Инструмент для накатывания профилей зубьев зубчатых колес

20 Изобретение относится к устройствам для механической обработки металлов давлением и может быть использовано для формообразования поверхностей зубьев цилиндрических прямо 5и косозубых колес пластическим деформированием,Цель изобретения - повышение качества обработки.На фиг.1 изображен инструмент,вид с торца; на фиг.2 - то же, раз-рез по оси симметрииИнструмент представляет собой зубчатое колесо сборной конструкции,5состоящее из ступицы 1, свободновращающейся на оправке в подшипниках (не показаны). К ступице 1 состороны одного торца винтами 2 идвумя диаметрально расположеннымиштифтами 3 (фиг.2) прикреплена калибрующая часть 4 в виде гладкогоцилиндрического ролика (фиг.2) и зубопрофилирующая часть в виде зубчатого валка 5, несущая деформирующие25элементы 6, Противоположный торецступицы 1 (предварительная часть) выполнен в виде гладкого цилиндрического фланца - ролика 7. К предварительной части 7 винтами 8 прикреплензубчатый венец 9 с зубьями 10, а кпротивоположному торцу ступицы 1зубчатый венец 11 таким образом,что оси симметрии зубьев 10 и 12 венцов 9 и 11 совмещены с осями симметрии деформирунищих элементов 6 зубопрофилирующей части 5 и находятся водной плоскости,проходящейчерез осьвращения инструмента, обеспечивая,темсамым, фиксированное положениедеформирукицих элементов 6 зубопрофилирующей 40части 5.Зубья 10 зубчатого венца 9, атакже зубья 12 венца 11 находятся взацеплении с заготовкой 13 с боковым зазором.Боковая поверхность предварительной рабочей 7 и калибрующей 4 частейвыполнена с тремя участками: двумяконическими 1 и П и цилиндрическим 1между ними.Диаметр Э в начале конического 50участка 1 (со стороны торцовых участков) выполнен меньшим диаметра цилиндра впадин Й зубопрофилирующейочасти 5 на величину 2 а, чтобы гарантировать начало обработки коническим участком 1 с максимально удаленной точки от оси заготовки 13 нанаружном цилиндре Йа так как из-за колебания припуска, оставленного наобработку зубьев, возможно превышение высоты образующихся гребешковна наружном цилиндре д , превышающих величину сг (гарантийного радиального зазора),Образующая конического участка 1может быть наклонена к оси инструменота под угломв диапазоне 15-45Така как конический участок 1 выполняет основную работу деформированияобъема металла гребешков на вершинах зубьев заготовки 3, то при выполнении конического участка 1 сменьшими по значению угламивозможно увеличение длины Г, что способствует постепенности обработкималых сечений деформируемого металла гребешков при соответствующемснижении удельных нагрузок на инструмент за. счет участия в работе большей длины образующей коническогоучастка 1.Выполнение конического участка 1с большими по значению углами (например, при стесненной по габаритамконструкции инструмента) ведет куменьшению длины Г. При этом наибольшее деформирование металла осуществляется в момент вступления в работуцилиндрической части участка П, изза чего резко возрастает радиальноеусилиеЦилиндрический участок П калибрующей части 4 выполнен в виде цилиндра диаметром П и предназначен длякалибровки наружного цилиндра ЙаУчасток 1 с обратным конусом позволяет уменьшить усилия по окончанииобработки, а также избежать возникновения краевого эффекта (разрушения.обрабатываемой поверхности). Участок Щ выполнен аналогично участку 1,Рабочие поверхности калибрующейчасти 4 и предварительной части 7имеют аналогичную конструкцию. Боковые рабочие поверхности калибрующейчасти 4 и предварительной части подвергают цементации с последующей закалкой (ННС 60-63), Цилиндрическиебоковые поверхности роликов 4 и 7контактируют с вращающимися опорами, смонтированными в суппорте установки, с целью разгружения оправки,на которой базируется инструмент, отвоздействия радиальных усилий.Процесс обработки осуществляетсяследующим образом.51 О 15 20 25 30 35 40 45 50 Обрабатываемое зубчатое колесо 13 с предварительно обработанными зубьями, базирующееся на шпинделе станка, вводится вначале в зацепление с зубьями 12 венца 11, затем в зацепление с зубьями 10 зубчатого венца 9 с боковым зазором и устанавливается на неизменном межосевом расстоянии, обеспечивая плотность (беэзаэорность) станочного зацепления деформирующих элементов 6 зубопрофилирующей части 5. Обработка осуществляется при параллельном расположении осей инструмента и зубчатого колеса. Обрабатываемое колесо 13, приведенное во вращение, приводит во вращение инструмент с помощью венца 9 (направление вращения показано стрелками на Фиг.1)Затем обрабатываемому колесу 13 сообщается движение подачи Б, параллельное ее оси вращения, По мере движения вращающейся заготовки 13 в направлении подачи Б вначале в обработку вступает конический участок 1 предварительной части 7, затем рабочая поверхность цилиндрического участка П диаметром 0 обкатывает наружный цилиндр заготовки 13, доводя его до требуемого размера да , что обеспечивает стабильность параметра заготовки по наружному диаметру, так как заготовки в стадии поставки имеют колебания по указанному параметру. При дальнейшем перемещении заготовки 13 в направлении подачи Б деформирующие элементы 6 профилирующего зубчатого валка 5 входят в плот. ное (беэзазорное) станочное зацепление с зубьями заготовки 13, выполняя формообразование боковых поверхностей профиля зубьев. Усилия для осущеествления формообразования создаются эа счет припуска, оставленного по всему профилю обрабатываемых зубьев, создавая тем самым раэношаговость в беззазорном зацеплении между обрабатываемыми зубьями заготовки 13 и деформирующими элементами 6 профилирующего зубчатого валка 5. Пластическое деформирование боковых поверхностей зубьев заготовки приводит к образованию гребешков, выступающих за пределы цилиндра Йа вершин зубьев заготовки. Образовавшиеся гребешки, при непрерывном перемещении заготовки 13 в направлении подачи Б, деформируются вначале коническим участком 1 калибрующей части 4, а затем рабочей поверхностью цилиндрического участка П диаметром 0 до требуемого размера дд , что значительно повышаалет качество обработки. Из-за одностороннего характера образования гребешков процесс обработки осуществляют с реверсированием вращения заготовки 13 в обратную сторону с целью выравнивания профиля обрабатываемых зубьев по высоте, а направление движения подачи Б изменяется1на противоположное.После прекращения рабочего процесса инструмент фиксируется в исходном положении, находясь в зацеплении сзубьями 12 венца 11 и с зубьями заготовки 3.Непрерывность обработки боковых поверхностей и вершин зубьев заготовки позволяет обеспечить требуемые очертания профиля зубьев и, следовательно, качество обработки.П р и м е р . Обработка партии крупномодульных зубчатых колес после зубофрезерования с припуском под накатывание (2,=75; в=10 мм; х =+0,437; Ь, = 140 мм; вес 320 кг) тягового редуктора магистральных тепловозов ТЭЗ и 2 ТЭ 10 Л, изготовленных из стали 45 ХН (НВ 255-311).Режимы обработки: частота враще. - ния заготовки п=8 об/мин; осевая подача заготовки Б, = 1 мм/мин; припуск на деформирование 0,2 - 025 мм на толщину зуба; время обработки С,= 15 мин; число проходов =2.Инструмент с параметрами 2 = 22; ш = 1 О мм; х = +0,866; С = 0,25; Р = 217,32 мм; П = 210,32 мм; а = - 1,0 мм; 1 = 10 мм; У = 19 18 , ширина калибрующей части В равна ширине предварительной части В(В,=В=30 мм); длина участков 1 и Н равны; длина участка П равна 10 мм и значительно превышает подачуБзаготовки за один ее оборот Б, =и, 8 - 1,25 мм/об.1224073 р В.Бутяга аказ 1868/12ВН Тираж 6.5 Подписно ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раущская наб., д,4/5