Способ получения зубчатых колес

(9 1/3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНЛЕС нститут АН БССР А.Ластовенко и 1/30, опубл. 1987 ИЯ ЗУБЧАТЫХ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится к обработке металла давлением и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес и других подобных изделий.Известен способ сварки металлов давлением, основанный на использовании пластической деформации, при которой образование цельнометаллического соединения происходит за счет возникновения атомных связей между соединяемыми деталями. Однако, способ, позволяющий снизить трудоемкость и себестоимость изделий, на используется для соединения зубчатого обода и ступицы точных зубчатых колес, вследствие того, что при сварке давлением. из-за раздачи зубчатого венца обода, не обеспечивается точность его параметров и соосность отверстия ступицы и зубчатого венца.Наиболее близким техническим решением является способ, при котором обод зубчатого колеса получают сгибанием прутка с последующей сваркой его концов встык, после чего обод штампуют, с целью выдав(57) Использование: область обработки металлов давлением. Сущность изобретения; на прутке выдавливают зубья путем пошагового смещения и вдавливания пуансона по форме впадины зуба, Пруток сворачивают в обод, зубья обода предварительно калибруют в зубчатой матрице до 1,01,2 конечной высоты, окончательную калибровку зубьев производят при сварке давлением обода со ступицей. 5 ил. ливания зубчатого венца,. Однако, вследст- (/) вие интенсивного износа зубьев зубоформирующего инструмента (матрицы) не обеспечивается стабильность размеров зубьев в партии зубчатых колес, получаемых в одной матрице, что требует дополнительных операций финишной обработки и приводит к увеличению трудоемкости изделия. Кроме того, быстрый износ зубчатой матри цы, представляющей собой дорогую деталь, а со сложным внутренним контуром, вызыва- (ф ет повышение себестоимости и трудоемко- ( сти изготовления зубчатых колес. ОЦелью изобретения является повышение точности изделий и стойкости зубоформирующего инструмента (матриц),Это достигается тем, что в известном ф способе получения зубчатых колес, включающим получение обода путем сгибания прутка и сваркой его концов встык. а также формирование зубьев, формирование зубьев ведут в несколько стадий, на первой из которых на прутке выдавливают зубья, путем пошагового воздействия на пруток и5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 смещения пуансона с рабочей поверхностью по форме впадины между зубьями, приэтом параметры прутка с зубьями удовлетворяют условиям:Бап=Яаиоп=1. чаи/(1:2 л(Кь Нп) (1)1 =2 Л (Йа-Кп-Нп)Нп=(1,11,5)Нигде Япа, Заи - толщина вершины зуба пруткаи изделия;1 п - шаг зубьев прутка;чаи - шаг зубьев изделия по окружностивыступов;Е - длина прутка;К - коэффициент положения нейтрального слоя изгиба прутка;Ь - толщина прутка в сечении впадины;Нп, Ни - высота зуба прутка и иэделия;йа - радиус окружности выступов зубьев изделия,вторую стадию формирования зубьев осуществляют после получения из прутка обода путем предварительной калибровкиосадкой в зубчатой матрице до 1,01,2конечной высоты путем радиальной раздачиобода соосно зубчатому венцу матрицы, после чего проводят окончательную калибровку зубьев при сварке давления обода соступицей посредством радиальной раздачиобода ступицей.Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что: а) на прутке,перед сгибанием в обод, выдавливаютзубья. удовлетворяющие условиям (1), чемобеспечивается снижение трудоемкости изготовления эубоформирующего инструмента для деформирования зубьев обода; б)зубчатый венец обода предварительно калибруют в зубчатой матрице осадкой зубьевдо 1,01,2 окончательной высоты путемрадиальной раздачи отверстия обода пуансоном соосно зубчатому венцу матрицы, чтообеспечивает стабильность параметровзубчатых венцов изделий, получаемых калибровкой в одной матрице вследствиеуменьшения износа зубьев матрицы; в)окончательную (финишную) калибровкузубьев производят при сварке давлениемобода со ступицей посредством радиальнойраздачи обода ступицей, чем обеспечиваетсятребуемая точность зубчатого венца и егосоосность с отверстием ступицы,На фиг. 1 представлен пруток с выдавленными зубьями: Е - длина прутка; 1 - шагзубьев; Яап - толщина вершины зуба; Нп -высота зуба; Н,С. - нейтральный слой; Кь -расстояние от основания впадины зуба донейтрального слоя; Тп - толщина прутка, и -толщина основания; на фиг, 2 - обод: С -стык концов прутка; на фиг, 3 - схема предварительной калибровки зубьев обода осадкой в зубчатой матрице до 1,01,2 конечной высоты путем радиальной раздачи обода соосно зубчатому венцу матрицы, 1 - зубчатая матрица; 2 - оправка, установленная соосно зубчатому венцу матрицы, 3 - раздающий конусный пуансон; 4 - обод, 5 - основание;на фиг. 4 - схема окончательной калибровки зубьев обода, производимой при сварке давлением обода со ступицей, посредством радиальной раздачи обода ступицей, 6 - ступица, остальное см. фиг. 3;на фиг. 5 - схема калибровки зуба осадкой в сечении, перпендикулярном оси зубчатого венца, Яаи - толщина зуба изделия, 1 - матрица, 4 - обод,На схемах (фиг. 3, 4, 5) с левой стороны оси симметрии показано положение до обработки, с правой - после обработки. Способ получения зубчатых колес реа-. лиэуется следующим образом. На заготовке прутка, представляющей собой полосу прямоугольного сечения, шириной, равной ширине зубчатого венца иэделия, и толщиной, обеспечивающей после выдавливания зубьев размер Тп (фиг. 1), выдавливают впадины шагом сп, в результате на заготовке образуется зубчатый профиль, затем от заготовки отрезают пруток (фиг. 1), его параметры должны соответствовать условиям (1), Пруток сворачивают в обод (фиг.2), стык сваривают и обрабатывают,Полученный зубчатый обод укладывают в матрицу 1 (фиг. Э)и раздают пуансоном 3, который центрируется по оправке 2, в результате зубья обода осаживаются до 1,01,2 конечной высоты (фиг. 5), Затем на оправку 2 надевают ступицу 5(фиг. 4) и производят сварку давлением с ободом посредством вдавливания обода в ступицу. За счет возникающих радиальных сил раздачи обода производится окончательная осадка зубьев.. Формула изобретенияСпособ получения зубчатых колес, включающий получение обода путем сгибания прутка и сварки его концов встык, а также формирование зубьев, а т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности изделий и стойкости формообразующего инструмента, формирование зубьев ведут в несколько стадий, на первой иэ котбрых на прутке выдавливают зубья путем пошагового воздействия на пруток и смещения пуансона с рабочей поверхностью по форме впадины между зубьями, при этом параметры прутка с зубьями удовлетворяют условиям;Яап=Заиоп=3 тая/1:2 л (Кз-Нп)Ег 2 й (Йа-Кь-Нп)Нп=(1,11,5)Нигде Яап, Яаи - толщина вершины зуба прутка и изделия, соответственно;тап - шаг зубьев прутка;таи - шаг зубьев изделия по окружности выступов;. - длина прутка;К - коэффициент положения нейтрального слоя изгиба прутка;и - толщина прутка в сечении впадины: Нп, Ни - высота зуба прутка и изделия,соответственно;Ва - радиус окружности выступов зубьевизделия,5 вторую стадию формирования зубьев осуществляют после получения иэ прутков ободпутем предварительной калибровки осадкой в зубчатой матрице до 1,01,2 конечной высоты путам радиальной раздачи10 обода соосно зубчатому венцу матрицы, после чего проводят окончательную калибровку зубьев при сварке давлением обода соступицей посредством радиальной раздачиобода ступицей.1771860 Составитель А. ЛастовенкоТехред М.Моргентал Корректо Редакто ксими рина, 101 издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,Производстве каз 3799 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва. Ж. Раушская наб., 4/5