Способ изготовления зубчатых колес

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 180324 ИЗОБ ОПИСАН ТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКОМУ С 00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(7 т) Московский институт приборостроения(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХКОЛЕС(57) Использование: обработка металловдавлением, в частности изготовление зубчатых колес с применением операции обжатияполой заготовки на оправке. Сущность изобретения: полую заготовку, плотно посаИзобретение относится к области обработКи металлов давлением, в частности к изготовлению зубчатых колес ковкой, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения,Цель изобретения - повышение качества г)оковок, снижение энергоемкости и упрощение технологической оснастки.Для этого в способе изготовления зубчатых колес, включающим деформирование полрй заготовки, расположенной на оправке без зазора, путем воздействия на ее боковую поверхность инструментом с профильной рабочей поверхностью в радиальном направлении с ограничением осевого течения металла, деформирование осуществляют отдельными последовательными обжатиями части боковой поверхности заготовки пуансоном с поворотом ее между обжатиями совместно с оправкой на величи)5 В 21 К 1/30, В 2 Ц 5/12 женную на оправку, деформируют отдельными обжатиями по участкам с поворотом заготовки вместе с оправкой после обжатия. Обжатия выполняют пуансоном формой рабочей поверхности, идентичной наружной поверхности изделия. Величина обжимаемого участка В равна У 2 ОВУ 2/20, где Ь - наибольший размер впадины профильной части инструмента, О - наибольший диаметр оправки. Каждое обжатие выполняет до полного оформления профиля изделия за один рабочий ход. При достижении металлом заготовки края оправки ограничивают осевое течение металла, 4 ил. ну деформированного участка, равного ширине пуансона, определяемую из соотношения 1/2 О В У 2/20, где В - ширина пуансона, Ь - наибольший размер впадины профильной рабочей поверхности инструмента, 0 - диаметр оправки. а ограничение осевого течения металла осуществляют путем воздействия на металл заготовки ограничивающими элементами, выполненными на боковых поверхностях пуансона,На фиг. 1 показан конечный момент деформирования участка заготовки при изготовлении зубчатого колеса с внутренним зацеплением; на фиг,2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - конечный момент деформирования участка заготовки при изготовлении, зубчатого колеса с наружным зацеплением; на фиг. 4 - разрез Б - Б на фиг. 3 (1 - оправка, 2 - пууансон, 3 - ограничители, 4 - заготов 1803248Способ осуществляется следующим образом. Полую кольцевую заготовку 4, при необходимости нагретую до требуемой температуры, помещают на оправку 1 так, что внутренний диаметр заготовки плотно контактирует с наибольшим диаметром оправ, ки, В таком положении заготовки проводят обжатия. Обжатия проводят пуансоном 2 с формой рабочей поверхности, идентичной наружной поверхности изделия. Толщина пуансона равна толщине оправки, При движении вниз подвижной части оборудования с закрепленным на ней пуансоном воздействуют на наружную поверхность заготовки в направлении толщины ее стенки, придавая течению металла радиальное и осевое направления. При радиальном течении формируется толщина стенки иэделия в месте впадины, формируется зуб изделия в местах полости в инструменте; при осевом течении оформляется конечная высота иэделия (при осевом течении металл не заходит за край оправки: в момент воздействия пуансона на заготовку ограничителя 3 скользят по торцам оправки, То есть за один рабочий ход полностью оформляется профиль изделия на обжимаемом участке, Наличие ограничителей допускает небольшое смещение заготовки при центрировании, увеличивает геометрическую точность торцов изделия без затруднения сьама,Предложенный способ позволяет получать зубчатые колеса как с внутренним, так и с наружным зацеплением. Для получения колес с внутренним зацеплением оправка имеет ответный профиль колеса. Для получения колес с наружным зацеплением пуансон имеет ответный профиль колеса, Возможно получение изделий с тонким диском и толстым венцом введением съемных прокладок на оправку.Величина деформируемого участка В за . один рабочий ход выбирается по заданномусоотношению из следующих условий. При В12 Ь, где Ь - впадина профильной части инструмента, данная впадина к истечению рабочего хода заполняется не в полном объеме, что ухудшает качество иэделия. При В/20, где О - наибольший диаметр оправки, металл, подвергающийся воздействию периферийных частей пуансона смещается в вертикальном направлении, не заполняет окраинные по участку впадины инструмента, искажается толщина и диаметр заготовки, что также ухудшает качество иэделия из-эа неэаполнения полости, зажима металла при дополнительном обжатии внутри полости, зажима металла по диаметру при последующем обжатии,При обжатии заготовки, плотно посаженной на оправке с названным выше направлением течения, увеличения диаметране наблюдается, т.е. тангенциальная деформация отсутствует, Этому способствует схема деформирования, наличие металла вполостях инструмента и ограничения внутреннего диаметра заготовки наибольшимдиаметром оправки.10 После возвращения вверх в исходное по-ложение подвижных частей оборудования заготовка вместе с оправкой поворачивается поокружности на уже деформированный участок, При изготовлении колес с внутренним15 зацеплением совместному повороту способствуют выступы изделия во впадинах оправки. При изготовлении колес с наружнымзацеплением этому способствует плотныйконтакт заготовки и оправки, Рекомендует 20 ся выставлять оснастку так, чтобы центральная впадина оказывалась на вертикальнойлинии по оси приложения втулки. Для точного поворота оправки с заготовкой, особенно при изготовлении колес с наружным25 зацеплением, на торцах оправки выполняют диаметральные риски, кратные угловомурасположению зубьев колеса, Наряду с применением кольцевой заготовки возможноприменение в качестве заготовки полосы. В30 процессе обжатия полоса изгибается в кольцо. После обжатия место стыка жесткоскрепляют с последующей термообработкой, улучшающей как место скрепления, так, и качество металла иэделия в целом. Воз 35 можно предварительное получение кольцевой заготовки из полосы. Применение вкачестве исходного материала полосы особенно эффективно при больших диаметрах,После полного обжатия заготовки по ок 40 ружности нажатием на оправку с упоромизделия (или наоборот) изделие снимается.Снова устанавливается заготовки, процессповторяется,П р и м е р, Изготавливается стальное45 зубчатое колесо с внутренним зацеплением,число зубьев Е = 94, модуль щ = 5. Размерыколеса: наружный диаметр 520 мм, внутренний диаметр 460 мм, делительный диаметр470 мм, высота 75 мм.50 С учетом постоянства обьема и с учетомдиаметра впадин изделия размеры заготовки равна Он х Оь х Н = 560 х 480 х 55 мм.Оправка с профилем, ответным профилюиэделия, имеет наибольший диаметр 48055 мм. Заготовку нагревают до Т = 1200 Си размещают на оправке. Толщина оправки и толщина пуансона 75 мм. Радиускривизны пуансона равен 520/2 мм. Ширина пуансона в прямолинейном исчислении 240 мм, что находится в диапазоне2 ЬВо Я ЬВф/20 и по окружности составляет одну шестую часть, Оправку с.заготовкой размещаютс опорой на призмах так, что впадина оправки совпадаетс осью приложения усилия. Пуансон имеет ограничители с боков, которые являются также направляющими. Пуансоном обжимают заготовку на длине шестой части окружности до диаметра изделия 520 мм. После обжатия заготовку с оправкой поворачивают в призмах на величину в угловом измерении 60. После шести обжатий поковку с оправкой поворачивают и поковку снимают,Применение предложенного способа позволяет увеличить качество поковки, упростить технологическую оснастку, снизить усилие деформирования, В конечном итоге все это позволяетувеличить производительность и уменьшить расход металла при изготовлении зубчатых колес, С увеличением размеров колес эффективность увеличивается. Формула изобретенияСпособ изготовления зубчатых колес, включающий деформирование полой заготовки, расположенной на оправке без зазоА ра, путем воздействия на ее боковую поверхность инструментом с профильной рабочей поверхностью в радиальном направлении с ограничением осевого течения металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества поковок, снижения энергоемкости и упрощения технологической оснастки, деформирование осуществляют отдельными последовательными обжатия ми части боковой поверхности заготовки пуансоном с поворотом ее между обжатиями совместно с оправкой на величинудеформированного участка, равного ширине пуансона, определяемой из соотношения15 где В - ширина пуансона;20 Ь - наибольший размер впадины профильной рабочей поверхности инструмента;О - диаметр оправки,а ограничение осевого течения металла осуществляют путем воздействия на металл заго 25 товки ограничивающими элементами,выполненными на боковых поверхностях пуансона,1803248 Рог. 3 Редактор М. Куз орректор Н. Ревск ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Про Составитель В. ГречищеТехред М,Моргентал Заказ 1024 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушск