Комплект инструмента для накатки цилиндрических зубчатых колес

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпнн

ОПИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. санд-ву(22)Заявлено 29.04.80 (21) 2932525/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.!

В 21 Н, 5/02

Государствсииый квинтет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 15 .05 . 82. Бюллетень йв 1 8 (53) УД,К 621..833.002.2 (088.8) Дата опубликования описания 15. 05. 82

1»

1 г (72) Авторы изобретения.

А.И. Сумин, С.М. Хазин и В.И. Купреев (71) Заявитель (54) КОМПЛЕКТ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ НАКАТКИ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячей накатке, преимущественно крупномодульных цилиндрических зубчатых колес..

Известен комплект инструмента для накатки цилиндрических зубчатых колес, содержащий соосно расположенные цилиндрический обкатной валок и зубчатый валок с торцовыми коническими поверхностями и примыкающими к ним своими коническими поверхностями ребордами (13.

Наклон торцовых конических поверхностей зубчатого валка и реборд на практике, как правило выполнен либо несимметрично, либо симметрично под углом 7-14 к плоскости, перо пендикулярной геометрической оси обоих валков.

Установлено, что в процессе горячей накатки зубьев нагретый до температуры пластического формообразования металл в торцах заготовки, i

2 контактируя с холодными ребордами, ограничивающими торцовое течение металла заготовки, быстро охлаждается и теряет пластичность, что исключает равномерный рост зубьев по их длине

5 и приводит к незаполнению вершин зубьев. С целью обеспечения равномерного заполнения металлом вершин зубьев по всей их длине на исходной под зубонакатку заготовке, на наруж10 нои цилиндрической поверхности венца выполняют радиусную выемку глубиной до 2 мм и шириной до 2/3 lltHpHHbl венца, расположенную симметрично от1j носительно торцов заготовки что соЭ здает заранее избыток металла в тор" цах венца заготовки по сравнению со средней частью.

В процессе зубонакатки этих заго20 товок обеспечивается более интенсивное течение металла середины венца заготовки и создается хорошее заполнение накатываемых зубьев по всей длине. Для создания выемки на венце

927399 4 заготовки на цилиндрическом участке обкатного валка выполнен радиусный выступ (бочка), который и формирует при обкатке выемку на венце заготовки. Однако при. этом возрастает трудоемкость изготовления обкатанного валка с радиусным выступом на наружной поверхности. Кроме того, при горячей накатке крупномбдульных колес (9 мм и выше) с отношением длины зуба к его модулю более 8 известные конструкции инструментов не дают положительного эффекта - вершиыы зубьев накатанных колес оказываются незаполненными, особенно на участках, прилегающих к торцам колеса. При малых торцовых углах (7- 14о) при механической обработке торцов накатан- ных колес режущий инструмент работает и по торцам зубьев, в результате чего выкрашивается, ломается.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления комплекта инструмента и повышение качества обрабатываемых зубчатых колес.

Поставленная цель достигается тем, что в комплекте инструмента для накатки цилиндрических зубчатых колес, содержащем соосно расположЕнные цилиндрический обкатной валок и зубчатый валок с торцовыми коническими поверхностями и примыкающими к ним своими коническими поверхностями . ребордами, угол наклона торцовых конических поверхностей зубчатого валка и реборду к плоскости, перпендикулярной геометрической оси обоих валков, равен 15-20о, а разность диаметров окружности большего основания конических поверхностей реборд и окружности по вершинам зубьев зубчатого валка равна 1,5-2,5 модуля зубьев зубчатого валка.

Минимальное значение угла наклона торцовых конических поверхностей зубчатого валка и реборд (15 ) обес печивает выравнивание течения металла по длине зуба в процессе зубонакатки.

Экспериментально установлено, что наличие угла наклона торцовых noeepxHoñòåé реборд в пределах 10-14" еще не обеспечивает равномерного заполнения зубьев по длине и для исключения незаполнения вершин зубьев у торцов заготовки требуется на венце заготовки перед 3óáîíàêàòêîé формировать технологическую выемку.

Вместе с тем накатка зубьев шестер H

3 мм при h = 15 мм.

Дальнейшее увеличение угла свыше

35 о

20, таким образом, оказывается нецелесообразным для изделия по конструктивным соображениям. Вместе с тем. о установленный диапазон 15-20 дает возможность экпериментально подобрать оптимальный угол для обеспечения равномерного заполнения металлом вершин зубьев по всей их длине в зависимости от конкретных условий на43 катки с учетом допустимых конструктивных изме ений иэделия.

Разность диаметров окружности большего основания конических поверхностей реборд (OZ) и окружности по вершине зубьев зубчатого валка (0 ) равная 1,5 2,5 модуля зубьев валка, on30 ,- ределена экспериментально, при этом наименьшее значение разности (1,5 модуля) обеспечивает минимальный припуск на механическую обработку торцов накатанного колеса с расположением наружного диаметра обтачивас Мо го торца колеса меньше диаметра окружности впадин зубьев, т.p.. с ис—

$ 0

2S

30 модулем 10,5 мм с числом зубьев 53 и с шириной венца 102,5 мм в производственных условиях показала, что минимальный угол наклона торцовых конических поверхностей реборд (15 ) к плоскости, перпендикулярной оси валка, обеспечивает равномерное заполнение металлом вершин зубьев по всей их длине и при отсутствии технологической выемки, т.е. при цилиндрической форме наружной поверхности венца заготовки, поступающей на зубонакатку.

Верхний предел наклона торцовых конических поверхностей реборд (20 ) ограничивается двумя условиями.

При дальнейшем увеличении этого угла ускоряется рост зубьев в высоту на торцовых участках по сравнению с серединным участком, что приводит к незаполнению вершин зубьев в серединных по длине участках. Кроме того, с увеличением угла наклона торцовых конических поверхностей зубьев начинает значительно уменьшаться длина зубьев изделия на наружном диаметре, что недопустимо с точки зрения .прочности вершин зубьев.

8 диапазоне углов наклона 15-20 разность длины зубьев на наружном диаметре определяется по соотношению

AL = h(tg20 — tgl5 )

Ч-де h — высота зуба изделия составит

92739

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 497087, кл. В 21 Н 5/02, 20.09.74 (прототип).

5 ключением работы подрезных оезцов по зубчатой торцовой поверхности накатанного колеса.

Для колеса модулем 10,5 мм при о торцовых углах скосов 15-20 минимальный припуск по торцу составит

1,7-2,8 мм, что обеспечивает получение качественных торцов под последующую чистовую вубообработку.

Наибольшая разность диаметров 10 (2;5 модуля) обеспечивает максимальный припуск по торцам в пределах

1,85-3,0 мм при угле наклона торцовых конических поверхностей равном

15-20 . Увеличение максимальной раз- 15 о ности недопустимо как с точки зрения увеличения торцового припуска, так и с точки зрения увеличения площади контакта реборд с торцовыми поверхностями заготовок, что приводит к 20 увеличению мощности зубонакатки за счет увеличения торцовых сил трения.

На чертеже изображено сечение комплекта инструмента для накатки цилиндрических зубчатых колес. 25

Обкатной валок 1, верхняя торцовая поверхность 2 которого выполнена конической и зубчатый валок 3 с ребордой 4 закреплены соосно на шпинделе зубонакатного стана (на чертеже не показан) и образуют комплект инст-. румента. Рабочая поверхность 5 обкатного валка 1 выполнена цилиндрической; коническая поверхность 2 обкатного валка 1 являясь нижней ребордой зубчатого валка 3 сопряжена с нижней конической поверхностью зубчатого валка 3 и имеет равный с о ним наклон под углом (= 15-20 к плоскости, перпендикулярной к геометрической оси 6 обоих валков.

Такой же угол наклона В, равной

15„20o имеют верхняя торцовая коническая поверхность зубчатого валка 3 и сопряженная с ним коническая по45 верхность 7 реборды 4.

Комплект инструмента работает следующим образом.

В процессе горячей накатки зубьев заготовка (на чертеже не показана)

50 вначале обкатывается обжатым валком

1 с цилиндрической рабочей поверхностью 5, а затем в позиции накатки на ней накатываются зубья. При этом увеличенные торцовые углы ф конических поверхностеи 2 и 7 обеспечи55

/ вают интенсивное течение металла как в середине, так и у торцов венца заготовки в головку зуба, обеспечивая

9 6 равномерный рост зуба на всех участках его длины, компенсируя неодинаковую пластичность металла — низкую у торцов венца заготовки и более высокую в середине.

Положительный эффект от реализации изобретения достигается в результате повышения качества накатанных колес путем равномерного заполнения вершин зубьев по длине даже при накатке колес модулем более 9 мм с соотношением длины и модуля зубьев свыше 10, снижения трудоемкости изготовления обкатных валков и повышения стойкости режущего инструмента при механической обработке торцов колес путем исключения ударной нагрузки на него.

В производственных условиях проведена опытная проверка предлагаемого комплекта инструмента. Прокатана партия зубчатых колес с модулем

10,5 мм и числом зубьев 53 при длине зуба 102,5 мм. Результаты эксперимента показали, что при.использовании комплекта инструмента: гладг кого обкатного валка с цилиндрической рабочей поверхностью и зубчатого валка с ребордами, торцы которых выполнены под углом 15 к оси валка—

0 вершины зубьев колеса по всей длине заполняются хорошо.

Формула изобретения

Комплект инструмента для накатки цилиндрических зубчатых колес, содержащий соосно расположенные цилиндрический обкатной валок и зубчатый валок с торцовыми коническими поверхностями и сопряженными с ними- своими коническими поверхностями ребордами, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления комплекта инструмента и повышения качества обрабатываемых колес, угол наклона торцовых конических поверхностей зубчатого валка и реборд к плоскости, перпендикулярной геометрической оси обоих валков, равен

15-20о, а разность диаметров окружности большего основания конических поверхностей- реборд и окружности по вершинам зубьев 3убчатого валка равна 1,5-2,5 модуля зубьев зубчатого валка.

927399

Составитель В. Мальцев

Техред Е, баритончик Корректор А Гриценко

Редактор Н. Шильникова

Заказ 3074/14

Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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