Способ изготовления зубчатого колеса



Способ изготовления зубчатого колеса
Способ изготовления зубчатого колеса

 


Владельцы патента RU 2610642:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Способ включает изготовление из стали диска с технологическим припуском по наружному диаметру, его нагрев и пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубьев, образующих венец зубчатого колеса, методом обкатки посредством перемещения друг относительно друга с взаимным прижатием валка и заготовки как минимум с одного торца. В процессе обкатки осуществляют нагрев обкатываемого участка, при этом валок перемещают в плоскости, параллельной плоскости торца заготовки, с центром его вращения относительно заготовки, совпадающим с центром заготовки, ширину прокатываемого участка в радиальном направлении относительно заготовки выбирают равной сумме высоты зубчатого венца, ширины наружного технологического припуска и ширины припуска на прокатку от окружности оснований зубчатого венца в сторону центра заготовки. Достигается повышение механических характеристик зубчатого колеса за счет повышения механических свойств заготовки для его изготовления. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес.

Известен способ изготовления заготовки зубчатого колеса, включающий изготовление стальной заготовки, выполненной из проката или поковки в форме диска, по окружности которой затем производят нарезание зубьев зубчатого венца колеса - см., например, Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с: ил., стр. 17.

Недостаток данного способа состоит в том, что структура материала заготовки одинакова по всему ее объему, соответственно одинаковы по всему ее объему и механические свойства этого материала (стали). Однако у готового изделия, которое будет выполнено из этой заготовки (зубчатого колеса), разные части этого изделия (зубчатого колеса) испытывают при своей работе нагрузки разные; в частности - зубья зубчатого венца колеса являются более грузонапряженными частями, чем тело колеса (поэтому именно зубьям зубчатого венца, в процессе изготовления колеса, придают дополнительно улучшенные механические свойства - путем их закалки, азотирования и др.). А выполнение заготовки для зубчатого колеса с одинаковыми механическими свойствами по всему объему этой заготовки не учитывает разницы в работе разных частей изготовленного из нее зубчатого колеса.

В качестве прототипа взят способ изготовления заготовки зубчатого колеса, включающий изготовление из стали диска с технологическим припуском по наружному диаметру, его нагрев и пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубьев, образующих венец зубчатого колеса, методом обкатки посредством перемещения друг относительно друга с взаимным прижатием валка и заготовки как минимум с одного торца (SU 1215809, кл. В21Н 1/04, 07.03.1986).

Недостаток прототипа состоит в том, что пластическое деформирование обрабатываемого методом обкатки участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубьев, осуществляют после осуществления нагрева этого диска. Однако, особенно в случае если заготовка (диск) имеет большой диаметр, после прекращения нагрева этой заготовки происходит ее охлаждение, что затрудняет процесс деформирования этой заготовки. Кроме того, технологический припуск на обрабатываемую зону заготовки задается только по ее наружному диаметру (относительно окружности вершин зубчатого венца, который будет впоследствии выполнен по периметру этой заготовки), т.е. ширина обрабатываемой зоны равна сумме высоты зубчатого венца и ширины этого наружного технологического припуска (со стороны вершин зубьев будущего зубчатого венца). Т.е. участки заготовки, примыкающие к окружности оснований зубчатого венца со стороны центра заготовки упрочнению не подвергаются, хотя к ним примыкают корни зубьев, испытывающие достаточно большие изгибающие нагрузки при работе колеса.

Изобретением решается задача повышения механических характеристик зубчатого колеса - за счет повышения механических свойств заготовки для его изготовления.

Для этого способ изготовления заготовки зубчатого колеса включает изготовление из стали диска с технологическим припуском по наружному диаметру, его нагрев и пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубьев, образующих венец зубчатого колеса, методом обкатки посредством перемещения друг относительно друга с взаимным прижатием валка и заготовки как минимум с одного торца. Причем в процессе обкатки осуществляют нагрев обкатываемого участка, при этом валок перемещают в плоскости, параллельной плоскости торца заготовки, с центром его вращения относительно заготовки, совпадающим с центром заготовки. Ширину прокатываемого участка выбирают равной сумме высоты зубчатого венца, ширины наружного технологического припуска и ширины припуска на прокатку от окружности оснований зубчатого венца в сторону центра заготовки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена заготовка зубчатого колеса, подготавливаемая к зубонарезанию - вид с торца.

На чертеже показаны: заготовка 1, прокатный валок 2, радиус 3 заготовки, наружный диаметр Д3 заготовки, технологический припуск C1 заготовки, диаметр Дв окружности вершин зубчатого венца, диаметр До окружности оснований зубчатого венца, высота h зубчатого венца, ширина С2 внутреннего припуска, ширина l зоны упрочнения заготовки, диаметр Двн внутренней окружности упрочняемого участка заготовки, направление вращения ω прокатного валка (2).

Реализуется данный способ следующим образом. Изготавливают, например, из стального проката или поковки заготовку в виде диска, по окружности которого впоследствии будут нарезаны зубья зубчатого венца колеса, с технологическим припуском на обработку по наружному периметру заготовки. Участок заготовки, в виде кольца, в который впишется нарезанный впоследствии зубчатый венец колеса, подвергают как минимум с одного торца заготовки пластическому деформированию методом обкатки, предваряя и сопровождая обкатку нагреванием обкатываемого участка до требуемой температуры; обкатывание осуществляют путем перемещения друг относительно друга, с взаимный прижатием, валка и заготовки; при этом валок перемещают в плоскости, параллельной плоскости торца заготовки, с центром его вращения, совпадающим с центром заготовки; ширину прокатываемого участка в радиальном направлении относительно заготовки задают равной сумме высоты зубчатого венца, ширины наружного технологического припуска и ширины припуска, задаваемого на прокатку от окружности оснований зубчатого венца в сторону центра заготовки.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ изготовления заготовки зубчатого колеса - за счет осуществления нагрева заготовки в процессе ее обкатки валками, а также за счет задания ширины прокатываемого участка, равной сумме высоты зубчатого венца, ширины наружного технологического припуска и ширины припуска на прокатку окружности оснований зубчатого венца в сторону центра заготовки - позволяет повысить качество изготовления заготовки зубчатого колеса (повысить прочность участков заготовки, в которых будут нарезаны зубья зубчатого венца колеса) и тем самым - повысить прочность нарезанных впоследствии зубьев колеса.

Способ изготовления заготовки зубчатого колеса, включающий изготовление из стали диска с технологическим припуском по наружному диаметру, его нагрев и пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубьев, образующих венец зубчатого колеса, методом обкатки посредством перемещения друг относительно друга с взаимным прижатием валка и заготовки как минимум с одного торца, отличающийся тем, что в процессе обкатки осуществляют нагрев обкатываемого участка, при этом валок перемещают в плоскости, параллельной плоскости торца заготовки, с центром его вращения относительно заготовки, совпадающим с центром заготовки, ширину прокатываемого участка в радиальном направлении относительно заготовки выбирают равной сумме высоты зубчатого венца, ширины наружного технологического припуска и ширины припуска на прокатку от окружности оснований зубчатого венца в сторону центра заготовки.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных материалов. Согласно способу производят обработку заготовок из полимерных материалов химическим реагентом.

Изобретение относится к сборке деталей с натягом. Создают сегментные закаленные участки на средней части поверхности отверстия охватывающей детали с помощью фасонного контактно-разогревающего инструмента.

Изобретение относится к сборке деталей с натягом. Создают сегментные закаленные участки на поверхности отверстия охватывающей детали с помощью фасонного контактно-разогревающего инструмента.

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к технологическим операциям релаксации остаточных напряжений в деталях, имеющих внутренний и внешний диаметры.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при выполнении технологических операций с использованием энергии ультразвукового поля. .

Изобретение относится к металлообработке и к дорнованию отверстий малого диаметра. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для виброобработки конструкций и изделий. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к виброобработке маложестких деталей для снижения в них остаточных напряжений. .

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к вибрационной обработке. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологическим процессам стабилизирующей виброобработки осесимметричных деталей, например валов, после термических операций и механической обработки, а более конкретно к устройствам для осуществления процесса вибростабилизации.

Изобретение относится к области обработки давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа дисков из многофазных труднодеформируемых жаропрочных сплавов.

Изобретение относится к области обработки давлением и может быть использовано при изготовления осесимметричных деталей типа дисков из труднодеформируемых жаропрочных сплавов.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении дисков газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно способам пластического деформирования плоских заготовок круглой формы. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении дисков колес транспортных средств. .

Изобретение относится к области обработки металлов и сплавов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных осесимметричных деталей ответственного назначения, например дисков для газотурбинных двигателей из многофазных жаропрочных сплавов, в том числе на основе никеля и титана.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при получении точных заготовок деталей типа дисков сложной формы со значительными перепадами по толщине и диаметру и с глубокими нештампуемыми поднутрениями, изготавливаемых из трудодеформируемых многофазных сплавов, в частности из жаропрочных никелевых сплавов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении широкой номенклатуры колес для транспортных средств, включая автомобильные, авиационные, а также катков для транспорта на гусеничном ходу.
Наверх