Способ изготовления деталей зубчатых зацеплений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 51) НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ водство зубчатых- М.: Машиностро73. Таицолес. Сние, 19 лезвиинымдоемкост кал ционно ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Сагардзе В.С. и др, Уменьшениедеформации цементованных деталей изстали 20 Х 2 НЧА. - Металловедение итермическая обработка металлов,1970, 11 5, с 27-31.Б,А. Произк правочник.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЗУБ ЧАТЫХ ЗАЦЕПЛЕНИ 11(54) Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению точных зубчатых колес и валшестерен, подвергаемых в процессе изготовления химико-термической обработке. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления деталей. Снижение трудоемкости изготовления достигается тем, что в способе изготовления деталей зубчатых зацеплений, включающем формообразущую механическую обработку, цементацию, за ку сердцевины с цементаго нагрева, закалку цементованного слоя, высокий и низкий отпуски, доводочную механическую обработку, в которой закалку с цементационного нагрева осуществляют при разности температуры изделия и охлаждающей среды в 1,2-1,5 раза превышающем укаэанную разность при закалкецементованного слоя, а доводочнуюмеханическую обработку рабочих поверхностей осуществляют после закалки с цементационного нагрева. В процессе охлаждения сердцевины с цементационного нагрева в диффузионномслое создается высокий уровень напряжений, деформирующих и уплотняющих сердцевину цементуемых иэделий.Полученные при этом изменения формыи размеров рабочих поверхностейустраняются механической лезвийнойобработкой. При последующей закалкецементованного слоя возникают меньшие по величине напряжения и изменение размеров связано только сизменением удельных объемов структурных составляющих. Эти изменениянаправлены в сторону увеличенияразмеров и укладываются в поле допусков на рабочие параметры колеси вал-шестерен. Замена обработкизакаленных изделий абразивным инструментом на обработку изделий послезакалки с цементационного нагреваструментом снижает трстоимость продукции.11.3 сретинс от 11 с 111 с я к ч с р ц й МСТЛ 1 УР 31 цВ ЧЛСТ 1 СТИ К 1 э ОТС)ВЛС- нию точых ;3 убчст ть 1 х к)е с 3 133 11 с.с. 35 Обработка деталей по предлагаемому способу позволяет стабилизировать деформации за счет того, что в процессе более жесткого охлаждения цементованных деталей в диффузионном слое создается повыщеццьй уровень напряжений, деформирунщих 1 у 3 тотняю 3 тх сердцевиу цемецт 3 руемьГХ и 3- делий. Потучнные ттрн этом ц.мецения формы и рямерсв петлчей у"рл - нян)тся мехдцтческойтезстицсй обработкой, При нос 1 Руюшей злкячк с емецтолацногс слся црц 6 Р мягт,омВ 50 терец, попвергдемых в Процессе 3 зготаГттеция химико-термичес.кой обрлботке.Целью изобретения является снижение трудоемкости иэготов:еия,Снижение трудоемкости иэготсцления Постигается тем, что здкдлку 10с цемецтациогцого нагрева осущесттвляют при разности температуры иэделия и охлдждлк)щей средь в 1,2-1,5 рдэд превышающей указанную разностьпри закалке цементованцого слоя, а 15механическун) обработку для снятияискажений рабочих поверхностей осуществлянт после закалки с цемецтдционцого нагрева,Ири погружении детали в охлаждд Оющук среду в цемецтовацном слоевозникает высокий уровень сжимающихнапряжений, обусловленных увеличением удельных объемов фдз выделенияиз аустецита и разностью темперлтур25на границе охлаждающая среда - деталь, 1 од дейс.тцием возникающихтермических и структурных напряжеци.деформируется сердцевина детали,Чтобы в разных напрлппениях и в рдзцых деталях деформация была одинаковой, необходимочтобы сталь сердцевины деталей была изотропна - имелаодинаковую плотность, что практически не достижимо, тдк как послепрокатки всегда сохраняется полосатость и направленность волокнаили неодинаковая плотность металлапосле ковки-штамповки. В результатекоэффициенты линейного удлицеция 40и относительного сужения стяют вразных направлениях цеопицлковы цнеодинакова и величина Пефсрмации нразных направлениях, что вызываегизменение формы детали. 45 с)хтлжс 313311 13,111 с 1 1 )1 1 1 11 кнГ нся 11 Е 3 цс 3113311 13111)жс 111 Яу 1.от це 1111;1 Я 1)11 с . Г)тцс 133 Яд не Пефр.МПУЕТСЯ Ц 31:3 МС ЦЕЦИЕ РЛЛМЕРЦ 31 э 13- ется тольки.мс 1 Рцем ус 3 31 х бт емон структурцьцс сстл цлянщцх. 3 Ги11.3 С 1 ЕЦЦЯ Ц 31 Р 1131 ЦЫ 133 Р)1 У У 31331 с 111 Я Рл тм 1)3, 1 лП 1 ж 3 РС н врунте я и, с.:тдвляя цебиИную величину уктсдын;1 ются 3 ое п 13 ускн 13сответстцующне пдрлметры.Способ опр бонди при цэгтн.с цципарти зубчатых колес дидметрм300 мм, модулем 8 мм иэ стал 1 20 Х 211(Ли цклнчает ф)рнс)бр 3 ующую мехлццчсс -кую обработку, включдющун ковку, термобработку, черцсизую и чистовун сирипуском 1,2 мм обработку ре:тдцием,газовую цементдцин цри 920 С, 9 чцд глубину 1,2-1,4 мм в стоечцомприспосблеции, подстужицлцие по температуры закалки сердцевины 88Г,охлаждение в масле стемпердтурл млслдО20-140 С), изменение основных рябо ихпдряметров колес сдружный ц внутренний диаметры,длина общей нормали,толщина зуба), высокий отпуск цементонацнойстали (с)40 С, 5 ч), мехлцическун обработку для снятия полученных прицементации искажений формы и рабочихразмеров колес, вклн)чая зубофреэерование, закалку цемецтовдцнго слоя:нагрев до 780 С, хлдждецие в маслеили селитре (температура 180-230 Снизкотемпературный отпуск при 180 С,3 ч, контроль рдбчх идрлметровколес,Соотношение раэ цости тс мперл турыдетали Т и охлажлдющей жидкости Тпри закалке сердцевины пос:Р пП:туживания с цементапиоццого ИгрцдТ = Т - Т к рдзцостц температурыГ.детали и охлаждающей жцпксти призакалке цементованцго слоя Тт- Т - Т состдвляс. т 1, 1 - 1, ),табл, 1 иредгтдвлРы резултлтыисследования изменения рл.мервдвух партий колес.Обработке по пре;ллглРмч сивсобу соответствуег злклцнл сериенины после иодстуживлццясмецтл пЦНОГО НаГРЕВЛ В Мдс ц т МтРРЛТУрсй 20 С, окоцчдте.т,цля 3,янлсБ сРлитрР с тсмпер;3), р и(ГГС, тсс)тветствует - ;-, - - - 1, ". (13 ттрс тТ,ному способу эдкл 11, р. "ин.окнчател ьцун) осуГ 1111 / Ил.Таблица 1 Показатели диаметра окружности выступов по способу Контроль размеров известному предлагаемому( = 1,1) Т Т 1 2 315,16 315, 06 315,23 315,12 315,16 315,20 315, 14 315,17 315,17 315, 16 315,23 315, 20 До цементации После цементациии высокого от 315,20 314,97 315,13 315,03 315,30 315,19 314,95 314,94 314, 98 314,95 315,00 314,99 пуска 315,01 315,01 314)99 314,99 315,03 315, 03 315, 00 315,00 315,01 315,01 315,00 315,00 После механическойобработки 315,14 314,78 314, 91 314,99 315,14 315,08 315, 01 315, 01 315, 01 315,01 315, О 315,01 После закалки и низкого отпуска Приращение диаметра окружности выступов после цементации ивысокогоотпуска+0,01 +0,01 0,00 0,00 закалки инизкого отпуска з 127 температурой 20 С, что соответствует ТТДля наглядности изменения размеров колес при химико-термической Из табл. 1 видно, что наибольшие15искажения диаметра возникают на этапезакалки сердцевины с цементационногонагрева. По предлагаемому способуони легко снимаются за один проход 1896 фобработке в обоих случаях вводят лезвийную обработку контура зуба после цементации, хотя в известном способе ее осуществляют после окончательной закалки,эубофрезерного станка. При окончательной закалке имеет место минимальное изменение размеров, т.е. обеспечивается минимальная трудоемкостьдоводочной обработки.1271896 Таблица 2 Охлаждающая среда итемпература, С Приращение диаметра колеса после.закалки цементоСпособ Т после цемен- тации ванного слоя, мм при закалке Предлагаемый Масло 140 Масло 180 1,2-0,17 +0,15 Масло 20 Масло 180 Масло 20 Селитра 230 Известный Масло 180 Масло 180 В табл. 2 представлены результаты определения граничных значений30спри которых предлагаемый способцимеет преимущество перед известным.Верхний предел соотношения Тсограничен значением 1, 5, посколь- ц8ку максимальная температура эакалочной среды не, может приниматься выше 230 С, что соответствует температуре мартенситной точки для цементованно 40 го слоя с оптимальной концентрацией углерода, превышение его не обеспечивает требуемые структуру и механические свойства цементованной стали.Минимальное значение температуры45 закалочной среды при охлаждении после цементации также не может приониматься ниже 20 С по условию предупреждения трещинообразования при резком охлаждении деталей сложной50 формы (с возможным наличием концентраторов напряжений) и по условиям экономической целесообразности (20 С - температура масла в цеховых емкостях, охлаждаемых проточной водой и не требующих специальных регу 55 ляторов температуры),Зкономический эффект от применения предлагаемого способа возникает эа счет замены многократной обработки при окончательной отделке рабочихповерхностей закаленного иементованного изделия абразивным инструментом на однопроходную зубофреэерную (лезвийную) обработку рабочихповерхностей иэделия после закалкис постуживанием после цементованногонагрева. Формула изобретения Способ изготовления деталей зубчатых зацеплений, включающий формообразующую механическую обработку, цементацию, подстуживание до температуры закалки сердцевины и закалку ее, высокий отпуск, закалку цементованного слоя, низкий отпуск и доводочную механическую обработку, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью снижения трудоемкости изготовления деталей, закалку сердцевины осуществляют при разности температуры изделия и охлаждающей среды в 1-2-1,5 раза превышающей указанную разность при закалке цементованного слоя, а доводочную механическую обработку рабочих поверхностей осу ществляют после высокого отпуска.