SU722642A1 - Способ восстановлени изношенного профил зубчатого колеса - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к машиностро нию и может быть использовано дл  вос становлени  зубчатых колес и звездочек сельскохоз йственных машин и других приборов и механизмов. Характер работы зубчатых изделий т па ;; 8стерен и звездочек требует, высоко в зкости основы зубьев (венца) и износостойкой поверхности зубчатого контура , так как долговечность таких изделий определ етс  в основном сопротивлением хрупкому разрушению основани  зуба (хрупкий излом) и стойкостью к износу и усталостному разрушению пове ностного сло  зубчатого профил . Получить сочетание таких свойств в одном материале практически невозможно, так как износостойкость определ етс  в основном твердостью материала,- а изгиб- на  прочность - в зкостью. Известны способы получени  биметал лических зубчатых изделий путем нанесени  порошковых материалов па зубчатый профиль с последующей пластическо деформацией его обкаткой в накатном стане jQЭтот способ трудоемкий, сложный по технологии и не может обеспечить высокого качества поверхностного сло  из-за неравномерного распределени  порошка по поверхности профил  и неравномерной деформации при последующем обкатывании накатниками. При этом местна  пластическа  деформаци  при обкатывании (только в месте контакта зубьев) не может обеспечить требуемой высокой плотности поверхностного сло . Из известных способов близок к предлагаемому по технической сущности способ восстановлени  профил  зубчатых колес путем гор чей обкатки зубонакатным инструментом, при котором изношенное зубчатое колесо обкатывают в месте с дополнительным металлом в виде ленты, подаваемой в зону деформации , Однако различные виды дефектов только накатыванием ленты устранить невозможно без сн ти  дефектного сло , ток как при накатке заполнить пусто ты, забоины и другие местные углублени  на поверхности профил . При этом даже неравномерный износ по профилю зуба приводит к неравномерной деформации ленты и образованию торцового заус нца, а в небольшим износом п(;)Эфил  на зубь х при накатке ленты обрадуетс  очень тонкий и поэтому непрочный слой покрыти , который при работе зубчатого колеса будет выкрашиватьс  и отслаиватьс . Недостатком этого способа  вл етс  также трудность стыковки концов ленты что приводит к образованию избытка ме талла при бтыковке концов внахлестку или недостатку его при соединении конц встык и, следовательно, образованию ра рыва сплошности оболочки. К тому же избыток металла приводит к неравномер ной деформации зубчатого профил  при о катке и образова1гаю заусенца по торцу контура, что треюует последующей меха нической доработки и усложн ет и удорожает процесс нанесени  оболочки. Соединение ленть встык накаткой практически невыполнимо из-за колебани  размеров зубчатой загх)товки, накат ника и величины его радиальной подачи. Кроме того, нельз  образовать оболочку накаткой ленты без нагрева ленты и зубчатой -заготовки до высоких температур , что усложн ет и удорожает ее изготовление и снижает производительност а кратковременность процесса при гор чей накатке и неизбежности присутстви  окислов на поверхности заготовок (при работе без защитных и восстановительных сред) не могут обеспечить качественное диффузионное сцепление оболочки и зубчатого профил . Эти дефекты по границе оболочки и основного металла будут в дальнейшем служить концентраторами напр жений. Цель изобретени  - повышение качест ва облицовки зубчатого колеса и точности зубчатогх профил  путем создани  равномерного распределени  оболочки по рабочему контуру зуба и лучшего сцеплени  ее с основным материалом зубчатой заготовки. Дл  этого согласно предлагаемому способу изношенный зубчатый профиль перед пластической деформацией подвергают отжигу, зубь  утон ют на величину дефектного сло  с одновременным обеспечением на нем шероховатости, дополнительный материал в виде полой цилинд рической оболочки нанос т на утоненньле зубь  и. пластичоскую деформацию осуществл ют одновремен)1ыми обжатием полой цилиндрической оболочки по всем зубь м с последующей ее сваркой с металлом изношенного колеса и тс-гшой калибровкой зубчатого венца. На фиг. 1 показано зубчатое колесо поиле отжига и утонени  профил ; на фиг. 2 - то же, в цилиндрической оболочке; на фиг. 3 - схема обжати  оболочки радиальными пуансонами {в начальном и конечном положени х). В качестве примера дл  восстаиойле11ИЯ зубчатого профил  вз ты шестерни стартера, изготавливаемые Борисовским заводом АТЭ. Эти шестерни работают без смазки При ударных нагрузках, что повышает абразивный износ и забоины (см ти ) кромок на торцах зубьев. Дл  повышени  надежности в работе и увеличени  моторесурса их изготавливают из легированных цементуемых сталей (типа 20ХНМ). Исходные параметры восстанавливаемого зубчатого колеса: число зубьев 9; модуль 2,5 мм; наружный диаметр 29,5-0,24 мм; толшина зуба по хорде делительной окружности 4,42 + 0,О75мм. Изношенные шестерни 1 из стали 20 ХНМ отжигают при 820 С, а затем на долбежном с помощью осевой коррекции зубчатый профиль 2 утон ют до полного устранени  дефектного сло , определ емого визуально. Контролируемым параметром при этом принимают длину обшей нормали, котора  уменьшаетс  после долблени  с 11,85 до 11,05 мм. Шероховатость в виде продольнь х рисок вдоль профил  зубьев нанос т за счет увеличени  подачи обкатываемой шестерни при сн тии последнего припуска. Цилиндрическую оболочку 3 с внутренним диаметром, равным наружному диаметру утоненной шестерни, изготавливают из конструкционной среднелегированной стали 45УН2МФА, котора  обладает хорошей пластичностью, достаточной дл  нанесени  оболочки на зубчатый профиль, и хорошей прокаливаемостью с достижением достаточно высокой твердости, а значит, и хорошим сопротивлением износу и см тию. Толщину оболочки выбирают такой, чтобы ее объем был равен объему припуска, сн того на изношенной шестерне при утонении профил . Исход  из этого равен57

i.ir.n оГ).1)В, 1Ч)Л1ииип цилиндрической оболочки cocTHFj;iqoT J. ,25 мм.

Цилиндрическую оболочку обжимают по зубчатому профилю в штампе с радиальными пуансонами 4 (фиг. З). Штампы с радиально перемещаемыми пуансонами известны и используютс , например , на Гомельском заводе сельскохоз йственных машин дл  формировани  зубчатого контура звездочек.

Оболочку 3 нанос т на утоненный зубчатый контур при комнатной температуре . (Усилие на пуансоны и скорость деформации при нанесении оболочки контролируютс  при настрое штампа по размеру длины общей нормали).

Облицованную щестерню помещают в печь с восстановительной атмосферюй эндогаза, где происходит сварка оболоч-

ки сцободиого металла при 850° J в течение 1 ч. Затем шестерню извлекают из печи, быстро охлаждают в струе воздуха до 550 С и при Этой же температуре провод т теплую калибровку проталкиванием шбютерии через зубчатую матрицу повышенной точности с последующем охлаждением откалиброванной шестерни в масле до комнатной температуры Тепла  деформаци  переохлажденного аусте- нита оболочки из стали 45УН2МФА с последующим охлаждением до комнатной температуры обеспечивает повышение твердости до 63-64 HRC, что на 3 единицы больше по сравнению со стандартной (обычной) аакалкой используемой стали .

В таблице даны результаты измерени  геометрических параметров облицованных шестерен после теплой обработки.

Даннь(е таблицьс показывают, что, пол ченные шестерни соответствуют 8-ой степени точности. При этом, согласно замеру поверхностной твердости после теплой калибровки, отсутствуют обезуглероживание и окалинообразование, сопровождающие обычно процесс гор чей деформации. Все это;достигаема  высока  точность и отсутствие дефектного поверхностного сло  - позвол ет получать шестерни до 8-ой степени точности без дальнейшей механической обработки зубчатого контура и без промежуточных (черновых) операций обработки резанием Дл  получени  зубчатых колес более вы кой точности требуютс  лишь чистовые финишные операции, например шлифова ние зубчатого контура. Достижению высокой точности способствует и то обсто тельство, что теп- лай калибровка в состо нии переохлажденного аустенита с последующим быстрым охлаждением до комнатной температуры исключает необходимость дополнительного нагрева зубчатой заготовки под закалку и уменьшает тем самым коробление и потерю размеров готового издели . Тепла  калибровка позвол ет также увеличить стойкость деформирующего инструмента по сравнению с гор чей обработкой в несколько раз благодар  сохранению в инструменте при таком температурном режиме работы исходных механических свойств, полученных при его термообработке. Это вызвано тем, что

Claims (1)

1. Формула изобретения 75 Способ восстановления изношенного профиля зубчатого колеса, при котором производят совместную пластическую де·' формацию изношенного колеса и дополнительного материала, подаваемого в зону износа, отличающийся 5 тем, что, с целью повышения качества восстановленных зубчатых колес, зубчатый профиль подвергают перед пластической деформацией отжигу, зубья утоняют на величину дефектного слоя с одновре— О менными обеспечением на нем шероховатости, дополнительный материал в виде полой цилиндрической оболочки заносят на утоненные зубья, и пластическую деформацию осуществляют одновременным 5 обжатием полой цилиндрической оболочки по всем зубьям с последующей ее сваркой с металлом изношенного колеса_ и теплой калибровкой зубчатого венца.