Устройство для упрочняющей обработки зубчатых колес

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 952405(22) Заявлено 29. 01. 81 (21) 3241877/25-27 Е 51 М. Кл.з с присоединением заявки М 9 В 21 Н 5/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет 53) УДК 621. 771. .07(088.8) Опубликовано 2308 В 2. Бюллетень Мо 31 Дата опубликования описания 230882(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЯЮЦЕЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для упрочнения зубчатых колес.Известен инструмент для обкатки зубьев зубчатых колес, содержащий два установленных на одной оси и подпружиненных навстречу один другому цилиндрических корпуса, в пазах которых размещены упрочняющие ролики, имеющие возможность вращения относительно своих осей Е 1.Однако данный инструмент не позволяет получить достаточно высокую твердость поверхности обрабатываемых зубьев.По основному авт. св. 9 532443 известно устройство для упрочняющей обработки зубчатых колес, содержащее два установленных на одной оси и подпружиненных навстречу один другому цилиндрических корпуса, в пазах которых размещены ролики, имеющие возможность вращения относительно своих осей и токоподводящую систему, выполненную в виде закрепленного на оси корпуса коллектора, связанных с ним, размещенных в пазах корпусов изолиро-. ванных щеток и контактирующих с ними колец Е,1. Устройство обладает преимуществомпо сравнению с вышеуказанным устройством, так как происходит локальныйразогрев поверхности, что улучшаетпроцесс поверхностно-пластическогодеформирования, кроме этого, при пропусканиипостоянного тока через систему ролик-деталь, происходит диффузионное насыщение (легирование) зубьев колес частицами твердого сплава,из которого изготовлен упрочняющийролик 2),Однако ролики выполнены из твердого сплава, обладающего значительнобольшим удельным сопротивлением, чемметаллы. Следовательно, при контактес металлическим эубчатык колесом сопротивление контактирующего слоя (металл + химическое соединение) будетменьше, чем сопротивление ролика,Ввиду этого, разогрев поверхностизубьев получается меньше, чем самогоролика. Температура разогрева поверхности является недостаточной для про 25 цессов фаэово-структурных измененийповерхности (например закалки).Для получения большей величчнытока, который определяет количествотеплоты, выделяемое в контактирующем30 слое, необходимо прикладывать напря 952405жение больше, чем 220 Ь и 380 В (согласно общеизвестному закону Ома:ток участка цепи пропорционален приложенному напряжению и обратно пропорционален сопротивлению), Допустим,что ток необходимой величины получен 5(десятки ампер). Существующая конструкция коллектора имеет тот недостаТЬк,что поперечное сечение токосъемныхщеток должно быть таких размеров,чтобы сопротивление цепи и потериэнергии на них были минимальными.Но в коллекторе расстояние междусмежными контактами ограничено, Приувеличении же габаритов коллекторавозрастает износ щеток, вследствиеувеличения окружной скорости вращения коллектора.Конструктивное исполнение коллектора также не обеспечивает включениеи отключение напряжения на роликив момент входа и выхода их при подаче устройства по направлению зуба.В верхнем положении оно включаетсяраньше, а в нижнем отключается позже,чем это необходимо по условию зацепления роликов с деталью. Узкие колеса, колеса разных модулей требуютразных коллекторов.Цель изобретения - повышение качества и производительности обработки.30Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено дополнительными роликами, установленными на наружной поверхности обоих цилиндрических корпусов рядом с первыми роликами и системой токоподвода к ним, приэтом дополнительные ролики выполненыиз материала с малым удельным электросопротивлением, например из меди.На фиг. 1 представлено устройство,40общий вид; на фиг. 2 - сечение А-Ана фиг. 1 на фиг, 3 - блок-схемаустройства на фиг. 4 - вид Б нафиг. 1,Устройство сОстОит иэ двух кОрпу 45соь 1, подпружиненных пружинами 2через втулки 3, В радиальных отверстиях корпусов 1 по нинтоной линиирасположены жестко в пазах ролики 4,имеющие высокую твердость и высокоеудельное сопротивление материала(условно объединенные в группу П,каждую пару роликов можно условнообозначить 11, 11", 11"и т.д.) ивращающиеся на осях 5 в подшипниках б.Ролик 4 связан с источником 7 повышенного напряжения через токосъемник 8,щетки 9 и 10, токосъемник 11, включающие устройства, состоящие из якоря 12, подпружиненного пружиной 13,катушки 14, контактной группы 15, 60замыкающего контакта 1 б, расположенного между диэлектрическими проставками 17.Все пары роликов 4 группы 11 соединены с одним из токосъемников 11 65 проводниками, обозначенными букной 7,через включающие устройства.Кроме того, н радиальных пазах корпусов 1 свободно размещены допол- нительные ролики 18, имеющие материал с низким удельным сопротивлением (услонно объединенные в группу 1, где пары роликов условно обозначаются 1, 1", 1" и т,д,), на осях 19, связанных с осями.20, подпружиненных пружиной 21, расположенной в кожухе 22, Все пары дополнительных роликов 18 группы 1 соединены с одним из токосъемников 11, через включающее устройство,проводниками, обозначенными буквой а;(фиг, 1-3).Для исключения воэможности контакта токопроводящих цепей к роликам групп 1 и 11 непосредственно с корпусом, устанавливаются изолирующие втулки 23 и 24, прокладки 25 и 26, кольца 27, на которых расположены токосъемники 11Дополнительные ролики 18 группы 1 связаны с источником 28 низкого напряжения через токосъемник 11, щетку 10, блокировочный диод 29 (имеется три коллектора токосъемника 11 и три щетки 10 для подвода напряжения питания к роликам групп 1, 11 и катушкам 14). Обрабатываемая деталь 30, связанная с отрицательными выводами всех источников постоянного тока клеммой 31, устанавливается на подставку 32 и закрепляется зажимом 33 через диэлектрические прокладки 34 и 35. Катушки 14 включающих устройств связаны с источником Зб постоянного тока через токосъемник 11, щетку 10, диод 37, микровыключатель 38, расположенные рядом с роликами группы 1, Микровыключатели 38 контактами В.и Г, В и Г, 9 и Гзи т.д. связаны с катушками 15 и источником Зб постоянного тока. Для исключения ударов в процессе работы установлен демпфирующий элемент 39 (резина).Включающие элементы 12-17 помещены в кожухе 40, расположенном на втулке 3.Корпус 1 с парами роликов 4 и дополнительных роликов 18 приводятся но вращение со скоростью Ч . Деталь 30 приводится во вращение со скоростью 7.Особенностью конструкции являетсято, что напряжение на роликах подается после входа их в зацепление и выключается до полного выхода роликов из зацепления (в целях предотвращения возникновения электрическойдуги), независимо от модуля обрабатываемого колеса, его ширины, от моментов входа или выхода устройства в зацепление с зубьями колес при вертикальной подаче 5 (фиг. 4). Это осуществляется специальной системой включения напряжения на ролики (фит . 3). Одни концы катушек 14подключают через токосъемник 11,щетку 10, микровыключатель 38 к источнику 36 постоянного тока, а вторыеконцы катушек 14 подключают к контактным группам 15, соединенными с соответствующими группами роликов 4 и 18проводниками б и д, а также с источниками низкого 28 и повышенного 7 напряжений через соответствующие токосъемники 11 и щетки 10. 10В исходном положении микровыключатели 38 выключены.Работа устройства осуществляетсяследующим образом.Первой вводят контакт с деталью 15пары дополнительных роликов 18, приэтом, чтобы обеспечить прижим дополнительного ролика 18 к поверхностизуба колеса, ось 20 перемещается,сжимая пружину 21 дополнительный ролик 18 в исходном положении смещенот своего рабочего положения, которое определяется положением рядомрасположенного ролика 4.При этом происходит включение одного иэ микровыключателей 38 и замыкаются контакты В - Г или В - Гди т.д. Электрическая цепь катушек 14оказывается замкнутой (при контактероликов с поверхностью обрабатываемого зуба), Магнитное поле катушек14 втягивает якоря 12, при этом контактные группы 15 (щетки например)замыкаются контактами 16. Напряжениетока подается вначале на пару дополнительных роликов 18, а затем на пару роликов 4, после того как они войдут в зацепление с поверхностью обрабатываемой детали,Отключение роликов происходитследующим образом. .0При выходе пары дополнительныхроликов (например 1) из зацепленияс поверхностью зуба детали 30, дополнительный ролик 18, поджимаемый пружиной 21 через ось 20, не выходя из 5контакта с деталью 30, сместится отсвоего рабочего положения (как бы"зайдет" за зуб по его внешней кромке). При этом отключается микровыключатель 38. Соответственно катушки 14 обесточиваются, якоря 12 поддействием пружин 13 перемещаются,при этом контакты 15 размыкаются. Напряжение на ролики отключается до ихвыхода из зацепления с деталью.Дополнительные ролики 18 разогревают локально поверхность зубьев,ролики 4 тоже частично разогреваютповерхность зуба и пластически деформируют поверхностный слой При этомдополнительно происходит электроконтактное легирование поверхности зуба частицами материала, из которого изготовлены ролики. Варьируя режимом обработки, можно изменять температуру локального разогрева, величину легирующего слоя.При локальном разогреве поверхности происходит самозакалка эа счет быстрого охлаждения. Описанная выше схема обработки пригодна для случая, когда в контакте с деталью находятся только одна пара роликов (например 1пи 11 ). Если необходимо повысить производйтельность обработки вводятся другие пары роликов, при этом необходимо ввести и другие включающие устройства (фиг, 3 поз12-17). При этом новые пары роликов подключаются соответственно к новым включающим устрой-, ствам.Следует отметить, что дополнительные ролики группы 1 занимают наклонное положение по отношению к расположению роликов групп 11 и др. с -угол наклона роликов 1, 1, 1" и др. При этом они имеют корректиоованным угол профиля, получаемый как проекция угла профиля дополнительно ролика 18 на плоскость нормального положения ролика к поверхности цилиндра корпуса 1.Предлагаемое устройство позволяет повысить качество обрабатываемой поверхнОсти зубьев колес, исключить закалку и шлифовку зубьев, а также подобрать оптимальный режим обработки для конкретных деталей.Изобретение может быть использовано в машиностроении при изготовлении крупномодульных зубчатых колес, реек и т.д.Формула изобретенияУстройство для упрочняющей обработки зубчатых колес цо авт. св.9 532443, отличающееся тем, что, с целью повышения качества и производительности, оно снабжено дополнительными роликами, установленными на наружной поверхности обоих. цилиндрических корпусов рядом с каждым роликом и системой токоподвода к ним, при этом дополнительные ролики выполнены из материала с малым удельным электросопротивлением, например иэ меди.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 380383, кл. В 21 Н 5/02, 21,12.71.2. Авторское свидетельсгво СССР М 532442, кл. В 21 Н 5/02, 16.05,75 (прототип).952405 ЕидБ Составитель И. ИоновРедактор Т. Киселева Техред З.Палий Корректор С. Шекма ПодписноСР 4 Проектная, 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгоро акаэ 6023/15 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж