SU1224073A1 - Инструмент дл накатывани профилей зубьев зубчатых колес - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  механической обработки металлов давлением и может быть использовано дл  формообразовани  поверхностей зубьев цилиндрических пр мо- и косозубых колес пластическим деформированием .

Цель изобретени  - повышение качества обработки.

На фиг.1 изображен инструмент, вид с торца; на фиг,2 - то же, раз- рез по оси симметрии.

Инструмент представл ет собой зубчатое колесо сборной конструкции, состо щее из ступицы 1, свободно вращающейс  на оправке в подшипниках (не показаны), К ступице 1 со стороны одного торца винтами 2 и двум  диаметрально расположенными штифтами 3 (фиг,2) прикреплена калибрующа  часть 4 в виде гладкого цилиндрического ролика (фиг,2) и зу- бопрофилирующа  часть в виде зубчатого валка 5, несуща  деформирующие элементы 6. Противоположный торец ступиць 1 (предварительна  часть) выполнен в виде гладкого цилиндрического фланца - ролика 7, К предварительной части 7 винтами 8 прикреплен зубчатый венец 9 с зубь ми 10, а к противоположному торцу ступицы 1 - зубчатьй венец 11 таким образом, что оси симметрии зубьев 10 и 12 вен цов 9 и 11 совмещены с ос ми симметрии деформирующих элементов 6 зубо- профилирующей части 5 и наход тс  в одной плоскости,проход щей через ось вращени  инструмента,обеспечива  тем самым,фиксированное положение деформи рук цих элементов 6 зубопрофилирующей части 5. Зубь  10 зубчатого венца 9, а также зубь  12 венца 11 наход тс  в зацеплении с заготовкой 13 с боковым зазором.

Бокова  поверхность предварительной рабочей 7 и калибрующей 4 частей выполнена с трем  участками: двум  коническими I и Ш и цилиндрическим I между ними.

Диаметр D в начале конического участка I (со стороны торцовых участков ) выполнен меньшим диаметра цилиндра впадин d зубопрофилирующей части 5 на величину 2а, чтобы гарантировать начало обработки коническим участком I с максимально удаленной точки от оси заготовки 13 на наружном цилиндре da., так как из-за

5

0

5

0

5

0

5

0

55

колебани  припуска, оставленного на обработку зубьев, возможно превышение высоты образующихс  гребешков

на наружном цилиндре d., превышаю- Dyix величину его (гарантийного радиального зазора),

Образующа  конического участка I может быть наклонена к оси инструмента под углом V в диапазоне 15-45°, Така как конический участок I вьшол- н ет основную работу деформировани  объема металла гребешков на вершинах зубьев заготовки 13, то при выполнении конического участка I с меньшими по значению углами Ч возможно увеличение длины Е, что способствует постепенности обработки малых сечений деформируемого металла гребешков при соответствующем сниж:ении удельных нагрузок на инстру мент за счет участи  в работе большей длины образующей конического участка I,

Выполнение конического участка I с большими По значению углами (например , при стесненной по габаритам конструкции инструмента) ведет к уменьшению длины f. При этом наибольшее деформирование металла осуществл етс  в момент вступлени  в работу цилиндрической части участка И, из- за чего резко возрастает радиальное усилие.

Цилиндрический участок II калибрующей части 4 вьшолнен в виде цилиндра диаметром D и предназначен дл  калибровки наружного цилиндра d ,

Участок Ш с обратным конусом позвол ет уменьшить усили  по окончании обработки, а также избежать возникновени  краевого зффекта (разрушени  обрабатываемой поверхности), Участок П выполнен аналогично участку I,

Рабочие поверхности калибрующей части 4 и предварительной части 7 имеют аналогичную конструкцию. Боковые рабочие поверхности калибрующей части 4 и предварительной части подвергают цементации с последующей закалкой (HRC 60-63), Цилиндрические боковые поверхности роликов 4 и 7 контактируют с вращающимис  опорами , смонтированными в суппорте установки , с целью разгружени  оправки, на которой базируетс  инструмент, от воздействи  радиальных усилий.

Процесс обработки осуществл етс  следующим образом.

Обрабатываемое зубчатое колесо 1.3 с предварительно обработанными зубь ми , базирующеес  на шпинделе станка, вводитс  вначале в зацепление с зубь ми 12 венца 11, затем в зацепление с зубь ми 10 зубчатого венца 9 с боковым зазором и устанавливаетс  на неизменном межос евом рассто нии, обеспечива  плотность (беззазорность станочного зацеплени  деформирующих элементов 6 зубопрофилирующей части 5 Обработка осуществл етс  при параллельном расположении осей инструмента и зубчатого колеса. Обрабатываемо колесо 13, приведенное во вращение, приводит во вращение инструмент с помощью венца 9 (направление вращени  показано стрелками на фиг,1). Затем обрабатываемому колесу 13 сообщаетс  движение подачи S , параллельное ее оси вращени . По мере движени  вращающейс  заготовки 13 в направлении подачи S вначале в обработку вступает конический участок I предварительной части 7, затем рабоча  поверхность цилиндрического участка II диаметром D обкатывает наружньй цилиндр заготовки 13, довод  его до требуемого размера d , что обеспечивает стабильность параметра заготовки по наружному диаметру, так как заготовки в стадии поставки имеют колебани  по указанному параметру . При дальнейшем перемещении заготовки 13 в направлении подачи S,, деформирующие элементы 6 профилирующего зубчатого валка 5 вход т в плотное (беззазорное) станочное зацепление с зубь ми заготовки 13, выполн   формообразование боковых поверхностей профил  зубьев. Усили  дл  осуще ствлени  формообразовани  создаютс  за счет припуска, оставленного по всему профилю обрабатьшаемых зубьев, создава  тем самым разношаговость в беззазорном зацеплении между обрабатываемыми зубь ми заготовки 13 и деформирующими элементами 6 профилирующего зубчатого валка 5. Пластическое деформирование боковых поверхностей зубьев заготовки приводит к образованию гребешков, выступающих за пределы цилиндра dg вершин зубьев

4073

заготовки. Образовавшиес  гребешки, при непрерывном перемещении заготовки 1 3 в направлении подачи S деформируютс  вначале коническим участком I калибрующей части 4, а затем рабочей поверхностью цилиндрического участка И диаметром D до требуемого

o

5

0

5

0

5

0

5

0

размера d , что значительно повышает качество обработки. Из-за одностороннего характеоа образовани  гребешков процесс обработки осущест-. вл ют с реверсированием вращени  заготовки 13 в обратную сторону с целью выравнивани  профил  обрабатываемых зубьев по высоте, а направление движени  подачи S измен етс  на противоположное.

После прекращени  рабочего процесса инструмент фиксируетс  в исходном положении, наход сь в зацеплении с зубь ми 12 венца 11 и с зубь ми за- готовки 13.

Непрерывность обработки боковых поверхностей и вершин зубьев заготовки позвол ет обеспечить требуемые очертани  профил  зубьев и, следовательно , качество обработки.

Пример . Обработка партии крупномодульных зубчатых колес после зубофрезеровани  с припуском под накатывание ( мм; ,437; Ь, 140 мм; кг) т гового редуктора магистральных тепловозов ТЭЗ и 2ТЭ10Л, изготовленных из стали 45ХН (НВ 255-311).

Режимы обработки: частота вращени  заготовки об/мин; осева  подача заготовки S 1 мм/мин; припуск на деформирование 0,2 - 0,25 мм на толщину зуба; врем  обработки мин; число проходов .

Инструмент с параметрами Z 22; m 10 мм; X +0,866; С 0,25; D 217,32 мм; D 210,32 мм; а 1,0 мм; Е 10 мм; Y 19° 18, ширина калибрующей части В равна ширине предварительной части В( 30 мм); длина участков I и П равны; длина участка И равна 10 мм и значительно превышает подачу„заго-г--, товки за один ее оборот 5„ -

1,25 мм/оО,

8

1224073

Составитель С.Чукаева Редактор Л.Пчелинска  Техред и.Попович , Корректор В.Бут га

Заказ 1868/12Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Филиал ГШП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (2)

1.ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НАКАТЫВАНИЯ ПРОФИЛЕЙ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС.содержащий ступицу с последовательно расположенными предварительной рабочей, зубопрофилирующей и калибрующей частями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, предварительная рабочая и калибрующая части выполнены в виде ролика, рабочая часть которого состоит из двух конических участков и цилиндрического участка между ними, причем диаметр ролика со стороны торцовых' его поверхностей меньше диаметра цилиндра впадин зубопрофилирующих частей и определяется зависимостью:

⁼ [m z — 2 (Н_а + С - х ) m — 2d, а диаметр цилиндрического участка калибрирующей части зависимостью:

2h_a+ 2χ), при этом цилиндрический участок калибрирующей части расположен относительно зубопрофилирующей части на расстоянии Е , определяемом выражением:

Р-Р, ₌ ст + а

2 tg4 “ tg4 где D - диаметр цилиндрического участка калибрующей части;

Р - диаметр ролика со стороны торцовых поверхностей;

С - коэффициент радиального зазора, равный 0,25-0,35;

а - дополнительная величина, предназначенная для обеспечения контактирования конусной части с деформируемым металлом, принимаемая а = 0,5 - 1,5 мм;

V - угол наклона образующей конусного участка к оси инструмента и равный 15-45°;

бз - модуль;

2. - число зубьев инструмента;

h _а- коэффициент высоты головки зуба инструмента, равный 1;

X - коэффициент смещения профиля зуба инструмента.

2.Инструмент по п.1, отличающийся тем, что он снабжен зубчатыми венцами, расположенными со стороны предварительной рабочей и калибрующей частей, при этом и оси симметрии их зубьев совмещенью осью симметрии зубьев зубопрофилирующей части.