RU2624536C2

RU2624536C2 - Method of gear wheel manufacture

Info

Publication number: RU2624536C2
Application number: RU2015137426A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2017-07-04
Also published as: RU2015137426A

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: method includes manufacturing a disc with an external technological allowance. Plastic deformation of the disk portion in the form of a ring is performed by forging. The disc is intended for cutting the rim of the gear wheel. Preliminarily prior to the forging and in its process, the said portion is heated. The width of the portion along the radius of the workpiece is chosen to be equal to the height of the gear rim, with an increase in the width of the technological allowance along the outer perimeter of the workpiece and the width of the technological allowance for forging from the center of the workpiece.

EFFECT: improved mechanical characteristics of the gear wheel.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in the manufacture of gears.

Известен способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса в виде диска - из проката или поковки, по окружности которой затем производят нарезание зубьев зубчатого венца колеса - см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов - 4-е изд., испр., М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 177.A known method of manufacturing a steel billet of a gear wheel in the form of a disk is from rolled or forged products, around the circumference of which the teeth of the gear rim of the wheel are then cut — see, for example, “P. Guzenkov. Machine details: Textbook. for universities - 4th ed., rev., M .: Higher. school, 1986. - 359 pp .: ill. ”, p. 177.

Недостаток данного способа состоит в том, что структура материала заготовки одинакова по всему ее объему, соответственно, одинаковы по всему ее объему и механические свойства этого материала (стали). Однако у готового изделия, которое будет выполнено из этой заготовки (зубчатого колеса), разные части этого изделия (зубчатого колеса) испытывают при своей работе разные нагрузки, в частности зубья зубчатого венца колеса являются более грузонапряженными частями, чем тело колеса (поэтому именно зубьям зубчатого венца, в процессе изготовления колеса, придают дополнительно улучшенные механические свойства - путем их закалки, азотирования и др.). А выполнение заготовки для зубчатого колеса с одинаковыми механическими свойствами по всему объему этой заготовки не учитывает разницы в работе разных частей изготовленного из нее зубчатого колеса.The disadvantage of this method is that the structure of the workpiece material is the same throughout its volume, respectively, the mechanical properties of this material (steel) are identical throughout its volume. However, in the finished product, which will be made of this workpiece (gear), different parts of this product (gear) experience different loads during their work, in particular the teeth of the gear ring are more heavily loaded parts than the body of the wheel (therefore, the teeth of the gear crowns, in the process of manufacturing the wheels, give additionally improved mechanical properties - by hardening, nitriding, etc.). And the implementation of the workpiece for a gear with the same mechanical properties throughout the volume of this workpiece does not take into account the difference in the work of different parts of the gear made from it.

В качестве прототипа взят способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса в виде диска - из проката или поковки, по окружности которой затем производят нарезание зубьев зубчатого венца колеса - см. «Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.: ил.», стр. 17.As a prototype, a method for manufacturing a steel billet of a gear wheel in the form of a disk is taken from rolled or forged products, around the circumference of which the teeth of the gear rim of the wheel are then cut - see. “Production of gears: Reference book / S.N. Kalashnikov, A.S. Kalashnikov, G.I. Kogan et al .; Under the total. ed. B.A. Thai. - 3rd ed., Revised. and extra. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - 464 p.: Ill. ", P. 17.

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.The disadvantages of the prototype are the same as that of the analogue.

Изобретением решается задача повышения механических характеристик зубчатого колеса - за счет повышения механических свойств заготовки для его изготовления.The invention solves the problem of increasing the mechanical characteristics of the gear wheel - by increasing the mechanical properties of the workpiece for its manufacture.

Для этого способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса включает изготовление диска с наружным припуском. Причем методом ковки осуществляют пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубчатого венца колеса. При этом предварительно перед ковкой и в ее процессе осуществляют нагрев упомянутого участка, ширину которого по радиусу заготовки выбирают равной высоте зубчатого венца с увеличением на ширину технологического припуска по наружному периметру заготовки и ширину технологического припуска на ковку со стороны центра заготовки.For this, a method of manufacturing a steel billet of a gear wheel includes manufacturing a disk with an external allowance. Moreover, the forging method plastic deforms a portion of the disk in the form of a ring designed to cut the ring gear of the wheel. At the same time, before the forging and in its process, the said section is heated, the width of which along the radius of the workpiece is chosen equal to the height of the ring gear with an increase by the width of the technological allowance along the outer perimeter of the workpiece and the width of the technological allowance for forging from the side of the workpiece center.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена заготовка зубчатого колеса, подготавливаемая к зубонарезанию - вид с торца.The invention is illustrated by the drawing, which shows the workpiece of the gear wheel, prepared for gear cutting - end view.

На чертеже показаны: наружный диаметр Д₃ заготовки, ширина наружного технологического припуска С₁ заготовки, диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца, диаметр Д_о окружности оснований зубчатого венца, высота h зубчатого венца, ширина внутреннего припуска С₂, ширина l зоны упрочнения заготовки, диаметр Д_вн внутренней окружности проковываемого участка заготовки.The drawing shows: the outer diameter D₃ blanks, the width of the external technological allowance C_one blanks, diameter D_at the circumference of the tops of the ring gear, diameter D_about the circumference of the bases of the ring gear, the height h of the ring gear, the width of the internal allowance C₂, width l of the zone of hardening of the workpiece, diameter D_vn the inner circumference of the forged portion of the workpiece.

Реализуется данный способ следующим образом. Изготавливается стальная заготовка - из проката или поковки - цилиндрической формы в виде диска диаметром Д₃, имеющего технологический припуск шириной С₁ по наружному периметру заготовки. Участок заготовки в виде кольца, в который впишется нарезанный впоследствии зубчатый венец высотой h с окружностью вершин диаметром Д_в и окружностью оснований зубьев диаметром Д_о, подвергают, как минимум, с одного торца заготовки пластическому деформированию методом ковки, предваряя и сопровождая процесс ковки нагреванием проковываемой зоны (для облегчения ковки). Нагрев осуществляют до требуемой температуры, исходя из материала заготовки, усилий ковки и т.п. Размер l проковываемого участка в радиальном направлении заготовки равен высоте h зубчатого венца плюс размер С₁ технологического припуска по наружному периметру заготовки и плюс размер С₂ технологического припуска, задаваемого на ковку. Внутренний диаметр проковываемой зоны - Д_вн.This method is implemented as follows. A steel billet is made - from rolled or forged - cylindrical in the form of a disk with a diameter of D ₃ having a technological allowance of width C ₁ along the outer perimeter of the billet. A part of the billet in the form of a ring into which a subsequently cut gear rim of height h will fit with a circle of vertices of diameter D _in and a circle of tooth bases with a diameter of D _about is subjected to plastic deformation from at least one end of the billet by forging, preceding and accompanying the forging by heating the forged zones (to facilitate forging). Heating is carried out to the required temperature, based on the workpiece material, forging forces, etc. The size l of the forged section in the radial direction of the workpiece is equal to the height h of the gear ring plus size C _{1 of the} technological allowance along the outer perimeter of the workpiece and plus size C _{2 of the} technological allowance specified for forging. Internal diameter of the forged zone - D _int .

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса - за счет предварительного (до нарезания зубьев зубчатого венца) пластического деформирования участка заготовки, в которой впоследствии будут нарезаны зубья зубчатого венца колеса, позволяет повысить механические свойства этих участков, что позволит повысить изгибную прочность и долговечность нарезанных впоследствии зубьев колеса.Compared with the prototype, the proposed method for manufacturing a steel gear billet - due to preliminary (prior to cutting the gear teeth) plastic deformation of the workpiece section, in which the teeth of the gear rim will subsequently be cut, improves the mechanical properties of these sections, which will increase bending strength and durability of subsequently chopped wheel teeth.

Claims

A method of manufacturing a steel billet of a gear wheel, including the manufacture of a disk with an external technological allowance, characterized in that the forging method plastic deforms a portion of the disk in the form of a ring designed to cut the gear ring of the wheel, while before the forging and in its process, the said section is heated , the width of which along the radius of the workpiece is chosen equal to the height of the ring gear with an increase of the width of the technological allowance along the outer perimeter of the workpiece forging and the width of the technological allowance for forging from the center of the workpiece.