Способ выполнения неразъемного соединения деталей из низкоуглеродистой стали

 

/ с

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н»721272 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.11,77 (21) 2545541/25-27 (51)м, КЛ.2

В 23 К 9/16 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий . (23) Приоритет

Опубликовано 150380. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 18.0380 (53) УДК621.791.753 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.В.Зеленов, H.Ï.Çå4èðoâ, В.Я.Иванин, Б.Ф.Индейкин, В.П.Кудряшов и В.М.Кротов

Ярославский ордена Ленина моторный завод (7 1 ) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к производству автомобильных и тракторных коробок передач и может быть использовано при изготовлении шестерен с кольцами . синхронизаторов указанных коробок . передач, Шестерни современных автомобильных синхронизированных коробок передач имеют наружный зубчатый венец, конусное синхронизирующее кольцо и зубчатый венец для сцепления с муфтой синхронизатора. Шестерни, как правило, изготавливают составными из ниэкоуглеродистых сталей и подвергают химико-термической об- работке, например цементации и закалке.

Известен способ соединения раздельно изготовленных деталей шестерен с помощью напрессовки и электроннолучевой сварки с последующей химико-термической обработкой сваренных деталей (1). 25

Однако для осуществления описываемого способа необходимо сложное дорогостоящее оборудование, что обусловливает высокую стоимость изготовления шестерен, 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления сварных блоков шестерен иэ низкоуглеродистых сталей для тракторных коробок передач.

Этот способ включает: получи стовую раздельную механическую обработку деталей блока; сборку блока шестерен с з апрес сов кой дет алей; н агрев блока до 420-430 С для обеспечения качества сварки; электродуговую сварку плавящимся электродом из низкоуглеродистой стали; отпуск с нагревом для снятия остаточных напряжений в шве; цианирование, закалку и отпуск и последующую окончательную механическую обработку (2).

Недостатки этого способа: МНогократный нагрев собранного узла; коробление деталей после сварки; хрупкость сварного шва после цементирования или цианирования и закалки; не— воэможность его применения для деталей малых сечений, Цель изобретения — сохранение прочностн и вязкости сварного шва в сваренных деталях после термохимической обработки и закалки.

721272

Формула изобретения

Это достигается тем, что в предлагаемом способе сварку двух деталей производят плавящимся электродом из хромоникелевой проволоки с глубиной не менее чем в полтора раза большей глубины слоя насыщения угле родом и азотом в процессе термохимической обработки, Эксперименты, проведенные на Ярославском моторном заводе, на 15 опыт ных образцах, изготовленных из стали

15ХГН2ТА, показали, что соединение шестерни и конусного кольца синхронизатора, полученное аргонно-дуговой сваркой с применением электрода из хромоникелевой проволоки, обладает высокой прочностью, поверхность сварного шва не насыщается углеродом при цементации.

На фиг.1 показана шестерня с фрикционным кольцом синхронизатора; на фиг.2 — поперечный разрез сварного шва.

На фигурах даны следующие обозначени я: 1 — шестерн я; 2 — фри кционное кольцо; 3 — сварной шов; 4 -слой цементации на поверхностях шестерни и кольца.

Проводилось соединение двух деталей, а именно шестерни коробки передач с фрикционным кольцом синхронизатора, изготовленных из стали

15ХГН2ТА (ГОСТ 4543-71) . Высота сопрягаемого пояска шестерни и кольца составляет 5 мм.

Состав стали,%: углерод — 0,130,18; марганец — 0,70-1,00; хром—

0,70-1,00; никель — 1,8-2,0; титан

0,06-0,12; остальное железо.

Сост.ав электрода, Ъ: углерод

0,06-0,12; кремний не более 0,8; марганец не более 0,7; хром 20,0-23,0 никель 35,0-39,0; титан 0,7-1,2; . алюминий не более 0,5; вольфрам

2,8-3 5; сера не более 0,020; фосфор не более 0,030; церий не более

0,05; железо остальное.

После чистовой механической обработки на шестерню 1 напрессовывали фрикционное кольцо 2 и сваривали аргонно-дуговой сваркой плавящимся электродом из хромоникелевой проволоки с глубиной шва 2,0-2,5 мм, После сварки комплект подвергали цементации на глубину 1,0-1,3 мм, закал-, ке в масле-и отпуску до твердости

HPC 58-б2. Затем производили шлифов-! ку внутреннего отверстия, торцов шестерни и конуса кольца синхронизатора, Усилие разрыва шва при распрессовке шестерни и конусного кольца, сваренных в среде аргона, состав лет

29,6 т, что вполне достаточно, исходя из условий работы узла, Параллельно была проведена сварка однотипных деталей в среде углекислого газа, из готовленных из этой же стали. Усилие разрыва при распрессовке щестерни и конусного кольца, сваренных в углекислом газе, составило 36 т.

Использование предлагаемого спо; соба выполнения неразборного соединения двух деталей из низкоуглеродистых сталей обеспечивает по сравнению с существующими способами изготовления аналогичных деталей следующие преимущества:

1. Возможность получения дешевых изделий. Если стоимость сварки шестерни с кольцом синхронизатора электроннолучевой сваркой составляет

20 53 коп на одну деталь, то стоимость сварки аналогичных деталей предлагаемым способом в среде углекислого газа составляет 17,6 коп на одну деталь.

25 2, Сохраняется прочность и вязкость шва после термической обработки.

3, Не требует дорогостоящих электроннолучевых установок .

4. Способ рентабелен в условиях мелкосерийного производства и при ремонте деталей.

Способ выполнения неразъемного соединения деталей из низкоуглеродистой стали, преимущественно шестерен коробки передач с фрикционным

40 кольцом синхронизатора, дуговой сваркой с последующей термохимической обработкой в науглероживающей или азотирующей среде и закалкой, о т личающийс я тем,что,c целью сохранения прочности и вязкости шва после термохимической обработки и закалки, сварку производят плавящимся электродом из хромоникелевой проволоки с глубиной провара щ не менее чем в полтора раза большей глубины слоя насыщения углеродом и азотом в процессе термохимической обработки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Сварные зубчатые колеса

НИИИНФОРМТЯЖМАШ, М., 1969, с,47-48, 2, Сварные зубчатые колеса

НИИИНФОРМТЯЖМАШ. М., 1969, с,16 — 18.

721272

Фиа1 фиа 2

Составитель В,Гордо

Редактор Г.Нечаева Техред М.Петко . Корректор М,Вигула

Заказ 45/13 Тираж 1160 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и октрытий

113035, Чосква, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4