Способ обработки деталей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН H$I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

427077 (61) Зависимое от авт. свидстельства— (22) Заявлено 27.03.72 (21) 1760804/22-1 с при соединвнием заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 05.05.74. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 29.11.74 (511 .Ц, Кл. С 21d 9, 32

С 21 d 1/78

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

i53) Ъ Д», 621./85./9.

:621.833 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Г. А. Журавлев

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться, например, для упрочнения зубчатых колес.

Известен способ обработки зубчатых колес, нагруженных преимущественно в одну сторону, заключающийся в том, что зуб изгибают в направлении раоочей нагрузки. В результате опасная часть сечения зуба объемно деформируется. Недостатком способа является появление на стороне зуба, противоположной стороне приложения технологической нагрузки, растягивающих остаточных напряжений. Это ограничивает применение способа только для упрочнения колес, зубья которых нагружены преимущественно в одном направлении. Кроме того, расход потенциальной энергии ядра зуба на растягивание предварительно сжатой стороны уменьшает и абсолютую величину сжимаемых остаточных напряжений на рабочей стороне, т. е. эффект упрочнения снижается.

Способ малоэффективен в случае статической рабочей нагрузки, что ограничивает применение способа для деталей, работающих также при циклическом нагружении. Применение способа требует также исправления значительных остаточных перемещений. Кроме того, способ не применим для деталей, прошедших полную термическую или термохимическую обработку, например цементацию и закалку.

Цель изобретения — повышение прочности при изгибе зубчатых колес, воспринимающих прц работе нагрузку с любой степенью реверсивности. Это достигается тем, что зубья зубчатых колес подвергают пластической деформации изгибом и последующей поверхностной термической обработке в зоне опасного сечения с каждой стороны профиля поочередно.

IIa фиг. 1 представлен схематично пример осуществления способа для упрочнения детали

10 с одиночным выступом; на фиг. 2 — пример осуществления способа для упрочнения детали со звездным контуром; на фиг. 3 — деталь с упрочняющими роликами, вид сбоку.

Упрочняемую деталь 1, прошедшую закалку и цизкотемпературный отпуск, закрепляют неподвижно и со стороны ab профиля выступа в зоне опасного сечения ас производят скоростной поверхностный электронагрев детали с помощью индуктора 2, подключенного к электротермической установке. При дости«кении поверхностным слоем детали необходимой температуры питающую установку отключают, выступ со стороны аЬ загружают технологически;I усилием Р„создающим объемную пластическую деформацию материала в зоне опасного сечения ас на растягиваемой стороне аб. Полученное упрочнение фиксируют закалкой, затем производят низкотемпературный отпуск. ,После этого снимают усилие Р,, Тот же процесс обработки повторяют в зоне опасного се427077 чения детали ас со стороны профиля cd. Для этого со стороны cd профиля выступа производят скоростной поверхностный электронагрев детали с помощью индуктора 3, подключенного к электротермической установке.

При достижении поверхностным слоем детали необходимой температуры питающую установку отключают, выступ со стороны cd нагружают технологическим усилием Р, создающим объемную пластическую деформацию материала в зоне опасного сечения ас на растягиваемой стороне cd. Полученное упрочнение фиксируют закалкой, затем производят нпзкотемпературный отпуск. На эпюре изображен характер распределения остаточных напряжений а,„,, появляющихся в опасном сечении детали после снятия нагрузки Р>.

Деталь 1, прошедшую термоулучшение, заг<репляют неподвижно и со стороны впадин а, взятых через одну, про<1гнля детали производят скоростной поверхностный электронагрев в зоне опасного сечения ef детали индуктором 2, подключенным к электротермической установке. В случае нечетного числа выступов (и впадин) Z=2a+1, где а — любое целое положительное число, последняя Z-ая впадина не обрабатывается.

При достижении поверхностным слоем детали необходимой температуры питающую установку отключают. Выступы с — 4, образующие общие впадины, нагружают технологическим усилием «в распор», протягивая во впадинах свободно сидящие на своих осях ролики 4 с усилием Рь При этом создается объемная пластическая деформация материала в зоне опасного сечения ef на растягиваемой стороне выступов с — d, В зависимости от предварительной термообработки и от режима упрочнения объемная пластическая деформация мо;кет быть получена и на сжимаемой стороне.

Достигнутое упрочнение фиксируют закалкой, затем производят низкотемперат рныи отпуск. После этого тот же процесс oopilîîòi<è повторяют для промежуточных впадин. Со стороны промежуточных впадин b профиля детали производят скоростной поверхностный элек тронагрев детали с помощью индуктора 3, подключенного к электрической установке.

При нечетном Z из двух соседних промежуточных впадин обрабатывается только (Z — 1)-ая.

При достижении поверхностным слоем детали необходимой температуры питаюшу.о установку отключают. Выступы d — d, образующие общие впадины, нагружают технологическим усилием «в распор», протягивая во впадинах свободно сидящие иа свои. . осях ролики 5 с усилием Р .

В общем случае усилие Р, не равно усилию

Р и"-за различий в деформациях и жесткости выступов при их нагруженин попарно с — d u с/ — d.

По аналочиной причине при нечетном Z (Z — 1)-ая впадина обрабатывается таким об5

60 разом, чтобы образующие эту впадину выступы получили разные перемещения. При этом создается объемная пластическая деформация материала в зоне опасного сечения ef только на растягиваемой стороне выступов d — d.

Полученное упрочнение фиксируют закалкой, затем производят низкотемпературный отпуск. При нечетном Z после этого аналогичную обработку производят для Z-ой впадины, используя для нагружения образующих ее выступов рол и к 5.

Порядок термомеханического упрочнения может быть проведен по любому технологическому циклу, причем цикл для увеличения эффекта может быть повторен несколько раз.

Предложенный способ повышения изгибной прочности деталей значительно повышает прочностные свойства материала за счет его термомеханической обработки с обеих сторон профиля в зонах концентрации напряжений и создает в них остаточные напряжения сжатия, что обеспечивает Высокий эффект от его применения в деталях с любой степенью реверсивности рабочей нагрузки. Остаточные перемещения частей детали при технологическом нагружении в одну сторону уменьшаются в результате деформации в обратном направлении.

Это облегчает задачу получения заданного профиля рабочего участка детали.

Возможности контурной закалки, а также упрочнения деталей, уже прошедших полную термическую или термохимическую обработку. например цементацию и закалку, позволяют без специальных технологических операций добиться повышения контактной прочности рабочих поверхностей деталей, их задиростойкости и износостойкости.

Таким образом, способ повышения изгионой прочности деталей машин и механизмов существенно увеличивает загрузочную способность деталей, что создает возможность применять для нх изготовления дешевые и недефицптные материалы, снижать габарит и металлоемкость деталей, повысить их долговечность; значительно повышает прочностные свойства материала в опасных по излому -,îíàõ деталей; упрочняет широкий круг деталей, применяемых в различных отраслях машиностроения.

Предмет изобретения

Способ обработки деталей, например зуочатых колес, включающий пластическую деформацию зуоьев изгибом в направлении рабочей нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности при изгибе зубчатых колес, воспринимающих при работе нагрузку с заданной степенью реверсивности, их подвергают пластической деформации изгибом и поверхностной термической обработке в зоне опасного сечения с каждой стороны профиля колеса поочередно.

427077 бося

Составитель Г. Шевченко

Тсхред А. Камышникова

Корректор И. Симкнна

Редактор О. Филиппова

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»

Заказ 1675/534 Изд. № 838

Ц1-1ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений

Москва, Ж-35, Раушская

Тираж 591 Подписки.

Совета Министров СССР и открь1тий наб., д. 4/5