Способ изготовления кольцевыхдеталей c профилированнойнаружной поверхностью

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. В 21 Н 1/06 В 21 Н 5/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ С ПРОФИЛИРОВАННОЙ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначается для накатывания зубчатых венцов на кольцевых заготовках с отношением ширины кольца к его толщине более . двух.Известен способ изготовления зубчатого венца на кольцевых заготовках накатными валками с одновременным перемещением расширяющейся оправки 1 О внутри кольцевой заготовки 1).Однако этот способ не обеспечивает высокой точности изделия из-за шаговой погрешности и искажения профиля, возникающих вследствии особен ностей кинематической схемы накатывания, при которой профиль зубьев на изделии образуется в процессе обкатывания эубоформующего инструмента по цилиндрической поверхности заго товки, Сложна и конструкция устройств, на которых осуществляется данный способ. При изготовлении крупномодульных зубчатых венцов обработку приходится осуществлять за несколько пе реходов разными по своим размерам оправками, вследствие этого снижается производительность обработки.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности 30 и достигаемому результату являетсяспособ иэ готовления кольцевых деталей с профилированной наружной поверхностью,при котором кольцевую заготовку деформируют между вращающейся матрицей с профилированной внутреннейповерхностью и перемещающимся в радиальном направлении раскатным валкомс ручьем на наружной поверхности 21.Однако указанный способ не обеспечивает высокой точности изделия приизготовлении деталей с отношениемширины кольца к его толщине более 2,поскольку происходит незаполнение зубчатого профиля матрицы по серединевенца заготовки, а также требуютсязначительные радиальные усилия раскатки, что приводит к увеличению энергозатрат и требует создания более мощного оборудования при изготовлениидеталей подобного типа.Целью изобретения является повышение точности изготавливаемых деталейи снижение энергозатратПоставленная цель достигается тем,что одновременно с перемещением врадиальном направлении раскатномувалку сообщают колебательное движениев плоскости, проходящей через ось заготовки и ось раскатного валка, впроцессе раскатки образующую внутренней поверхности заготовки располагаютпо касательной к поверхности профиляручья раскатного валка, частоту колебаний внутреннего валка определяютиз соотношения и (1 + д),0 559 где 1 - частота колебаний валка заоборот,цетали, кол/об;и - число оборотов валка эа оборот детали;5 - длина пути, проходимая валком за оборот детали,мм/об;О - внутренний диаметр детали, а радиус ручья раскатного валка определяют из соотношения О изАвтгде иэ - число оборотов валка (об/мин)опрецеляется из соотношения 40 иО ив и- число оборотов приводнойАматрицы (детали), 45 О = О - диаметр отверстия зубчатоотьго колеса, или диаметр заготовки в конце раскатки,мм(Оз - диаметр валка, мм.В этом же соотношении величина 5 в физическом смысле представляет собой подачу валка за оборот приводной матрицы (детали) или длину пути, проходимую валком за один оборот детали. В результате научно-исследовательских работ был определен оптимальный интервал значения величин 5 (подачи), равный 0,1-0,5 мм/об. Меньшие значения подачи применяются для раскатки деталей из среднеуглеродистых леги рованных сталей, большие - для деталей из малоуглеродистых сталей.При раскатке деталей шириной до 60 мм значения коэффициента К в Фор. муле,цля определения радиуса валка где 2ЬйФК 2. 25где В - радиус ручья раскатного валка, мм;Ь - ширина детали в мм;5 - длина пути, проходимая валком за оборот детали, мм/об;К - коэффициент, определяемыйшириной детали и длиной дугиконтакта раскатного валка сзаготовкой, равный 2-5.Значения величин, и и О относятся 30 к конечному периоцу процесса раскатки, Так, число оборотов валка за оборот детали и определяют из соотноше- ния0,2 На примере коикретного осуществления способа показано определениеупомянутых выше расчетных величинТребуется изготовить зубчатое колесо из стали 38 ХС со слецующими геометрическими параметрами (мм):Наружный диаметр,Ьн168 (-0,2)Диаметр по впаинамОэв 154,5Диаметр отверстия, О 125Ширина зубчатого венца,Ь 60Модуль, щ 3Число зубьев, 2 54Определение параметров способапроизводим в следующей последовательностиОпределяем размеры заготовки.Наружный,циамвтр заготовки равендиаметру по впадинам зубчатого колеса 154,5 мм, ширина заготовки равна ширине готовой детали 60 мм, авнутренний диаметр заготовки вычисляется по следующей зависимости13 р 1 р 2 уХЬн.Заг = хоть над срприменяются большими, при раскаткедеталей шириной более 60 мм - меньшими.На фиг. 1 изображена схема начала раскатки; на фиг. 2 - крайнее левое положение валка при его колебании; на фиг. 3 - крайнее правое положение валка.Заготовку 1 устанавливают в матрицу 2 и подводят к ней раскатной валок3. Валок вдавливают в заготовку, приэтом ось валка параллельна оси заготовки (фиг. 1). Вращение валка и за,готовке передается за счет вращенияматрицы, После этого включают колебания раскатного валка за счет принудительного возвратно-поступательного перемещения точки 0 в пределахширины Ь раскатываемой заготовки (положения О, на 0 на Фиг. 2, 3), Точка 0 расположена в центре окружностирадиуса к = 360 мм, по дуге которойвыполнен профиль ручья раскатноговалка, В процессе раскатки внутреннюю поверхность заготовки поддерживают к поверхности профиля ручья раскатного валка.Раскатку детали производят приследующих режимахУсилие на валке 30Подача валка,мм/об. детЧастота вращенияматрицы с заготовкой,об/мин 40Частота колебанийвалка, кол/об, дет 5Время раскатки, мин 1,5По окончании раскатки валок 3 отводят, а деталь выпрессовывают изматрицы.заготовки и получения диаметра отверстия детали, равного 125 мм,Использование данного изобретенияпозволяет снизить усилие раскаткиза счет значительного уменьшения кон тактной поверхности между валком иобрабатываемой деталью, в результатечего обеспечивается более равномерное по ширине венца и направленноетечение металла в зубчатую матрицу.Это, в свою очередь, повышает точность обрабатываемых деталей. Благодаря благоприятному расположению волокон по контуру зуба повышаетсяпрочность шестерен. Снижение потребных усилий раскатки позволяет приме 5 нять более,цешевое оборудование, требующее меньших энергозатрат при изготовлении широкой номенклатуры деталей; достичь экономии металла, автоматизировать процесс обработки дета 20 лей и улучшить условия труца,168 + 154,5 161 25 мм 2 то ВИ, ЬОГ11 нтальных диаметра О симости аллом про- получае- конкретрстия детам эксперим внутреннего няется в зав полнения мет матрицы и от ате раскатки диаметра отв результ значени овки уто словий з зубчатой в резуль значения б агтил ог ал скатк(для ст матрицы /минд ином об можно задар до 100 меющегося . рмула изобретени Способ изготовления кольцевых деталей с профилированной наружной пол верхностью, при котором кольцевую заготовку деформируют между вращающейся матрицей с профилированной внутренней поверхностью и перемещающимсяв радиальном направлении раскатнымвалком с ручьем на наружной поверхе ности, о т л и ч а ю щ и й с я темчто, с целью повышения точности изготавливаемых,цеталей и сниженияэнергозатрат, одновременно с перемешением в радиальном направлении раскатному валку сообщают колебательноедвижение в плоскости, проходящей через ось заготовки и ось раскатного10 валка, в процессе раскатки образующую внутренней поверхности заготовкирасполагают по касательной к поверхности профиля ручья раскатного валка, частоту колебаний внутреннеговалка определяют из соотношения колебаний ва 0,5 5 ) Ооте валка в кон ределяется ио оборотов аскатки оп и а рмул О па, 125 40Ово оборотов валка за один ои определяется по Формуле,цет ет исходные и расчмулу, имеем огые подставл анные н Ф) - 5, 1 кои )овеет 45 0,5О, 3,14 1 Определяем ра катного валка Ффициента К р а заготовки р и(1 + ),0,5 51 диус профиля приняв зна авным 5, так авна 60 мм 60/об;а эа обо где0- частота колебанийоборот детали, кол- число оборотов валрот,цетали;- длина пути, проходком за оборот дета- внутренний,цимм, а радиусго валка опреношения ин 60 25 мая вали, мм/об ,цетали, раскатноиэ соот аметр ручья деляю ными в 55 в зубчатуюраскатной360 мм. Ваку и начинаем вкой с частого включаем 0 ка с частоуществляем,2 мм/об.дет.заполненияметаллом65 Кг. 2 ого валОпределяем режимы рПодача 5 = 0,2 мм/оли 38 ХС)., частота врас заготовкой равна и(максимально возможнаяРудовании, значение "ивать и большим, наприм150 об/мин, исходя изоборудования).Определяем частотука за один оборот дета Заготовку с определен размерами устанавливаем матрицу и подводим к ней валок с радиусом ручья в лок вдавливаем в заготов вращать матрицу с загото той 40 об/мин. После это колебания раскатного вал той 5,1 кол/об.дет. и ос подачу его с величиной 0 Процесс ведем до полного профиля зубчатой матрицы де В - радиус ручья раскат ка, мм; Ь - ширина детали, мм;5 - длина пути, проходимая валком за обороч детали, мм/об; К - коэфФициент, определяемый шириной детали и длиной дугиконтакта раскатного валка сзаготовкой, равный 2-5. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 538795, кл. В 21 Н 5/00, 08.07.74. 2. Авторское свидетельство СССР В 508320, кл. В 21 Н 1/06, 09.0473.,801945 Составитель В. Лазутин ГохФельд Техред М. Левицкая Корректор Н.Стецдакт 0217/10В Заказ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж НИИПИ Госу по делам 035, Москврственного зобретений 5-35, Рауш Подписноеомитета СССРоткрытийкая наб д. 4/