SU801945A1

SU801945A1 - Способ изготовлени кольцевыхдЕТАлЕй C пРОфилиРОВАННОйНАРужНОй пОВЕРХНОСТью

Info

Publication number: SU801945A1
Application number: SU782669168A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Арутюмович Агасьянц; Юрий Леонидович Баранов; Борис Михайлович Дризин; Николай Иванович Малявкин
Original assignee: Предприятие П-/Я Г-4585
Priority date: 1978-10-03
Filing date: 1978-10-03
Publication date: 1981-02-07

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначается для накатывания зубчатых венцов на кольцевых заготовках с отношением ширины кольца к его толщине более . двух.

Известен способ изготовления зубчатого венца на кольцевых заготовках накатными валками с одновременным перемещением расширяющейся оправки ’ внутри кольцевой заготовки [1].

Однако этот способ не обеспечивает высокой точности изделия из-за шаговой погрешности и искажения профиля, возникающих вследствии особен- 1 костей кинематической схемы накатывания, при которой профиль зубьев на изделии образуется в процессе обкатывания зубоформующего инструмента по цилиндрической поверхности заго- ί товки. Сложна и конструкция устройств, на которых осуществляется данный способ. При изготовлении крупномодульных зубчатых венцов обработку приходится осуществлять за несколько пе- 2 реходов разными по своим размерам оправками, вследствие этого снижается производительность обработки.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности й достигаемому результату является способ изготовления кольцевых деталей с профилированной наружной поверхностью, при котором кольцевую заготовку деформируют между вращающейся матрицей с профилированной внутренней поверхностью и перемещающимся в радиальном направлении раскатным валком с ручьем на наружной поверхности [2 ]. . Однако указанный способ не обеспечивает высокой точности изделия при изготовлении деталей с отношением ширины кольца к его толщине более 2, поскольку происходит незаполнение зубчатого профиля матрицы по середине венца заготовки, а также требуются значительные радиальные усилия раскатки, что приводит к увеличению энергозатрат и требует создания более мощного оборудования при изготовлении деталей подобного типа.

Целью изобретения является повыление точности изготавливаемых деталей и снижение энергозатрат. ·.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с перемещением в радиальном направлении раскатному валку сообщают колебательное движение в плоскости, проходящей через ось заготовки и ось раскатного валка, в процессе раскатки образующую внутренней поверхности заготовки располагают по касательной к поверхности профиля ручья раскатного валка, частоту колебаний внутреннего валка определяют из соотношения

Т· D где f — частота колебаний валка за оборот детали, кол/об;

η — число оборотов валка за оборот детали;

S - длина пути, проходимая валком за оборот детали,мм/об;

D — внутренний диаметр детали, мм;

а радиус ручья раскатного валка определяют из соотношения

где R — радиус ручья раскатного валка , мм;

Ь — ширина детали в мм;

S — длина пути, проходимая валком за оборот детали, мм/об;

К — коэффициент, определяемый шириной детали и длиной дуги контакта раскатного валка с заготовкой, равный 2-5. Значения величин.η и D относятся к конечному периоду процесса раскатки. Так, число оборотов валка за оборот детали η определяют из соотношения где п_в — число оборотов валка (об/мин) определяется из соотношения ^пАет ' °отв где ^пдет“ ^чисяо оборотов приводной матрицы (детали);

D_0T6 = D — диаметр отверстия зубчатого колеса, или диаметр заготовки в конце раскатки, мм;

Dg — диаметр валка, мм.

В этом же соотношении величина S в физическом смысле представляет собой подачу валка за оборот приводной матрицы (детали) или длину пути, проходимую валком за один оборот детали. В результате научно-исследовательских работ был определен оптимальный интервал значения величин S (подачи), равный 0,1-0,5 мм/об. Меньшие значения подачи применяются для раскатки деталей из среднеуглеродистых легированных сталей, большие - для деталей из малоуглеродистых сталей.

При раскатке деталей шириной до 60 мм значения коэффициента К в формуле для определения радиуса валка применяются большими, при раскатке деталей шириной более 60 мм - меньшими .

На фиг. 1 изображена схема начала раскатки; на фиг. 2 - крайнее левое положение валка при его колебании; на фиг. 3 - крайнее правое положение валка.

Заготовку 1 устанавливают в матрицу 2 и подводят к ней раскатной валок 3. Валок вдавливают в заготовку, при этом ось валка параллельна оси заготовки (фиг. 1). Вращение валка и заготовке передается за счет вращения матрицы. После этого включают колебания раскатного валка за счет принудительного возвратно-поступательного перемещения точки 0 в пределах ширины b раскатываемой заготовки (положения 0, на Од на Фиг. 2, 3). Точка 0 расположена в центре окружности радиуса R = 360 мм, по дуге которой выполнен профиль ручья раскатного валка. В процессе раскатки внутреннюю поверхность заготовки поддерживают к поверхности профиля ручья раскатного валка.

Раскатку детали производят при следующих режимах: Усилие на валке30

Подача валка, мм/об. дет0,2

Частота вращения матрицы с заготовкой, об/мин40

Частота колебаний валка, кол/об. дет5

Время раскатки, мин1,5

По окончании раскатки валок 3 отводят, а деталь выпрессовывают из матрицы.

На примере конкретного осуществления способа показано определение упомянутых выше расчетных величин.

Требуется изготовить зубчатое колесо из стали 38ХС со следующими геометрическими параметрами (мм):

Наружный диаметр,
	(-0,2
Диаметр по впадинам,
	154,5
Диаметр отнерстия, 0_отв	125
Ширина зубчатого венца,
Ь	60
Модуль, m	3
Число зубьев, Z	54

Определение параметров способа производим в следующей последовательности.

Определяем размеры заготовки. Наружный диаметр заготовки равен диаметру по впадинам зубчатого колеса 154,5 мм, ширина заготовки равна ширине готовой детали 60 мм, а внутренний диаметр заготовки вычисляется по следующей зависимости D -Г*¹ ₊т)1 ' ¹ вн.заг V отв на₽ ^ср ¹ где D_CP = PH-gP-t ..P.ftn = = .¹.⁶.⁸ = 161,25 MM, тогда 0_βΗ3αΓ =ί/ 125^ - 168^г + 161,25¾ = 113 мм

По результатам экспериментальных работ значение внутреннего диаметра заготовки уточняется в зависимости от условий заполнения металлом профиля зубчатой матрицы и от получаемого в результате раскатки конкретного значения диаметра отверстия детали.

Определяем режимы раскатки.

Подача $ = 0,2 мм/об.дет (для стали 38ХС)·. Частота вращения матрицы с заготовкой равна η = 40 об/мин (максимально возможная на данном оборудовании, значение п можно задавать и большим, например до 100 150 об/мин, исходя из имеющегося . оборудования).

Определяем частоту колебаний валка за один оборот детали

Число оборотов валка в конце процесса раскатки определяется по формуле _Dn = ₌ 125_40 ₌₂₀₀ об/мин ^D 0 в 25

Число оборотов валка за один оборот детали определяется по формуле ^ПВ__ ₌ 200 _{= 5} ^п дет 4 0

Тогда, подставляя исходные и расчетные данные в формулу, имеем 0f = 5 (1 + у^2-!s ) ^т 5,1 коп Joc-двт

Определяем радиус профиля ручья раскатного валка, приняв значение

коэффициента К равным 5, так как ши-

рина заготовки равна 60 мм

η Ь² 60²

К¹ 2S 5^г 2 0,2

Заготовку с определенными выше

размерами устанавливаем в зубчатую матрицу и подводим к ней раскатной валок с радиусом ручья в 360 мм. Валок вдавливаем в заготовку и начинаем вращать матрицу с заготовкой с частотой 40 об/мин. После этого включаем колебания раскатного валка с частотой 5,1 кол/об.дет. и осуществляем подачу его с величиной 0,2 мм/об.дет. Процесс ведем до полного заполнения профиля зубчатой матрицы металлом заготовки и получения диаметра отверстия детали, равного 125 мм.

Использование данного изобретения позволяет снизить усилие раскатки за счет значительного уменьшения контактной поверхности между валком и обрабатываемой деталью, в результате чего обеспечивается более равномерное по ширине венца и направленное течение металла в зубчатую матрицу. Это, в свою очередь, повышает точность обрабатываемых деталей. Благодаря благоприятному расположению волокон по контуру зуба повьяиается прочность шестерен. Снижение потребных усилий раскатки позволяет применять более дешевое оборудование, требующее меньших энергозатрат при изготовлении широкой номенклатуры деталей; достичь экономии металла, автоматизировать процесс обработки деталей и улучшить условия труда.

Claims

1.Авторское свидетельство СССР

538795, кл. В 21 Н 5/00, 08.07.74,

2.Авторское свидетельство СССР

№ 508320, кл. В 21 Н 1/06, 09.04.73.