Способ упрочняющей обработки зубчатых колес

(71) Заявитель 54) СПОСОБ УПРОЧИЯЮЩЕИ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТБХ КОЛЕСспособ упроч-убчатых колес, енца обрабатываса до температу;атку зубчатым ния пятна конл я к Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес.Известен способ притирки сопряженной пары зубчатых колес, который вклю чает обкатку колес под рабочей на-. грузкой до получения отчетливого пятна контакта на каждом зубе и на" правленный съем металла с боковых поверхностей зубьев 1.Недостатком известного способа является низкая производительность в связи с необходимостью точного определения расположения пятна контакта и большими затратами времени на проведение механической обработки зубьев колеса.Известен такженяющей обработки звключающий нагрев в емого зубчатого колеры аустенизации, обобкатником до получетакта и закалку21.Недостатками данного способа ются низкая производительность, как много времени затрачивается точное определение расположения на контакта. Кроме того зубчаты са имеют сравнительно невысокие нагруэочные характеристики в связи с тем, что получить глубину закаленного слоя зубьев обрабатываемого ко леса более 0,3 мм не представляется возможным иэ-за малой стойкости деформирующих роликов при пропускании очень больших (около 10000 А) токов.Цель изобретения - повышение производительности качества обработки, и обеспечение возможности обработки крупномодульных зубчатых колес. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упрочняющей обработки зубчатых .колес, включающему нагрев венца обрабатываемого зубчатого колеса до температуры аустенизации, обкатку зубчатым обкатником цо получения пятна контакта и закалку, нагрев венца зубчатого колеса и последующее охлаждение ведут одновременно с обкаткой, при зто в процессе охлаждения нагрузку при обкатке увеличивают пропорционально твердости, а для обеспечения возмож ности обработки крупномодульных зубчатых колес, нагреву подвергают толь ко один зуб, а обкатку ведут по его длине при совершении зубчатым обкатником качательных движений, 975163На фиг.1 показана установка дляосуществления упрочияющей обработкизубчатых колес, вид сбоку, на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1, на фиг, 3сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4узел ) на фиг. 1, 5В установку входнт редуктор 1,закрепленный к основанию (не показано), со снятой верхней крышкой.На промежуточном валу 2 и выходномвалу 3 смонтированы обрабатываемые )Озубчатые колеса малого 4 и крупного 5модулей. Сопряженные с ними колеса 4 аи 5 а установлены на входном валу 6 и промежуточном валу 2. С вход- ./,ным валом 6 и выходным валом 3 сое- ,динены электродвигатели 7 и 8 постоянного тока, которые могут работатьв режиме двигателя и генератора.Для нагрева колеса малого модуля 4 установлен кольцевой индуктор 9, осваренный из отдельных медных трубок,охватывающих часть окружности колеса (фиг, 1 и 3), а для нагрева. колеса крупного модуля 5 - петлевой индуктор 10, охватывающий один зуб колеса. Индукторы 9 и 10 электрическисвязаны с установками ТВЧ (не показаны),На выходном валу 3 с помощью хомута закреплена планка 11, повороткоторой ограничивает упор 12 с переключателем (не показан), изменяющимнаправления вращения электродвигателя 8.Редуктор 1 через трубу 13 соединенс гидравлическим насосогл 14 способным за 1-2 с заполнить внутреннийобъем редуктора закалочной жидкостью,Установка работает следующимобразом.Обработка зубчатого колеса малого 40модуля 4,Индуктор 10 поднят вверх и выключен, планка 11 удалена из редуктора.Включает индуктор 9 и электродвигатель 7, вращающий колесо редуктора,45и электродвигатель 8, работающий врежиме генератора (электротормоза).При обкатке зубчатого колеса 4его венец одновременно нагреваютза счет наводимого индуктором 9 переменного магнитного пола. При достижении поверхностным слоем зубьевтеглпературы аустенизации увеличивают генераторогл нагрузку в передачеи подвергают венец колеса 4 пластической деформации до получения пятна контакта по длине зуба. В этомслучае сопряженное зубчатое колесо 4 а продеформирует поверхностныйслой зубьев кОлеса 4 и ликвидируетпогрешности изготовления и сборки гОэлементов редуктора, обеспечив стопроцентное пятно контакта.Для закалки зубчатого венца колеса 4 редуктор заполняют жидкостьюс помощью гидронасоса 14. б 5 В процессе закалки при переходе аустенита в мартенсит происходит деформация венца и величина пятна контакта уменьшится до 60-70.,Пггя угленьшения величин деформации зубьев в процессе закалки увеличивают нагрузку в период обкатки передачи пропорционально увеличению твердости поверхностного слоя зубьев.Пластическая деформация при структурных превращениях снижает величину термических искажений зубьев дальнейшей их приработкойи увеличивает механические характеристики поверхностного слоя зубьев за счет измельчения зерен аустенита и мартенсита,Обработка зубчатого колеса крупного модуля.Убирают индуктор 9, включают элект. родвигатель 7 в режиме генератора ( электротормоз) и устанавливают планку 11 по оси симметрии обрабатываемого зуба (фиг. 4). Редуктор за полняют закалочной жидкостью так, чтобы уровень был несколько выше упора 12.Опускают вниз петлевой индуктор 10 как показано на фиг. 4, разогревают зуб до температуры аустенизации, поднимают петлевой индуктор 10 вверх и поворачивают колесо 5 электродвигателем 8 до контакта планки 11 с упо" ром 12, переключающим вращение электродвигателя 8 в обратную сторону. Таким образом обрабатываемому колесу сообщают качальные движения. При поворотах разогретый зуб колеса 5 будет пластически деформированна всю длину зубом сопряженного колеса 5 а в плоскости разъема редуктора.Пластическая деформация устраняет погрешности изготовления и сборки редуктора и обеспечивает стопроцентное пятно контакта.Опустившись ниже плоскости разъема редуктора, разогретый зуб попадает в закалочную жидкость и претерпевает структурные превращения, входе которых он несколько деформиру-.ется, Уменьшение величины деформации зуба в процессе закалки достигается путем увеличения нагрузки при обкатке в передаче пропорционально увеличению твердости поверхностного слоязуба и периодическими поворотамиколеса вверх-вниз относительно плоскости разъегла редуктора.Пример упрочняющей обработкизубчатых колес.Параметры обрабатываемого зубчатого колеса малого глодуля:Модуль зацепления, мм 3,Ширина колеса, мм 30,Число зубьев 50Материал .сталь 4 ОХНМАНагрев обрабатываелогб Кбггесаосуществляют индуктором ТВЧ при975163 формула изобретения 10 юг. 600 оборотах колеса в минуту в течение 10-15 с, С повышением темпера" туры венца. до температуры аустениза ции 930-950 С увеличивают нагрузку до 100 кгс и ведут пластическую деформацию сопряженным зубчатым колесом на указанной нагрузке в течение 2 3 сВ редуктор подают эакалочную жидкость (вода с антикоррозионными добавками) при необходимости уменьшают величину термических искажений зубьев сповышением твердости поверхностного слоя и пропорционально увеличивают нагрузку в зубчатой передаче до 700-800 кгс.Параметры обрабатываемого колеса крупного модуля:Модуль зацепления, мм 8 Ширина колеса, мм 20 Число зубьев 40 Материал сталь 40 ХНМА.Нагрев зуба осуществляют петлевым индуктором ТВЧ в течение 3-4 с, поворачивают колесо при нагрузке в передаче 150 кгс и ведут пластическую деформацию сопряженным зубчатым колесом в плоскости разъема, поворачивая его вверх-вниз 6-10 раэ, При необходимости уменьшить величину термических искажений зуба в процессе .закалки увеличивают нагрузку до 1000-1200 кгс.Проведение нагрева, деформации и закалки зубчатых колес непосредственно в редукторе.позволяет исключить оборудование, необходимое для установки, вращения и закалки зубчатых колес в процессе их термообработки на установке ТВЧ, уменьшить время на приработку зубчатых колеспри достижении требуемого пятнаконтакта, Кроме того, позволяет увеличить механические характеристикиповерхностного слоя зубьев за счетсовмещения операций пластическойдеформации с термическими операциямй. 1, Способ упрочняющей обработкизубчатых колес, включающий нагреввенца обрабатываемого зубчатого колеса до температуры аустенизации, об"15 катку зубчатым обкатником до получе"ния пятна контакта и закалку, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительностии качества обработки, нагрев венцащ зубчатого колеса и последующее охлаждение ведут одновременно с обкаткой,при этом в процессе охлаждения нагрузку при.обкатке увеличивают пропорционально твердости.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью обес"печения .возможности обработки крупнО,модульных зубчатых колес, нагревуподвергают только один зуб, а обкатку ведут по его длине при совершении зубчатым обкатником качательныхдвижений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 452451, кл. В 23 Г 19/02, 1970.2Авторскоесвидетельство СССРО 722643, кл. В 21 Н 5/02, 19777 аз 8 е иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 7/12 Тира ВJИИПИ Государствепо делам изобрет 113035, Москва, ).(Подписикомитета СССРи открытийаушская наб., д. ногоний5, Р