CS215622B1 - Způsob zpevňování strojních součástek s výstupky a zeřízení pro provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu zpevňování strojních součástek s výstupky, pracujících zejména a měnitelným směrem provozního zatížení, který spočívá v plastickém přetvá­ ření meteriálu výstupku v ohybu a ve zpev- ňovacím zpracování povrchové vrstvy výstupku v oblasti jeho nebezpečného průřezu ze strany působení ohybové síly. Působení ohybovou silou e zpevňovací zpracování povrchu výstupku v oblesti jeho nebezpečného průřezu se provádí podle vyná­ lezu současně, přičemž zpevňovací zpracování povrchu výstupku v oblasti jeho nebezpečné­ ho průřezu se provádí tím, že se na povrch oblesti nebezpečného průřezu výstupku sou­ částky působí normální tlakovou silou, rozdělenou po tomto povrchu. Vynález se rovněž vztahuje na zařízení pro zpevňování součástek s výstupky, zejména ozubených kol, zahrnující přítlač­ né válečky mající v průřezu tvar zubu a u- / způsobené pro provádění způsobu podle vyná­ lezu.

Description

Vynález se týká technologie zpevňování strojních součástek měněním stavu jejich napjatosti a fyzikálních vlsstnotí kovu, ze kterého jsou vyrobeny, a to jejich plastickým přetvá řením, a zejména způsobu zpevňování strojních součástek s výstupky a zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Nejlépe se předmět vynálezu hodí pro zpevňováni takových strojních součástek s výstupky, které zs provozu pracují s měnitelným směrem provozního zatížení, například zubů ozubených kol, lopatek turbin apodobně.

V současné době neoházejí postupy pro zvýšení pevnosti strojních součástek, využívajících plastického přetváření součástky v průběhu jejího zpevňování, širokého uplatnění. V těchto případech se plastického přetvoření používá s tím cílem, aby se změnily fyzikální vlastnosti kovu, a to především mez pevnosti, mez kluzu, tvrdost, makro a mikrostruktura, jakož i vlastní napětí.

Je známé, že plastické přetvořeni kovu, který je schopný zvyšování pevnosti, vede ke zvýšení jeho meze pevnosti, meze kluzu a tvrdosti ve srovnání s výchozími hodnotami.

Nachází-li se kromě toho některý profil součástky v průběhu plsstického nebo elasticko plsstického přetvoření v nestejnoměrném stavu napjatosti, vznikají v tomto průřezu po zrušení zatížení zůstatková napětí, které jsou podmíněna pronikavě proměnlivým stupněm přetvoření jednotlivých úseků.

Známé technologické postupy zpevňování kovových součástek, které využívají výše uvedených fyzikálních jevů k plastickému přetváření povrchu součástek, jsou označovány jsko plas tické přetváření'povrchu (PPP). Obzvláště příznivě se hodí postup PPP pro součástky s oblastmi hromadících se napětí a pro součástky se zatíženými výstupky, pracujícími v podmínkách proměnlivých zatížení. Především se tento postu, jek známo, uplatňuje pro takové součástky s výstupky, jsko jsou ozubená kola, turbinové lopatky a klikové hřídele. Toto plastické přetváření se provádí otryskáváním zpracovávaného povrchu výstupků kuličkami nebo jeho oválcováváním válci nebo též přitlečováním diamantového nástroje naploeho.

Při jednom známém postupu se toto zpevňování, aplikované na ozubená kole, provádí plas' tickým přetvářením zubového profilu tím, že aa profil zubových výběžků ováleovává ozubenými válci. Plastické přetvoření kovu naatává v tomto případě dočasným radiálním posunem ozubených válců, které jsou přikládány a určitým přitažením odpovídajícím potřebnému stupni zpěv· nění. Válce plasticky přetvářejí kov zubového profilu zpevňovaného ozubeného kola tím, že vykonávají plastické přetvoření jeho povrchu, což vede ke zvýšení pevnostních hodnot součástky.

Zpevňování plastickým přetvářením povrchu se například provádí pomocí zařízení podle sovětského autorského osvědčení 158 911, sestávajícího z pohonného ústrojí e stojanu, na němž je osazen mechanismus vyvíjející plastické přetvoření, a ústrojí pro upevnění zpevňované součástky, přičemž k plastickému přetváření povrchu dochází vzájemným přitahováním mezi zuby zpevňovaného ozubeného kola a pracovními válci uvedeného mechanismu.

Při známém postupu je zpevňování kovu rozdělováno do omezené hloubky, které kupříkladu nepřesahuje při zubech modulu 10 až 11 mm hodnotu 3 mm. To vede k tomu, že hloubka uložení zůstatkových tlakových napětí při modulu m = 10 mm nepřesahuje 0,7 mm, a má proto poměrně bezvýznamný vliv na napětí, rozdělovaná v součástkách při provozu. Plasticky se tedy přetvo·

215 622 ři jen tenká povrchová vrstva materiálu výběžků zpevňované součástky, a pokusy zvětšovat hloubku zpevněné vrstvy zvětšeným přitahováním ozubeného válee nevedou k požadovanému výsledku, neboť nadměrné zpevnění materiálu na povrchu vede k jeho odlupoyání.

Je nutno poznamenat, že hloubka a charakter rozdělení zůstatkových tlakových napětí podstatně ovlivňují schopnost strojních součástek s výstupky přenášet zatížení e jejich pevnost. Známé postupy plastického přetváření povrchu však nedovolují dosáhnout takového rozdělení zůstatkových napětí, při kterém za působení provozního zatížení jsou výsledná napětí v materiálu výstupku příslušné součástky dostatečně rovnoměrně rozdělena po celém nebezpečném průřezu výběžku.

Povaha rozdělení zůstatkových napětí při použití známých postupů plastického přetváření povrchu vede k tomu, že se maximální napětí, vyplývající z účinků provozního zatížení, ukládají do povrchové vrstvy materiálu, zatímco jádrový materiál, který se na přebírání provozního zatížení podílí nevýznamně, je ze spolupůsobení prakticky vyloučen.

Dále jsou známy způsoby zpevňování, které používají prostorové zpevňování strojních součástek s výstupky za studená. U jednoho známého způsobu tohoto druhu, popsaného v americkém patentu č. 3 851 512, se tohoto zpevňování dosahuje plastickým přetvářením zubů ohybem, a to ve směru hlavního provozního zatížení. Tím, že jsou zuby zpevňovaného ozubeného kola výsteveny ohybu, který v materiálu zubu vyvolává napětí nad mezi kluzu se stejným znaménkem jako· mají napětí vyvolávané provozním zatížením vznikají v nebezpečném průřezu zubů zůstatková napětí, která mají značný vliv na přerozdělení napětí vyvolávaných provozním zatížením, a zajišťují v průběhu práce ozubených kol výhodnější energetický stav materiálu zubů včetně materiálu jádra.

Plastické přetvoření ohybem dovoluje provádět ve velké části nebezpečného průřezu vytvrzení materiálu za studená, což pro způsoby zpevňování, které používají plastické přetvoření povrchu, není přijatelné.

Zpevňování zubů ozubených kol plastickým přetvořením ohybem ve směru hlavního provozního zatíženi se provádí pomocí zařízení, zahrnujícího stojan, na němž je osazen mechanismus vytvářející plastické přetvoření, ústrojí pro upevnění zprecovávaného ozubeného kola, a poháněči ústrojí pro vzájemný relativní posun tohoto mechanismu e ozubeného kola. Mechanismus vytvářející plastické přetvoření je vytvořen ve formě kruhu s vnitřními výstupky, které během vzájemných posunů kruhu a ozubeného kole, uloženém uvnitř na upevňovacím ústrojí a souose upsořádaném, spolupůsobí se zuby tohoto kola po jejich délce, a to tak, že tyto zuby ohýbají a v materiálu zubů vyvolávají napětí nad mezi kluzu se stejným znaménkem, jako má provozní zatížení. V důsledku toho je nebezpečný průřez prostorově přetvořen.

Nevýhodou tohoto způsobu je to, že na straně zubů, obrácené směrem k přístupu technologického zatížení, vznikají zůstatková tahová napětí. To omezuje oblast použití způsobu ne taková ozubená kola, jejiohž zuby jsou zatíženy převážně v jednom směru. Kromě toho zmenšuje spotřeba potenciální energie jádra zubu pro roztažení střeny, vytlačené dopředu, absolutní velikost zůstatkových nspětí, zůstávajících na pracovní straně zubu, čímž se zmenšuje účinek zpevnění. Způsob je rovněž málo účinný v přípádě statického provozního zatížení, což omezuje jeho uplatnění ne ty součástky, které pracují při cyklickém zatížení.

Je rovněž znám způsob zpracovávání součástek, umožňující zvýšit pevnost ozubených kol

Je rovněž znám způsob zpracovávání součástek, umožňujíéí zvýšit pevnost ozubených kol v ohybu, které ze provozu přebírají zetížení s libovolně proměnlivým směrem. Tento způsob spočívá v tom, že se zuby ozubených kol podrobí plestickému přetvoření v ohybu s poté se vystaví tepelnému zpreoování povrchu v oblesti nebezpečného průřezu, a to postupně ze sebou po každé streně. V důsledku tohoto termomeohaniokého zpracování součástky po obou strsnách profilu zubů v oblasti hromadění napětí se zlepší pevnostní vlastnosti msteriálu a vyvolají se zůstatková tlakové napětí, čímž se .zajistí možnost účinného e širokého uplatnění tohoto postupu u součástek, které jsou vystaveny libovolnému stupni měnitelnosti směru působení provozního zetížení. Zbytkové posuny přetvářených úseků součástky při technologickém zatížení na jedné straně se zmenšují v důsledku přetvoření v obráceném směru. Tím je usnadněn úkol dosáhnout původní nebo jiný předem určený profil pracovního úseku součástky.

Způsob termomeohaniokého zpevňování může být prováděn podle libovolného technologického cyklu, přičemž pro zvýěení účinku může být tento cyklus několikrát opekován. Vytvrzení obrysu přitom dovoluje dosáhnout bez zvláštních technologických pracovních pochodů dosáhnout zvýšení dotykové pevnosti pracovních ploch součástek a jejich odolnosti proti opotřebení.

Tento způsob spočívá v zásadě v elssticko-plastiokém ohybu při současném, v rychlém sledu ze sebou prováděném zpracování povrchové vrstvy v oblesti nebezpečného průřezu, které nejprve zlepší plastické vlastnosti msteriálu ve zpevňované oblasti rychlým zehřátím a poté získané zpevnění fixuje kalením. Na jedné streně to poskytuje možnost zlepšit odolnost

-proti únavě r zpevňovat součástky s proměnlivým směrem zetížení, evšak ne druhé streně to vede k řadě nedostatků.

Jedním z nedostatků je to, že zvýšení plasticity materiálu je spojeno s ohřevem a tím. ke zmenšení jeho pevnosti a ke zmenšení jádře elastického odporu, což poněkud omezuje velikost technologické ohybové síly, účinek prostorového zpevnění e velikost zpevňované oblesti. Následující povrchové zpevňování kalením pronikevě snižuje plasticitu materiálu e vylučuje proto pokračovet ve zpvevňování deformací při předchozím technologickém zatížení. Kromě toho zvyšuje tepelné zpracování očividně citlivost msteriálu ne hromadění nepětí, čímž se účinek prostorového zpevnění poněkud sníží.

Spojení vnějšího silového účinku a současného tepelného zpracování (plný cyklus) ne jedné e téže straně profilu výběžku součástky snižuje stabilitu zpevnění e omezuje oblast použití způsobu na součástky, u nichž jsou oblasti vyvíjení ohybové síly e ohřevu od sebe dostatenčě vzdáleny. Na úseky povrohu součástek mezi těmito oblastmi jsou kladeny požadavky vysokých pevnostních vlastností, neboť při tepelném zpracování vzniká přechodové pásmo se zrušenou pevností a se zůstávajícími tahovými napětími. Týto okolnosti navíc komplikují podstatně konstrukci zepvňovecího zařízení a technologický postup zpracování součástky, a vedou k nárokům ns vysoký počet a kvalifikaci obslužného personálu a k vysokým nárokům na spotřebu energie.

Při zpraoovávání součástek po jejioh chemicko-tepelném zpevnění může při použití zmíněného způsobu též dojít ke snížení tvrdosti s pevnostních vlastností povrchové vrstvy materiálu. Změns stavu napjatosti na čelních plochách výstupků součástek vede dále ke zmenšení účinku zpevnění v těch případech, kdy stav těchto ploch ovlivňuje schopnost pře4 bírat zatížení· Teto okolnost má též za následek zvýšení citlivosti a pokles stability zprscovávacího režimu vzhledem k pronikevému rozdílu požadavků ns podmínky zpevnění ne čelních plochách β v místech od těchto ploch vzdálených. To se projevuje obzvláště při značných plastických přetvořeních materiálu.

Při zpevňování součástek s prostřídanými výstupky a prohloubeními vznikají při provádění zmíněného způsobu vytvořením mechanického zatšžovacího schémetu na místech dotyku zatěžovacího ústrojí se zpracovávanou součástkou na povrchu zpracovávaných výstupků tření tangenciální třecí síly, a to v důsledku nutného zevádšní prvků zetěžovacího ústrojí do prohloubení součástky e posunu zetšžovacího ústrojí v těchto prohloubeních. To má za následek, že u součástek, které mejí na zatšžovených povrchových úsecích malé úhly, se způsob zatížení a stav napjatosti pronikavě mění. Radiální zetěžovací složka jé větší, účinek ohybu s smyku se snižuje, řízení poměrů zpevnění se ztěžuje a rovněž klesá stabilitě zpevnění.

Vynález si klade za úkcl odstranit Výše uvedené nevýhody. Jeho cílem je vytvořit způsob zpevňování strojních součástek s výběžky a zařízení pro provádění tohoto způsobu, které by umožnily provádět zpevňováni prostorovým plastickým přetvořením bez omezení s ohledem ns měnitelnost směru vnějšího zatížení a povahu cyklu jeho proměny, přičemž by se způsob hodil i pro strojní součástky s výběžky rozdílného tvaru, pracujícími při měnění směru působení provozního zatížení a při cyklické povaze jeho působení, s zohledňoval by současně různá technologická zpracovávací schémata a přispíval by k výraznému zvětšení schopnosti součástek strojů s výběžky přenášet zatížení.

Tento úkol je řešen způsobem zpevňování součástek s výstupky, pracujícím zejména s měnitelným směrem provozního zatížení, který spočívá v plastickém přetváření materiálu výstupku v ohybu s ve zpevňovacím zpracování povrchové vrstvy výstupku v oblasti jeho nebezpečného průřezu ze atrsny působení ohybové síly, při kterém se podle vynálezu působení ohybovou silou a zpevňovecí zpracování povrchu výstupku v oblasti jeho nebezpečného průřezu provádí současně, přičemž zpevňovecí zpracování povrchu výstupku v oblasti jeho nebezpečného průřezu se provádí, tím, že se ns povrch oblasti nebezpečného průřezu výstupku součástky působí normální tiskovou silou, rozdělenou po tomto povrchu.

Zpevňováni způsobem podle vynálezu dovoluje zvýšit plasticitu materiálu změnou stavu napjatosti ns povrchu součástky ve zpevňované oblesti, přičemž ke zpevňování dochází prostorovým plastickým přetvářením ne tažené.stranš součástky, což způsobuje příznivou enizptropii plastických vlastností součástky 8 zvyšuje pevnost součástek, pracujících s libovolným stupněm proměnlivosti směru provozního zatížení a s libovolným cyklem předchozího tepelného nebo termochemického zpracování. Tento účinek je přitom dosahován v důsledku současného zvýšení plasticity a pevnosti materiálu povrchové vrstvy součástky v oblasti nebezpečného průřezu a elasticko-plestického ohybu. ‘

Toto, jakož i zpracování prostřednictvím povrchově rozdělené síly, která v celé oblasti vysokých nspětí v ohybu vyvíjí hydrostatický tlak, umožňuje používat velkých ohybových sil s následkem toho uskutečnit prostorové zpevnění ohybem v plné míře, a toto zpevnění rozšířit i ne součástky s proměnlivým směrem provozního zatížení. '

Rozšíření oblesti součástek, zpracovatelných způsobem podle vynálezu, jakož i zjednodušení technologie a zvýšení stability zpevnění vyplývají z toho, že nedochází ke spojení silového působení a současného tepelného zpracování na stejné straně profilu součástky. Zpevnění lze tak provádět i u součástek typu ozubených kol s poměrně melou výškou výběžků a s vysokými požadavky na pevnostní vlastnosti mimo oblast nebezpečného průřezu, jakož i u součástek z materiálu, které se dají obtížně kalit, a to se značným hromaděním napětí. Konstrukce zpevňovacíoh zařízení a technologický pracovní pochod jsou tím podstatně zjednodušeny, a není zapotřebí příliš vysoké kvalifikace obslužného personálu a nároky na jeho počet sě snižují. Stejně tek se snižují nároky ns Spotřebu energie a ne bezpečnostní techniku.

Způsob se provádí při zohlednění zvláštností prostorového zpevňování, které se vyskytují při zpracovávání různých součástek.

Je účelné vyvinout ns součástku přídavně k hlavnímu zatížení silu, která se rozdělí po čelních plochách výstupku podél oblasti jeho nebezpečného průřezu. Dosáhne se tak toho, že ee zvýší plastická přetvořeni materiálu za ohybu a zůstatkové napětí ve zpevňované oblasti, sníží se citlivost ne změny parametrů zpevnění s zvětši se schopnost součástek přenášet zatížení.

Dále je účelné podrobit sousední výstupky součástky, tvořití spolu společné prohloubení, prostorovému plastickému přetvoření v ohybu tím, že se vystaví současnému působení sil, směřujících z oblasti společného prohloubení do navzájem protilehlých směrů.

Toto řešení umožňuje dosáhnout stavu napjatosti součástky s zůstatkových jevů, které jsou podle povahy rozdělení vzhledem k ose prohloubení mezi zpevňovanými výběžky symetrické, což vylučuje změnu směrů plastického přetvoření a síiním spojené snížení meze Jcluzu materiálu v kořeni výběžku, tak zvaný Bauschingerův jev. Kromě toho mají technologické hlavní síly navzájem opačná znaménka a navzájem se kompenzují. Výsledné radiální síly jsou rovněž snsdno kompenzovány, kupříkladu při současném zpevňování diametrálně navzájem protilehlých prohloubení.

Značné technologické síly při ohybu zpevňovaného výběžku, které jsou možné v důsledku nepřítomnosti tepelného působení ns součástku a vzhledem k odpovídajícímu snížení pevnostních vlastností materiálu při zpracování, vzrůstají jeStě výrazněji rozdělením síly v oblasti nebezpečného průřezu výstupku, přičemž účinek této síly vyvolává zejména v oblasti pod nebezpečným průřezem technologickou smykovou sílu, s v oblasti koutů tlaky okolo ít”/2, které jsou větší než normální tahová napětí.

Tato zvláštnost stavu napjatosti součástky dovoluje zpevňovat účinně také oblasti, které leží podstatně níže než nebezpečný průřez výstupku a vyhnout se postupnému zpevnění materiálu na dně prohloubení mechanickým tvářením za studená (což odstřenuje snizotropii materiálu, která je charakterizována Bauachingerovým jevem, a odpovídající snížení pevnostních vlastností součástky na dně prohloubení).

Kromě vyloučení Bauschingerova jevu přemísíuje se při takovémto schématu technologického zatížení součástky a přídavným smykem a účinkem ail působících ze společného prohloubení oblast maximálních tahových napětí ke kořeni výběžku e dosahuje ae účinného zpevnění dna prohloubení, což zvětšuje rozaah použití na delší typy zpracovávaných součástek, například na součástky β tenkým ráfkem, u nichž je věnec na ráfek nasazen za teple, a β malým průměrem.

Je účelné působit na zatíženou část povrchu zpevňované součástky současné přídavnou silou, působící podél postranní plochy výstupku. V důsledku takového řešení je možno zpevňovat

215 622 součástky s komplikovaným profilem výstupku (s profilovými úhly zvětšujícími ee směrem k vrcholu) nebo s malými profilovými úhly. Přitom nezvětěujl tangenciální síly radiální složku celkového zatížení, tahová napětí výběžků na straně jejich společného prohloubení se zvětšuj£, tisková nspětí na protilehlých stranách jejich profilů se snižují a povaha rozdělení zů stávajících napětí ae zlepšuje při současném zvětšení jejich velikosti* I při výrazném podílu v profilových úhledh různých úseků zpracovávaného povrchu usnadňuje bez ohledu na tuto skutečnost nepřítomnost radiálních složek tangenciálních sil kontrolované řízení parametrů zpevnění.

Dále je účelné, aby pracovní plochy výběžků byly současně s vyvinutím hlavní zatěžovaci ohybové síly na stejné straně prefilu vystaveny působení přídavné síly, která je na něm rozdělena tak, že spolu s ohybem výběžku v něm vyvolává napětí nad mezi kluzu materiálu, přičemž zpracování se provádí v mazivu.

Takové řešení dovoluje vzhledem ke zvolenému zatěžovaéímu schématu v oblastech mimo geometrický koncentrutor, kde spád ohybových napětí je podstatně nižší, než v koncentrátoru, zvýšit nejen hydrostatický tlak a plasticitu materiálu, ale také velikost zůstávajících tlakových napětí, hloubku jejich uložení* a tvrdost povrchové vrstvy, a to' výraznou měrou, přičemž ae dosáhne účinku prostorového plastického přetvoření a zruší se jého ohraničení na tomto povrchu, které by vedlo k nebezpečí vzniku trhlin. Současně se vytvoří v důsledku vlivu termodynamických činitelů, a to zvýšení teploty při vysokém tlaku, v kombinaci s plastickým přetvořením příznivé podmínky pro adsorpoi účinných látek, což vede k ještě většímu zvýšení odolnosti součástek proti opotřebení e zadírání, ke zlepšení podmínek jejich záběhu, a k dosažení jiných adaptačních vlastností, a rovněž přispívá ke zlepěení jakosti zpracovávaných povrchů a ke zvýšení životnosti zpevňovacího nástroje.

Takové zpracování umožňuje součástku zpevňovat mimo oblast geometrického koncentrátoru a současně zvyšovat velikost ohybové síly při zpevňování, jakož i pevnost součástky v oblasti geometrického koncentrátoru. To vede ke zvýšení účinku zpevnění součástky.

Je účelné vystavit základní těleso součástky, které navazuje ns nebezpečný průřez výstupku, současně s plastickým přetvářením výstupků tlakové sile, působící v rovině rovnoběžné s nebezpečným průřezem. Umožní se tak snížit maximální napětí v kořeni výstupku a zvýšit tak technologické zatížení, rozdělené po jeho účinném profilu, jekož i konečný výsledek účinku zpevňování výstupku, e zlepšit tak i celkovou schopnost součástky přenášet zatížení.

U součástek s tenkým ráfkem je rovněž účelné v okamžiku přetváření výstupků součástku stlačit silou rozdělenou po základně nebo ploše uložení až k dosažení potřebné formy stavu přetvoření a napjatosti ráfku, která napodobuje vliv uložení při provozu. Je tím poskytnuta možnost, při prostorovém přetváření výběžků v ohybu napodobovat napětové pole, charakteristické pro lisované uložení. Vzájemné překrývání dvou stavů napjatosti, a to napětí v ohybu a napětí vyvolané stlačením, při následujícím vliaování do nosné Součástky, příznivě ovlivňuje reprodukování symetrického diagramu zůstatkových napětí, vlastního zpevněným výběžkům, a tlakovými napětími působícími ns obou stranách nebezpečného průřezu výběžku. Kromě toho zvětšuje lisování kořenu výběžku v okamžiku ohybu normální složku ohybové síly, která je potřebná pro zpevňování, což vede ke zvětšení hloubky a stupně povrchového vytvrzení aktivních úseků výběžků.

Je též Účelné, aby v průběhu zpracovévacíhc pochodu výběžku součástky byla v oblasti zpevňování vyvinuta přídavná smyková síly, která působí proti smykovému účinku síly, vyvolávající plastické povrchové přetvoření. Umožňuje se tím provádět zpevňování strojních součástek s výběžky velké délky s velkým ramenem působení ohybové síly, přičemž není nerušen stav napjatosti součástky, neboť kompenzujícími zatíženími jsou výhody prostorového plastického přetvoření ohybem plně uskutečněny.

Je výhodné vystavit základní těleso součástky navazující na oblast nebezpečného průřezu současně β přetvářením výběžku kroucení. Umožní se tím provádět zpevňování při vytvářeni pokud jde o hloubku a směr předem daného pole zůstatkových napětí v tělese součástky, a zvýší se tek schopnost součástky přejímat zs provozu různé druhy zatížení, což opět umožňuje prodloužit životnost součástek typu ozubených kol, oběžných součástí jeko jsou hřídele, turbinových lopatek apod. Přetvoření součástky kroucením vytváří plastickou enizotropii materiálu jejího výběžku, se kterou možnosti řízeného přetváření ohybem jsou v dobrém souladu.

Je rovněž výhodné zatížení vyvíjet pomocí síly, rovnoměrně rozdělené po povrchu výběžků, e vyvolávané působením stlačeného média na povrchy sousedních výběžků vytvářejících mezilehlé prohloubení, s na jejich čelní plochy. Takové řešení umožňuje dosáhnout přísně totožných podmínek zatížení všech výběžků součástky, a přispívá k vysoké stabilitě zpevňovecího postupu, zmenšuje na minimum ztráty technologické síly, snižuje opotřebení a má tedy za následek zlepšení kvality výrobku a zvýšení použitého zařízení.

Vynález se dále vztahuje na zsřízení pro provádění způsobu zpevňování strojních součástek s výstupky, zahrnující přítlačné válečky, mající v průřezu tvar zubu a hlavou tvořenou přechodovou křivkou dvou sousedních zubů zpracovávaného ozubeného kole a s patou, e poháněči ústrojí pro přitlečování přítlačných válečků na zuby zpracovávaného ozubeného koal, přičemž podle vynálezu sestává každý přítlačný váleček z vnitřních destiček, postranních destiček e uzavíracích destiček, upevněných na podpoře, napojující se na patu přítlačného válečku, přičemž pata přítlačného válečku je tvořena vnitřními destičkami a postranními destičkami a má v průřezu tvar klínu, jehož úhel (2JLU) je rovný úhlu mezi tečnami k modifikovanému profilu dvou sousedních zubů zpracovávaného ozubeného kola, a hlava přítlačného válečku je tvořena uzavíracími destičkami.

Toto řešení poskytuje možnost podrobovat výstupky zpracovávané součástky prostorovému plastickému přetvoření ohybem při současném plastickém přetvoření povrchů výstupků v oblasti jejich nebezpečného průřezu, což přispívá ke zvýšení pevnostních vlastností materiálu součástky. Vysoké specifické tlaky, které vznikají na místech dotyku mezi přítlačným válečkem e vrcholy zpevňovaných výstupků, vedou k profilovým modifikacím hlav těchto výstupků.

Je účelná, jsou-li vnitřní destičky vytvořeny jako pružné prvky, které se navzájem doplňují a vzhledem k podpoře jsou uloženy s mezerou, a postranní destičky ae dotýkají těchto vnitřních destiček.

Toto řešení dovoluje provádět veškerá technologické pracovní pochody pro prostorové plastické přetvoření ohybem, a poskytuje současně možnost zvýšit zpevňovaní účinek využitím adaptačních vlastností konstrukce jak zařízení samotného, tak i zpevňovaného materiálu sou8 částky. Použití vnitřních destiček, které mají charakteristické vlastnosti podobné pružicím prvkům, dovoluje realizovat při zpevňování technologická zatížení a libovolnou předem danou přesností a využít tlumících vlastností zařízení, které ohlednují takové charakteristické vlastnosti zpevňované součástky, jako poddajnost, výrobní přesnost profilu a tvrdost povrchu. Konstrukce podle vynálezu tak dovoluje jemně reagovat na změny výše uvedených parametrů e v tomto případě využít adaptačních vlastností zařízeni samotného.

Je účelné, aby při zpevňování strojních součástek s výstupky, které se vyznačují různou poddajností a adaptačními vlastnostmi, byly vnitřní destičky zařízení řešeny kupříkladu jako talířové pružiny. Tím se umožní rozšířit rozseh použití zařízení změnou silových charakteristik jeho prvků a zavedením nelineárnosti tuhostních parametrů.

Podpora je s výhodou opatřena otvory pro přívod maziva k můstům uložení vnitřních destiček. Tím se umožní přivádět k místům dotyku destiček různé typy msziv, což podstatně mění třecí součinitele a tím i adaptační vlastnosti zařízení samotného. Poskytne se tak možnost tyto hodnoty upravovat v širokém rozsahu podle požadsvků kladených na podmínky zpevňování.

V důsledku toho stoupá stabilita procesu zpevňování.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu, obsahujícím konkrétní příklady podmínek a parametrů při provádění řady technologických postupů způsouu zpevňování strojních součástek podle vynálezu.

Příklad 1

Je sledován příklad provedení způsobu podle vynálezu pro součástku s jediným výstupkem (obr. 1)..

Součástka určená ke zpevňování, tvořící část hnacího ústrojí zsřizení pro granulaci míchaných krmiv, a řešená ve formě hřídele s výstupkem 1 o výšce H - 100 mm s tloušíce S ==22 mm, s geometrickým koncentrátorem ve formě kruhového oblouku o poloměru 40 mm, vyrobená z chromniklové oceli s chemickým složením: C = 0,45, Si = 0,18, Mn = 0,60, Ni = 1,15, P - 0,035, s = 0,035 a s mezí kluzu 58 kp/mm se podrobí prostorovému plastickému přetvoření silou 70 kp/mm ne straně ab profilu, která v oblasti nebezpečného průřezu ec vytvoří napětí nad mezi kluzu materiálu, a současně se vystaví účinku síly rozdělené v oblssti nebezpečného průřezu ac následkem působení řezníku 2 tlačícího silou B₂ ^s Kp/mm, která vyvolává *

normálně síly až 30 kp/mm , působící trojosý stav napjatosti na povrchu součástky, účinek hydrostatického tisku, zvýšení plastických vlastností součástky v tlakové oblasti rszníku, a jejich pokles na protilehlé straně výstupku.

V důsledku toho vzniká zvláštní anizotropie plastických vlastností součástky při prostorovém přetvoření, což dovoluje získat trojvrstvý diagram zůstatkových napětí a značné zůstatková napětí záporného znaménka v obvodových oblastech nebezpečného průřezu.

Po pominutí účinku zatížení silou P^ a přítlaku razníku 2 se výstupek 1 součástky podrobí prostorovému plastickému přetvoření silou P^ =80 kp/mm na straně cd profilu, která v pásmu nebezpečného průřezu ae vyvolá napětí nad mezi kluzu materiálu, 8 současně se vystaví působení rozdělené síly v oblasti nebezpečného průřezu ac tlakem razníku 2 silou Pg* = 80 kp/mm. V důsledku toho dojde k prostorovému přetvoření jen na straně cd, což po9 sílí před tím získaný trojvrstvý diagram zůstatkových napětí Cp, což ukazuje přítomnost značných tlakových napětí v oblasti obvodových úseků nebezpečného průřezu.

Způsob se provádí použitím univerzálního zařízení s hydraulickými nebo mechanickými liBy a razníky.

Výsledkem zpracování součástky popsaným způsobem je zvýšení schopnosti hřídele přenášet ohybové zatížení váce než 1,5 krát.

Příklad 2

Sleduje se příklad provádění způsobu podle vynálezu na součástce malé tloušíky s čelními plochami (obr. 2). Součástka, kterou je osa hnacího ústrojí pro zařízení na granulování směsných krmiv, vytvořená z oceli s mezí kluzu 58 kp/mm², se zatíží ohybovou silou P^ = 80 kp/mm, která působí plastická přetvoření materiálu v oblasti geometrického koncentrátoru (kruhového oblouku o poloměru 20 mm), přičemž současně na tažené straně výstupku 1 o výšce H ~ 158 mm, tlouštce S » 34 mm a délce L - 100 mm působí na plasticky přetvářený materiál pomocí razníku 2 síla P₂ - 300 kp/mm a na čelních plochách pomocí řezníků 2 síly Pj = 120 kp/mm, čímž se vyvine tlak v oblastech plastického přetváření materiálu.

Pro provádění způsobu zpevňování lze v tomto případě použít různých zařízení, například zařízení převálcování za studená s válci, jejichž průměr je přibližně rovný poloviční šířce zpracovávané součástky, přičemž tyto válce jsou opatřeny s nimi souose uspořádanými obíhajícími narážkami, apod.

Výše uvedeným zpevňováním popsaného typu součástek nevzniká na jejich čelních plochách dvouosý stav napjatosti (ne povrchu nevystaveném vnějším zatížaním je normální napětí ^n ⁼ ® ^e tengeciální napětí 6^ = 0), což by mohlo vést u součástek zakalených ne vysokou tvrdost ke křehkému lomu, a u součástek nízké tvrdosti k nárůstům materiálu ns čelních plochách (a následkem toho ke zmenšení zůstatkových napětí a oslabeni součástky v této oblasti).

Výsledkem zpracování.součástky popsaným způsobem je zvýšení Životnosti zpevněné osy převodového ústrojí ne 2,2 násobek.

Příklad 3

Sleduje se příklad provedení způsobu podle vynálezu, použitého pro zpracovávání součástky s prostřídanými výstupky a prohloubeními, znázorněné na obr. 3. Hnané ozubené kolo £ tažného soutyčí diesellokomotivy s parametry: modul m ~ 10 mm, počet zubů Z = 75, šířka zubového věnce b = 140 mm, součinitel posuvu základního profilu X = 0, 437, základní profil s profilovým úhlem A. = 20°, se součiniteli poloměru zaoblení obrysu nástroje a výšky hlavy zubu 0,40 a 1,25, vyrobené z oceli s mezí kluzu 58 kp/mm , bylo podrobeno sektorovému kalení zubů vysokofrekvenčními proudy s odrtžením zakalené vrstvy.

Sousední výstupky, tj. zuby 5, (i ozubeného kola se vystaví současnému působení následujících sil, působících z oblasti společného prohloubení zubů, tj. mezery mťszi nimi: ohybové sily P^ = 300 kp/mm a tlaku razníku 2 radiální silou P^, která vyvolává v oblasti nebezpečného průřezu (nacházející se na začátku účinného profilu) účinek rozdělených sil, přičemž tyto síly jsou rovné hodnotám 30 kp/mm a v oblasti maximálních tahových napětí, naQ cházejících se v základně zubu, hodnotám 75 kp/mm .

215 622

Ne to jsou sousední výstupky g a I, vytvářející sousední prohloubení, podobně zpracovávány pomocí řezníku 2, přičemž síly působící z oblasti společného prohloubení, tj. síly P^ s P£, odpovídají shora uvedeným hodnotám.

Výsledkem zpracování součástky popsaným způsobem je zvýšení schopnosti sousedních výstupků přenášet zatížení na úrovni neklesající pod hodnoty získávané pro jednotlivé výstupky, které činí více než 50 %.

Příklad 4

Sleduje se příklad provedení způsobu podle vynálezu, aplikovaný na zpracování součástky komplikovaného profilu, znázorněné na obr. 4.

Čelní ozubené kolo 4 s přímými zuby, které se mé zpevňovat, určené pro tažné soutyčí o

dieselové lokomotivy, je vytvořeno z oceli o mezi kluzu 58 kp/mm a je vyrobeno na bázi základního profilu s úhlem A. = 20°, s modulem m = 10 mm, počtem zubů Z = 75, posuvem základního profilu X = 0,437, součinitelem poloměru zaoblení zubu základního profilu nástroje a výšky hlavy zubu 0,4 a L,25·

Podél zubů mazaných tekutým hypoidním olejem se v prohloubení mezi zuby protahuje zatěžovací ústrojí 8, vytvořené ve formě klínu s úhlem boků = 10° účinných úseků a to tak, že se jeho boční plochy dotýkají kola na vrcholech navzájem sousedících zubů, v přechodových oblastech a v základně prohloubení, čímž se vyvíjí normální síla P^ = 600 kp/mm, rozo dělená po délce zubového věnce, rozdělené normální zatížení s intenzitou 60 kp/mm a tangenciální síly ns dotykových povrchových plochách zubů kola, které činí 460 kp/mm resp.

100 kp/mm.

Přitom chybí tangenciální síly v radiálním směru a proto se nezvětšuje tlaková síle P,j, která snižuje účinek ohybové síly P^, což zlepšuje stav napjatosti zubů při jejich zpevňování.

Výpočty ukazují, že v důsledku zpracovávání popsaným způsobem se značnš zvyšují zůstatková, tlaková napětí a rozsah, ve kterém působí, přičemž stupeň tohoto zvětšení je určován především profilovým úhlem pásma geometrického koncentrátoru a přetvářnými.vlastnostmi materiálu. Mění se tak při zubech s profilovou modifikací paty, při které se tento úhel ještě více zmenšuje, v zásadě kvalitativní obraz prostorového přetvoření deformací, a to vzhledem k použití tangenciální síly podél zubu.

Příklad 5

Sleduje se příklad provádění způsobu podle vynálezu na součástce znázorněné na obr. 6. Touto součástkou je ozubená tyč a modulem m = 10 mm z oceli o mezi kluzu 58 kp/mm² s výstupky

1. Ozubená tyč je stlačována řezníky J, které působí ns její boční stěny o výšce h = mm ve směru šipek vyznačených na obr. 6 silou 1000 kp/mm, přičemž je současně razník 2 zatížen silou P^, která ne výstupcích i vyvíjí ohybovou sílu P^ = 400 kp/mm a síly rozdělené na účinných úsecích cd a ef profilů výstupků 1 o intenzitě rovné 30 kp/mm². Výstupky 1, které se mejí zpevňovat, leží na stlačeném základě, v důsledku čehož maximální tahová napětí o

v oblasti koncentrátoru de poklesnou o přibližně 20 kp/mm a dosáhne se vzrůstu ohybové síly Ρ_χ. Přitom se zvětšují ohybová napětí v oblasti účinných profilů a účinek zpevnění zu11 bových profilů ozubené tyče ee zvyšuje.

Výsledkem zpracovávání součástky popsaným způsobem je to, že se dosáhne zvýšení životnosti součástek ne přibližně trojnásobek.

Příklad 6

Sleduje se příklad provedení způsobu podle vynálezu na případě rozděleného zatížení (obr. 5). Ozubené kolo 4 ae nepohyblivě upevní a na straně sb profilu zubu 2 se zatíží ohybovou silou P^, která vyvolá na povrchu zubu 5 napětí G_N a plastické přetvoření v přechodovém úseku ac v oblasti geometrického koncentrátoru. Současně s tím se účinný povrch zubu 5 (v účinném úseku profilu) vystaví přídavnému působení silou q, která je po profilu rozdělena tak, že spolu s ohybovou silou vyvolává v zubech ozubeného kola napětí nad mezi úměrnosti materiálu. Před zpracováváním se účinné povrchy zubů pokryjí vrstvou sirníku molybdeničitého.

Výsledkem zpracovávání popsaným způsobem je podstatné zvýšení dotykové pevnosti ozubeného kole a celkové jeho schopnosti přenášet zatížení. Technicko-ekonomickým užitným účinkem je přitom zvýšení životnosti kol ne mnohonásobek a zmenšení rozměrů o 10 až 20 56.

Příklad 7

Sleduje se příklad provedení způsobu podle vynálezu při. zpracovávání součástek s tenkým fáfkem (obr._Bt7, 8, 9). Jako zpevňovený předmět je použito epicyklického kola krajního převodového ústrojí obilní mlátičky s modulem m = 4, počtem zubů Z = 69, šířkou věnce b = 40 mm, Šířkou ráfku 14,6 mm, průměrem válce uložení 0 315 + 0J205 vyrobeného z normalizované oceli 5 tvrdostí HB = 210 následujícího chemického složení: C = 0,18, Mn = 0,85, Cr = 1,1, Ti = 0,1 (v procentech).

Přetvoření zubů kole 2 se provádí zetěžovecími ústrojími § (obr. 8), jejichž profil (ebc) je znázorněn na obr. 9· Velikost odchylky čáry modifikace bc ne vrcholu zubu 5 činí 0,2 mm.

Podle principu navrženého způsobu ae epicyklické kolo 2 stlačí silou 80 Mp rozdělenou po ploše uložení (cca 4,1 kp/mm), čímž se dosáhne správného tveru válce uložení v tolerančním poli 0 315 + ο’οοο* Zrušení poslední hodnoty* účinkem jmenované síly napodobuje napjatě-přetvořený stav ráfku, který odpovídá lisovanému uložení kola 2 v převodové skříni.

Ve třech se stejným odstupem rozmístěných prohloubeních kols 2 se s přitažením /v 0,07 posouvají podél prohloubení zatěžovací ústrojí 8, a vyvolávají plastickou ohybovou deformaci zubů 2 výslednou silou 10 Mp za současného zatížení kola 2 silou q = 30 .... 35 kp/mm , která je rozdělena po úsecích v oblasti nebezpečného průřezu (přechodové křivky eb) a po bocích zubů 5. Zuby 2 jsou po celé délce přetvářeny až do polohy, která odpovídá modifikovanému profilu bc.

Tentýž postup se následně opakuje pro zbývající prohloubení, čímž se zuby 2 přivádějí zpět do výchozího postavení. Poté, co všechny zuby kola 2 prošly uvedeným zprecovéním, vyvedou se zatěžovací ústrojí 8 z prohloubeni s síle rozdělená po ploše uložení se zruší.

Výsledkem zpracování součástek s tenkým ráfkem, například zubových věnců, popsaným způsobem podle vynálezu je zvýšení tuhosti součástky dosaženo v okamžiku zpevnění, čímž se do12 cílí nepjatě-přetvořeného stavu, který odpovídá reálným provozním podmínkám. Tím jsou přesně reprodukovány předem určené geometrické a pevnostní parametry zpevněného zubového věnce m lyllj viiiotíoí no nosní oííottjri aonopnoat epiejiiitto teis a&rejevéne prmííTf&í ústrojí obilní mlátičky přesnášet zatížení stoupne na více než 1,8 násobek, přičemž kinematická ohybe je snížena na nejmenší míru.

Příklad 8

Sleduje se příklad provedení způsobu podle vynálezu, aplikovaného na součástku znázorněnou na obr. 10. Zpracovávaná součástka, kterou je osa převodového ústrojí zeřízení pro granulování směsných krmiv, vytvořená z oceli, a opatřená jedním výstupkem 1 velké délky H = 158 mm při S - 34 mm, se zatíží na vrcholu výstupku 1 ohybovou silou P^ = 300 kp/mm, a to současně na tažené straně součástky silou rozdělenou v oblasti geometrického koncentrátoru od s intenzitou q = 30 kp/mm , a na protilehlé straně silou 660 kp/mm, která působí v oblasti geometrického koncentrátoru ef a vyrovnává v nebezpečném průřezu sb přídavný smyk, vyplývající z rozdělené síly q. Stav napjatosti součástky tak není narušen přídavným smykem a výhody zpevňování ohybem se mohou uplatnit.

Technický přínos použití výše popsaného způsobu spočívá ve zvýšení zpevňovacího účinku ě v prodloužení životnosti součástek s velkými rameny ohybové síly přibližně na 1,3 násobek.

Příkled 9

Sleduje se příklad provodění způsobu podle vynálezu se společným přetvářením ohybem a kroucením (viz obr. 11).

Popisovaným způsobem podle vynálezu se zpracovává ocelové hnané kolo 4 tažného soutyčí diesellokomotivý. Kolo je zhotoveno jako výkovek, normalizovaný a zušlechtěny, s pevnostními vlastnostmi: tvrdost (HB) = 255·«.311, lomová maz pevnosti 105 kp/mm, a s geometrickými parametry: počet zubů Z = 75» modul m » 10 mm, šířka věnce b « 140 mm.

Zpracování prostorovým plastickým přetvořením ohybem při současném působení síly, rozdělné v oblasti přechodových ploch zubů, se provádí válečkovým nástrojem s průměrem 120 mm a s technologickou silou 20 x 10^ kp, jakož i současnou deformací všnce kola kroucením pomocí dvou protisměrných momentů (M), vyvíjených hydraulickým silovým pohonem velikosti 220 kp.

Výsledkem zpracování je to, že se schopnost součástky přenášet zatížení oproti součástkám, u nichž se použilo pouze ohybu, zvýší na 1,2 až 1,3 násobek, životnost součástky ee zvýší na 6 až 10 násobek, a oblast použití způsobu se rozšíří na součástky různých typů.

Příklad 10

Sleduje se příkled provedení způsobu zpevňování ozubeného koal, znázorněného na obr. 12, 13.

Kolo 4 se nehybně upevní a dutina jednoho z prohloubení mezi dvěma zuby g, 6 se hermetizuje tak, že povrchy abc a cde zubů 5 a 6, které jsou obrácené dovnitř prohloubení, jakož i čelní plochy fce (obr. 13) zubů v blízkosti oblasti hromadění napětí (tj. oblasti přechodové křivky) zůstávají volné. Do takto vytvořeného uzavřeného dutého prostoru se při13

215 622 vádí médium, například kapalina, která ee stlačí až na takový hydrostatický tlak, jehož výška je určována pevnostními a geometrickými parametry zpevňovaná součástky, přičemž stlačená kapalina působí na volné povrchy součástky a vyvolává jejich zatížení rozdělenou silou. Současně s povrchovým zatížením dochází k plastickému přetváření zubů % & 6 ohybem v důsledku ohybové složky výsledné síly, které je vyvíjena na každém ze ?ubů při jednostranně působícím rovnoměrně rozděleném hydrostatickém tlaku.

Kapalina může obsahovat adsorpčně aktivní látky, například sirnlk molybděničitý.

Takovémuto zpevňování se podrobují dvouzubové zkušební vzorky o velikosti 64 x 47 x 28, vyříznuté z čelního ozubeného kole tažného soutyčí diseselové lokomotivy, s přímými zuby, s modulem m = 11 a počtem zubů Z = 68, vyrobeného z oceli tepelně zpracovávané až na tvrdost HB = 311·...255· Zkušební vzorky se na místech uložení ofrézují, zatímco čelní plochy se dodatečně obrousí na velikost 28 - 0,05»

Zpevňování se provádí v zařízení, upraveného ne základu 50 megapondového lisu, přičemž zatížení zkušebního vzorku se provádí rozdělenou normální silou stlačeného médie, působící na povrchových plochách zubů obrácených směrem do prohloubení a na čelních plochách v blízkosti oblasti hromadění napětí, tj. oblasti přechodových křivek. Výška hydrostatického tlaku kydroplastu, který byl použit jako stlačené médium, činí v tomto případě 3,3 kbar, což vede ke zůstatkovým posunům zubů na vrcholech o 0,45 mm, jakož i ke vtlačení materiálu v oblasti přechodových křivek těchto zubů do hloubky 0,35 mm.

Výsledkem zpracovávání součástky popsaným způsobem je zlepšení pevnostních vlastností, a to,mimo jiné dotykové pevnosti, pevnosti v ohybu, odolnosti proti zadírání, jakož i všeobecné zvýšení schopnosti přenášet zatížení o 35 sž 40 %, zjednodušení zpevňovacího postupu součástek a rozšíření rozeahu použití z hlediska typů součástek připadajících v úvahu.' Zlepší se rovněž možnost přeeat dávkovat technologické síly, přispívající k vysoké stabilitě zpevňování. Použití kapaliny, vyznačující se adsorpční aktivitou kromě toho dovoluje v součástkách vytvářet ochranné nebo antifrikční povrchové vrstvy a tímto způsobem dále zlepšovat provozní vlastnosti.

Uvedené příklady svědčí o tom, še zpevňování strojních součástek způsobem podle vynálezu dovoluje dosáhnout řady výhod vůči hlevním druhům povrchového zpevňování, které jsou v současné době rozšířeny a které spočívají v tepelném zpracování nebo v plastickém povrchovém přetváření nebo v kombinaci obojího.

Způsob podle vynálezu nemá nevýhody, které jsou vlastní mnohým termickým metodám, jeko jsou toxicita, pracnost a prostorové nároky.

Pro objasnění podstaty vynálezu jsou dále popisovány konkrétní příklady provádění způsobu zpevňování strojních součástek s výstupky, pracujících zejména s proměnlivým směrem zatížení, a to ne příkladě zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu s odvoláním na výkresy, ve kterých značíí obr. 14 schéma zeřízení, ve kterém je použito zpevňovácího ústrojí podle vynálezu, obr. 15 příčný řez uvedeným ústrojím v provozní poloze, obr. 16 příčný řez jednou z možných variant ústrojí podle vynálezu, a to rovněž v provozní poloze, a obr. 17 tentýž řez, jako je znázorněn na obr. 16, avšak v průvozním klidovém stavu.

Ns obr. 14 je znázorněn příklad výrobního zařízení, ve kterém je použito ústrojí pro zpevňování zubí ozubených kol podle vynálezu.

Ns odlitém stojanu 10 je svisle upraven vratně pohyblivý hydraulický válec 11, v jehož horní části je upevněn trn 12 se zpracovávaným ozubeným kolem £, vyznačeným na obrázku čárkovanou čarou, které je vzhledem k hydraulickému válci 11 upevněno pomocí přítlačné lišty a matice 1£. Pístnice lg hydraulického válce 11 je Upevněna k podstavci stojanu 10 a je tvořena dvěma soustřednými trubkami 16 a lj, z nichž jedna je spojena s horním a druhá s dolním vnitřním prostorem hydraulického válce 11. Takové uspořádáni umožňuje hydraulickému válci 11, trnu 12 a zpracovávanému ozubenému kolu £ pohybovat se vratně nahoru a dolů ze současného otáčení vzhledem k pístní tyči 15 ve směru šipky M, vyznačené na obrázku.

V horní části stojanu 10 jsou na konzolovitých nosičích 18 po obou stranách kola £ uloženy hydraulické válce lg pro přitlačování přítlačných válečků 20. Přítlačné válečky 20 jsou volně nasazeny na příčných osách 11 ve válcovitých pouzdrech 21. Každé z pouzder 21 je uloženo v kuličkových vedeních 22 e je spojeno přes opěrné ložisko 2£ s pístem 2j hydraulického válce lg, v důsledku čehož se může volně otáčet a pohybovat dopředu.

Ústrojí znázorněné na obr. 15 je tvořeno přítlačným válečkem 2g (pohled z obr. 14 ve směru šipky A), jehož profil má v příčném řezu tvar výstupku, přičemž pata tohoto výstupku je provedena jako klín 2J>, spojený s hlavou 26. Boky cd a c'ď klínu 2g jsou tvořeny modifikačními čarami hlav dvou sousedních zubů 5 ^s É modifikovaného profilu, který je předem dán parametry h,Ú A/a 2AM, které představují vždy výšku modifikace profilu hlavy výstupku a úhel boků klínu, který je rovný úhlu mezi tečnami na modifikovaný profil hlav zubů 2 ⁸ 6· Účinné úseku ab a ab hlavy 26 jsou definovány přechodovými křivkami profilů zubů 2 a 6 a spojují se s úseky dc a ďc klínu prostřednictvím úseků křivek bc a bc*, které profil těchto zubů obalují.

Druhá varianta ústrojí pro zpevňování strojních součástek s výstupky, znázornáná na obr. 16 a I?, představuje konstrukci, zahrnující soustavu destiček, vytvořenou z vnitřních destiček 2J pro přenos sil z vnějších přetvářecích bočních destiček 2g a z uzavírací destičky 2Q. Vnitřní destičky 2J jsou vytvořeny ve formě pružících přítlačných prvků, opřených o podporu 28 a uspořádaných vůči sobě se zaručenými mezerami K. Boční destičky 2g a uzavírací destičky jO jsou profilovány souhlasně s povrchem zubů 5 a 6 zpracovávaného kola £ a opírají se o vnitřní destičky 22·

Pro spojení soustavy destiček na společné podpoře 28 je možno použít upevňovacích členů libovolného známého typu, které omezují axiální posuny destiček v nezatíženém stavu.

Během zpevnovecího procesu jsou možné změny velikosti mezery K v rozmezí 0 = K = K_m8X« kde značí velikost mezery v nezatíženém stavu, zatímco nulová hodnota může nastat pouze v koncovém postavění proužicího prvku při jeho největším stlačení a posunutí pod vlivem maximálních vnitřních zatížení.

Je-li známa silová charakteristika pružícího členu, je možno určit velikost mezery K nspříklsd početně podle normových metodických postupů pro pružiny.

V případě nutnosti je při použití přítlačných válečků s nelineární přetvářecí charakteristikou možná i variante provedení přetvářecích destiček ve formě talířových pružících členů.

Ne místech uložení vnitřních destiček 2J ns společné podpoře 28 jsou vytvořeny kanály 21 pro přívod maziva.

Zařízení z obr. 14 pracuje následovně. Zpracovávané kolo 4 se nasadí a upevní pomocí přítlačné lišty 12 a matice LJ na trn 12. Přítlačný váleček 20, znázorněný na obr. 15 a 16 v detailu, se vsadí do prohloubení mezi dvěma sousedními zuby 5 a £ kola 4, načež se mu udělí předem určená síla, která vyvolá přetvoření ohybem a plastické přetvoření tlakem zpevňovaná součástky.

Během zpevňovacího pochodu zpracovávané kolo £ prodělává spolu s hydraulickým válcem 11 vratný pohyb. Současně udělují hydraulické válce lg přítlačným válečkům 20 ur&tóu sílu, která je určována podmínkami přetváření zubů 5 a £. Přitom ae přítlačné válečky 2Q pohybuji podél prohloubení ozubeného kola a přetvářejí jeho zuby 5 a 6 na potřebný stupeň zpevnění. Na konci každého dvojitého zdvihu, jehož výška překračuje šířku zubového věnce, se kolo £ kupříkladu otočí o určitý úhlový krok, načež se přetváří další dvojice zubů a tak dále. Poté, co všechny zuby kola 4 prošly zpevňovacím zpracováváním, se pohon pracovních ústrojí zařízení vypne, a zpracovávané kolo se sejme.

Účinek použití způsobu podle vynálezu sestává z těchto znsků:

- zvýšení životnosti,

- zvýšení schopnosti součástek přenášet zatížení a tedy i výkonu a zatížitelnosti strojů, v

- zmenšení podílu kovu a rozměrů stroje při stejné pevnosti,

- zmenšení ročních nákladů ne provádění oprav.

Způsob podle vynálezu se dobře hodí pro různá technologická zprecovávscí schémata strojních součástek a umožňuje široké uplatnění univerzálních vybavení. Jednoduchost provádění způsobu zaručuje možnost plné automatizace a kontroly výrobního postupu.

Claims (12)

1. Způsob zpevňování strojních součástek s výstupky, pracujících zejména a měnitelným směrem provozního zatížení, který spočívá v plastickém přetváření materiálu výstupku v ohybu a ve zpsvňdvaeím zpracování povrchové vretvy výstupku v oblasti jeho nebezpečného průřezu ze strany působení ohybové síly, vyznačený tím, že působení ohybovou silou a zpevňovací zpracování povrchu výstupku v oblasti jeho nebezpečného průřezu ee provádí současně, přičemž zpevňovací zpracování povrchu výstupku v oblasti jeho nebezpečného průřezu se provádí tím, že se na povrch oblasti nebezpečného průřezu výstupku součástky působí normální tlakovou silou, rozdělenou rovnoměrně po tomto povrchu.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že,zpevňování součástek s výstupky, vymezujícími společné prohloubení, se dosahuje tím, že působení ohybovou silou a rozdělenou normální tlakovou silou se provádí z oblasti společného prohloubení výstupků do navzájem protilehlých směrů.

3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že ohybová síla β rozdělená normální tlaková síla působí na výstupky podál jejich postranních ploch.

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že se součástka v oblasti nebezpečného průřezu

A výstupku stlačuje protisměrně působícími tlakovými silami, působícími v rovině rovnoběžné a rovinou nebezpěčného průřezu, za současného působení s ohybovou silou a rozdělenou normál16 ní tiskovou silou.

5. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se při působení rozdělené normální tlakové síly a ohybové síly na výstupky součástky stlačuje ve své základní ploše až do dosažení žádaných rozáěrů.

6. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že současně s působením ohybovou silou a rozdělenou normální tlakovou silou se na výstupek působí smykem, vyvolávaným silou působící v patě výstupku a ve směrů opačném vůči směru působení rozdělené normální tlakové síly.

7. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že současně s působením ohybové síly a normální tlakové síly se na patu výstupku působí krutém.

8. Způsob podle bodu 7» vyznačený tím, že působení ohybovou silou a rozdělenou normální tlakovou silou na povrchy sousedních výstupků tvořících společně prohloubení a na jejich čelní plochy ee provádí stlečeným médiem o nízké viskozitě.

9. Zařízení pro provádění způsobu podle bodů 1 až 5 obzvláště pro opracování Ozubených kol, zahrnující přítlačné válečky, mající v průřezu tvar zubu s hlavou tvořenou přechodovou křivkou dvou sousedních zubů zpracovávaného ozubeného kola a s patou, a poháněči ústrojí pro přitlačování přítlačných válečků na zuby zpracovávaného ozubeného kola, vyznačené tím, že každý přítlačný váleček (20) sestává z vnitřních destiček (27), postranních destiček (29) a uzavíi;acích destiček (30), upevněných na podpoře (28), napojující se ne patu přítlačného válečku (20), přičemž pata přítlačného válečku (20) je tvořena vnitřními destičkami (27) s postranními destičkami (29) a má v průřezu tvar klínu (25), jehož úhel (2*Lí£) je rovný úhlu mezi tečnami k modifikovanému profilu dvou sousedních zubů zpracováveného ozubeného kole (4), a hlava přítlačného válečku (20) je tvořena uzavíracími deštičkami (30).

10. Zařízení podle bodu 9, vyznačené tím, že vnitřní destičky (27) jsou vytvořeny jako pružné prvky, které se navzájem doplňují a vzhledem k podpře (28) jsou uloženy s mezerou (K), a postranní destičky (29) se dotýkají těchto vnitřních destiček (27)·

11. Zařízení podle bodu 9 nebo 10, vyznačené tím, že postranní destičky (29) jsou vytvořeny jeko talířové pružiny.

12. Zařízení podle bodu 9, vyznačené tím, že podpora (28) je opatřena kanály (31) pro přívod maziva k místům uložení vnitřních destiček (27)·