 1100 — 500 С с обеспечением скорости Vo,T остывания, равной

Чувст =, 47,8, ОС/с, %(б ) где m — модуль зацепления, мм;

d — диаметр делительной окружности заготовки при температуре 1100 С, мм:

Ч вЂ” линейная скорость загдтовки на диаметре делительной окружности d а — коэффициент линейного расширения (усадки) металла заготовки.

1710174

Составитель Ж. Соколова

Техред М. Морге нтал Корректор А. Осауленко

Редактор И. Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 292 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5