Способ изготовления прямозубого цилиндрического зубчатого колеса


 


Владельцы патента RU 2518213:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к области машино- и приборостроения и может быть использовано при изготовлении цилиндрических эвольвентных зубчатых колес с наружными и внутренними зубчатыми венцами. Способ изготовления зубчатого колеса заключается в нарезании зубчатого венца колеса посредством лазерного луча на станке с ЧПУ за счет координатных перемещений этого луча в осях Х и Y по траектории, задаваемой управляющей программой, при этом заготовку предварительно закаливают и охлаждают, а при нарезании зубчатого венца осуществляют его лазерную закалку. Использование изобретения позволяет повысить производительность изготовления колес и увеличить их нагрузочную способность. 1 ил. 2 пр.

 

Изобретение может быть использовано при изготовлении цилиндрических эвольвентных зубчатых колес с наружными и внутренними зубчатыми венцами. Для формообразования боковых поверхностей зубьев от управляющей программы в устройстве ЧПУ лазерного станка задают траекторию координатных перемещений луча. Для повышения нагрузочной способности зубчатого колеса заготовка перед нарезанием зубчатого венца может быть термически упрочнена и охлаждена непосредственным перед нарезанием.

Изобретение относится к области машино- и приборостроения, в частности к лазерному раскрою материалов, и может быть использовано при изготовлении цилиндрических эвольвентных зубчатых колес с наружными и внутренними зубчатыми венцами.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению, по совокупности признаков известных из уровня техники, является способ изготовления зубчатых колес лучевым инструментом, в котором зубчатый венец цилиндрического эвольвентного зубчатого колеса формируется лазерным лучом, за счет его возвратно-поступательного движения по прямой, касательной к основной окружности нарезаемого колеса, заготовка - вращательное движение в направлении движения луча (SU 1764873A1, B23F 17/00, 30.09.1992), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе при обработке эвольвентного профиля не производится поверхностная закалка.

Сущность изобретения заключается в решении задачи по разработке такого способа обработки зубчатых колес, при котором происходит поверхностная закалка рабочей поверхности зуба.

Технический результат - повышение производительности, уменьшение себестоимости изготовления и увеличение нагрузочной способности зубчатых колес.

Указанный технический результат достигается тем, что при нарезании зубчатого венца на станке для лазерной резки металлов за счет сфокусированного лазерного луча, обеспечивающего высокую концентрацию энергии и позволяющего разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств. В процессе резки, под воздействием лазерного луча материал разрезаемого участка плавится и выдувается струей газа. Лазерная резка отличается отсутствием механического воздействия на обрабатываемый материал, возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания. Вследствие этого лазерную резку можно осуществлять с высокой степенью точности и применять для обработки венцов зубчатых колес. Нарезание зубьев зубчатого колеса (фиг.1) производится координатным перемещением лазерного луча (1) в осях Х и Y по траектории (2), задаваемой от управляющей программы, при этом происходит поверхностная закалка (термическое упрочнение лазерным лучом), основанная на локальном нагреве участка поверхности под действием излучения и последующем охлаждении этого поверхностного участка со сверхкритической скоростью в результате теплоотвода теплоты во внутренние слои металлов.

Пример 1.

Экспериментальные исследования проводились на стальной заготовке (сталь 40Х ГОСТ 4543-71) толщиной 5 мм, предварительно закаленной до 40 HRC. После нарезания зубчатого винца на станке для лазерной резки металла рабочая поверхность закалилась до 60 HRC, при этом толщина слоя поверхностной закалки составляла 0,25 мм. Следовательно, изготовление зубчатых венцов на станке для лазерной резки металла позволяет повысить нагрузочную способность зубчатой передачи, не применяя традиционную поверхностную закалку.

Пример 2.

Экспериментальные исследования проводились на той же заготовке, что и в примере 1, но при этом перед нарезанием зубчатого колеса заготовка была охлаждена в термокамере при температуре минус 60°С с образованием ледяной глазури на поверхности заготовки. После нарезания зубчатого венца на станке для лазерной резки металла рабочая поверхность закалилась до 62 HRC, при этом толщина слоя поверхностной закалки составляла 0,3 мм. Следовательно, охлаждение заготовки перед нарезанием зубчатого венца позволяет увеличить толщину слоя поверхностной закалки, тем самым повысить нагрузочную способность по сравнению с лазерной резкой без предварительного охлаждения.

Способ изготовления прямозубого цилиндрического зубчатого колеса, включающий нарезание на заготовке зубчатого венца колеса посредством лазерного луча на станке с ЧПУ и осуществление при этом координатных перемещений лазерного луча в осях X и Y по траектории, задаваемой управляющей программой, отличающийся тем, что заготовку колеса предварительно закаливают и охлаждают, а при нарезании зубчатого венца осуществляют его лазерную закалку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе для лазерной резки детали (3) с переменной скоростью резания (v) вдоль линии (L1, L2) резания. Система содержит подвижную обрабатывающую головку (10) для позиционирования лазерного луча (5) на соответствующей детали (3), пользовательский интерфейс (45) для задания соответствующей линии (L1, L2) резания и для задания минимальной точности (ΔB) траектории лазерного луча (5) и управляющее устройство (20) для управления движением головки (10) вдоль линии (L1, L2) резания с использованием множества технологических параметров (LL, DF, D0, ΔB, DS, DD, PG) процесса резания.

Изобретение относится к способу изготовления сложного отверстия в подложке (варианты) и может быть использовано для изготовления отверстий для охлаждающего воздуха в турбинных лопатках.

Изобретение относится к лазерной резке анизотропных материалов, в частности к способу разделения кристаллического кремния, и может быть использовано в электронной промышленности, а также в других областях техники и производства, где существует необходимость прецизионной обработки изделий из кристаллических материалов.
Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано для пробивки отверстий малого диаметра для оптических диафрагм, пространственных фильтров и растров.

Изобретение относится к способу изготовления в детали отверстия с ограничительными боковыми сторонами. .

Изобретение относится к способу лазерной гравировки металла или сплава и может найти применение в различных отраслях машиностроения, а также в ювелирной и медицинской отрасли.

Изобретение относится к способу лазерной резки металла или сплава и может найти применение в различных отраслях машиностроения, ювелирной и медицинской промышленности.

Изобретение относится к способу изготовления металлизированных отверстий в печатной плате и предназначен для подготовки к установке и припаиванию в изготовленных отверстиях электронных деталей.

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. .

Изобретение относится к области машино-, приборостроения и предназначено для использования при производстве различного рода приводных механизмов вращательных движений между валами с параллельными осями, в состав которых входят прямозубые зубчатые изделия (ЗИ), полученные электроэрозионным вырезанием (ЭЭВ).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к изготовлению фланков на зубчатых колесах. .

Изобретение относится к области изготовления зубчатых колес различных типов с зубьями различной формы. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубообрабатывающим станкам, и может быть использовано для обработки циклоидальных зубчатых колес. .

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано на зубофрезерных станках для нарезания цилиндрических колес с круговыми зубьями . .

Изобретение относится к машиностроению , в частности к черновой обработке зубчатых колес среднего модуля. .

Изобретение относится к области механики, а именно к сварному полому зубчатому кольцу. Кольцо выполнено с открытой наружной и открытой внутренней периферией. По меньшей мере на одной из указанных периферий выполнена зубчатая структура. Кольцо имеет по меньшей мере одно сварное соединение, образованное стыковой сваркой оплавлением. Зубчатая структура образована посредством прокатки, обработки резанием или посредством комбинации обработки резанием и прокатки. Зубчатая структура может содержать гребни или косые зубья. Обеспечивается высокое качество и точность изготовления колец. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх