Способ получения зубчатых профилей

(71) Научно-производственное объпо технологии машиностроения дляводства и кормопроизводства "Рост(56) Авторское свидетельство СССМ 628981, кл. В 21 Н 5/00, В 21 Н 1/ динение животно- Н ИИТ)У 1" Н. Люба 06, 1978. ЧАТЫХ ЧЕНИЯ ЗУ(57) Изобретение относится к обраталлов давлением и может быть испно при накатке зубчатых профзаготовках с центральным отверсти ботке ме- ользоваидей на ем. Цель ится к обработке межет быть использоваатых профилей наым отверстием,Цель изобретения - повыше ва накатки за счет создания объе женного состояния в зоне дефор краевых участков зубьев,На фиг. 1 показано положен ки, накатников и пуансона в нач мент накатки зубьев; на фиг, 2 момент касания пуансона загото Э - то же, в конечный момент на ев; не фиг. 4 - вид А на фиг, 2; схема к расчету формообразован катывании краевых участков эубь 6 - элемент зуба для определен незеевнемной части зуба; на фи ние качест- .мно-напрямирования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение отно таллов давлением и мо но при накатке зуб заготовках с централь ие заготовальный мо - тоже, в вки; на фиг. катки зубьна фиг, 5 -ия при наев; на фиг.ия объема г. 7- завиизобретения - повышение качества накатки, Кольцевую заготовку формируют с помощью накатников и оправки, состоящей из гладких деформирующих колец, снабженных заборным и выходным участками, При осевом перемещении оправки в отверстии заготовки ее радиально раздают до соприкосновения с зубьями накатников, которые при обкаточном движении формируют на наружной поверхности заготовки зубья полного профиля, затем на верхний торец заготовки воздействуют пуансоном. Предложенный способ получения зубчатых профилей позволяет повысить качество формообразования зуба по длине за счет создания объемно напряженного состояния в зоне деформирования краевых участков зубьев, 7 ил., 1 табл. симость относительной глубины вдавливания (1)/и от длины незаполнения зуба( н,з,).Способ осуществляется следующим образом.Накатке подвергают зубчатый венец колеса ТСН 653 10-й степени точности ГОСТ 1643-81 с радиальным биением Р=0,100 мм редуктора наклонного транспортера ТСНОО.600 завода "Елгавсельмаш", Параметры колеса; модуль л)=2,5 мм, число зубьев =76, угол наклона зубьев ф=181150, ширина колеса 30 мм, диаметр выступов Ов= 204,65 мм, делительный диаметр Од= 200 мм, диаметр впадин О) 194,51 мм. Параметры накатников: г, )3=181150, ширина валкое Ь= 65 мм, бв= 18,65, бд;59, б)=108,6,Кольцевую заготовку 1 (фиг. 1) с наружным диаметром Ов.э."192 мм, диаметром от 1639857верстия ботв.з.=154 мм и шириной ЬЗ=32 ммустанавливают на опорный стакан 2 междунакатниками 3 и 4; совершающими относительно заготовки 1 обкаточные движения счислом оборотов пь=176 об/мин, а в отверстие заготовки 1 нажимным устройством (нафиг, 1 не показано) вводят оправку 5, состоящую из 15 гладких деформирующих колец6 с общим натягом 10 мм, Каждое деформирующее кольцо снабжалось заборным и выходным участками (конусами).При осевом перемещении оправки 5 деформирующие кольца б радиально раздаютзаготовку 1 до соприкосновения с зубьяминакатников 3 и 4, которые при обкаточномдвижении (фиг. 2) формируют на наружнойповерхности заготовки 1 зубья. Заготовку 1раздают до получения зуба полного профиля длиной на удалении 1 н.з.=1,5 - 3,5 модулей от торцов заготовки (фиг. 2),Затем, не прерывая обкаточных движений накатников 3 и 4, на верхний торецзаготовки 1 воздействуют пуансоном 7 (фиг, 3),образуя на ее торцах конусообразные кольцевые углубления диаметром 6=180 мм иглубиной Ь=2,6 или 4,0 мм. При этом диаметр кольцевого углубления выбирают изусловия глубины проникновения деформации относительно внутреннего диаметранакатываемого профиля, которая составляетдеф.=2 - 3 модуля (фиг, 4),Под действием радиально направленных сил, возникающих от воздействия назаготовку 1 деформирующих поясков 8 и 9 суглом при вершине 2 а =60, деформируемый материал торцовых слоев заготовки,опираясь на жесткую область средних слоевзаготовки и упрочненный слой ранее сформированного зубчатого профиля, перемещается в радиальном направлении,Создание локализованно направленного очага деформации является благоприятным для качественного заполнения краевыхучастков зуба, При этом объем металла Ч 1(фиг. 5) вытесняется пуансоном 7 и обеспечивает заполнение краевых зон зубьев,Экспериментально установлено, что незаполнение зуба в радиальном направлении начинается от делительной окружности,т. е. не заполняется головка зуба, А по длинезуба незаполнение составляет 1,5 - 3,5 модуля и зависит от формируемости материалазаготовки,Иэ расчетов контура "Дон ПИ" для накатываемого профиля зуба и геометрическихпостроений определяют объем незаполненной части зубьев колеса; Из фиг. 5 и 6 видно,что незаполненную часть зуба можно аппроксимировать формулой пирамиды с объемом Чг.Подставляя в известную формулу обозначения из фиг. 4 и 6, получаютв лн.з 23 2 апн.зЧг л(Ф - 4 гп ), (3)где Ь= Ь 19 а - ширина углубления по торцузаготовки;д= (с - 4 в) - диаметр на заготовке, гдепроисходит раздача и соответствует глубине проникновения деформации относительно внутреннего диаметра накатываемогопрофиля,Из условия (2) записываютг, г,Ь 1 да в л К5 2 4 н,з 3(5) В таблице 1 приведены расчетные значения величины Ь и показания экспериментальных данных распорного усилия для граничных условий 1 н,з, при заполнении краевых участков зубьев по существующему способу и предлагаемому.На фиг, 7 представлен полученный в результате обработки данных график зави. симости значения угла вдавливания аот глубины приложения нагрузки Ь (в долях в гг К н.зг4 3(1)в л10 где а= 2 толщина зуба;Ое ОдЬн.з - 2 " высота незаполненного зуба;1 н.а,= (1,5-3,5)в - длина заполненногозуба по его вершинам;Р 4,906К- -- 2,45 (фиг, 4) - коэф 2 Г 1 2фициент, учитывающий поправку при определении площади основания пирамиды,Из условия постоянства вытесняемыйпуансоном объем металла должен компенсировать незаполнение зубьевЧ 1= Чг. (2)Объем Ч 1 представляет собой объем 25кольцевого конического углубления и определяется по формулеЧ 1 - ,7 гб =ЬЬ2модуля) и длины незаполненных участка зу ба 1 н.эФормула (5) дает возможность установить оптимальную глубину вдавливания инструмента, при котором происходит заполнение торцов зубьев на длине (1,5 - 3,5)щ. 30 Для выбора глубины деформации и (в долях модуля) по формуле (5) или графику на фиг, 7 в зависимости от значения 1 н,э, и угла конуса углубления при обработке техноло гического процесса точность таких расчетов оказывается достаточной (ошибка по результатам замеров не превышала 10-150 ),Использование предлагаемого способа изготовления зубчатых ободов, улучшая ус ловия деформирования, дает возможность повысить качество формообразования зуба по длине за счет создания объемно-напряженного состояния в зоне деформирования краевых участков зубьев, Уменьшение вели чины сопротивления деформированию при формообразовании краевых участков зуба из малоупрочненного материала позволяет снизить удельную нагрузку на накатники, что снижает общее технологическое усилие, 50 необходимое для осуществления процесса накатывания зубьев.Использование предлагаемого способа по сравнению с известным наибольший эффект дает при холодной накатке, позволяет 55 повысить качество зубчатых венцов до 9 - 10 степени точности ГОСТ 1643 - 81, а также сни где и - глубина раздачи м г - число зубьев накатго колеса; п - модуль, мм; 1 н.э.= (1,5 - . 3,5)гп -зубьев, мм; К = 2,45 - коэффицинезаполнение зуба; д - диаметр впадины щ а - угол раздачи тотовки, град,еталл ывае го эуб езаполнен дли т, учитыв,мм;ого слоя эаго рцо эить расход инструментальной стали за счет увеличения стойкости накатников на 65 ь,Формула изобретения Способ получения зубчатых профилей, при котором на кольцевой заготовке формируют профиль зуба путем обкатывания ее наружной поверности вращающимися накатниками при одновременной раздаче отверстия инструментом, установленным с возможностью осевого перемещения. о тл ич а ю щи й с я тем, что, сцельюповышения качества накатки за счет создания объемно-напряженного состояния в зоне деформирования краевых участков зубьев, после формирования профиля зуба накатниками производят обкатывание краевых участков зубьев, а раздачу отверстия заготовки осуществляют на глубину, определяемую из соотношения1639857Составитель С.Чукаева.дактор Е.Папп Техред М.Моргентал Корректор С, Шекм Заказ 983 Тираж 378 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. УжУл. Гагарина, 101