SU927399A1 - Комплект инструмента дл накатки цилиндрических зубчатых колес - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при гор чей накатке, преимущественно крупномодульных цилиндрических зубчатых колес.

Известен комплект инструмента дл  накатки цилиндрических зубчатых колес , содержащий соосно расположенные цилиндрический обкатной валок и зубчатый валок с торцовыми коническими поверхност ми и примыкающими к ним своими коническими поверхност ми ребордами Сп.

Наклон торцовых конических поверхнос;тей зубчатого валка и реборд на практике, как правило выполнен либо несимметрично, либо симметрично под углом к плоскости, перпендикул рной геометрической оси обоих валков.

Установлено, что в процессе гор чей накатки зубьев нагретый до температуры пластического формообразовани  металл в торцах заготовки.

контактиру  с холодными ребордами, ограничивающими торцовое течение металла заготовки, быстро охлаждаетс  и тер ет пластичность, что исключает равномерный рост зубьев по их длине и приводит к незаполнению вершин зубьев. С целью обеспечени  равномерного заполнени  металлом вершин зубьев по всей их длине на исходной под зубонакатку заготовке, на наруж10 ной цилиндрической поверхности венца выполн ют радиусную выемку глубиной до 2 мм и шириной до 2/3 ширины венца, расположенную симметрично относительно торцов заготовки, что со15 здает заранее избыток металла в торцах венца заготовки по сравнению со средней частью.

В процессе зубонакатки этих заготовок обеспечиваетс  более интенМ сивное течение металла середины венца заготовки и создаетс  хорошее заполнение накатываемых зубьев по всей длине. Дл  создани  выемки на венце

заготовки на цилиндрическом участке обкатного валка выполнен радиусный выступ (бочка), который и формирует при обкатке выемку на венце заготовки . Однако при этом возрастает трудоемкость изготовлени  обкатанного валка с радиусным выступом на наружной поверхности. Кроме того, при гор чей накатке крупномйдульных колес (9 мм и выше) с отношением длины зуба к его модулю более 8 известные конструкции инструментов не дают положительного эффекта - вершины зубьев накатанных колес оказываютс  незаполненными,особенно на участках прилегающих к торцам колеса. При малых торцовых углах () при механической обработке торцов накатсчнных колес режущий инструмент работает и по торцам зубьев, в результате чего выкрашиваетс , ломаетс .

Цель изобретени  - снижение трудоемкости изготовлени  комплекта инструмента и повышение качества об рабатываемых зубчатых колес.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в комплекте инструмента дл  накатки цилиндрических зубчатых колес, содержащем соосно расположенные цилиндрический обкатной валок и зубчатый валок с торцовыми коническими поверхност ми и примыкающими к ним своими коническими поверхност ми . ребордами, угол наклона торцовых конических поверхностей зубчатого валка и реборду к плоскости, перпендикул рной геометрической оси обоих валков, равен 15-20°, а разность диаметров окружности большего основани  конических поверхностей реборд и окружности по вершинам зубьев зубчатого валка равна 1,5-2,5 модул  зубьев зубчатого валка.

Минимальное значение угла наклона торцовых конических поверхностей зубчатого валка и реборд (15°) обесГ1ечивает выравнивание течени  металла по длине зуба в процессе зубонакатки .

Экспериментально установлено, что наличие угла наклона торцовых поверхностей реборд в пределах Ю-Н еще не обеспечивает равномерного заполнени  зубьев по длине и дл  исключени  незаполнени  вершин зубьев у торцов заготовки требуетс  на венце заготовки перед зубонакаткой формировать технологическую выемку. Вместе с тем накатка зубьев шестерен

модулей 10,5 MM с числом зубьев 53 и с ширинг;й венца 102,5 мм в производственных услови х показала, что минимальный угол наклона торцовых 5 конических поверхностей реборд () к плоскости, пepheндикyл pнoй оси валка,обеспечивает равномерное заполнение металлом вершин зубьев по всей их длине и при отсутствии технологической выемки, т.е. при цилиндрической форме наружной поверхности венца заготовки, поступающей на зубонакатку .

Верхний предел наклона торцовых

5 конических поверхностей реборд (20°) ограничиваетс  двум  услови ми.

При дальнейшем увеличении этого угла ускор етс  рост зубьев в высоту на торцовых участках по сравнению с

серединным участком, что приводит к незаполнению вершин зубьев в серединных по длине участках. Кроме того, с увеличением угла наклона торцовых конических поверхностей зубьев начинает значительно уменьшатьс  длина зубьев издели  на наружном диаметре, что недопустимо с точки зрени  -прочности вершин зубьев.

В диапазоне углов наклона 15-20°

разность длины зубьев на наружном диаметре определ етс  по соотношению

Д1 h(tg20 - tg15°) де h - высота зуба издели  составит

3 мм при h 15 мм. Дальнейшее увеличение угла свыше 20, таким образом, оказываетс  нецелесообразным дл  издели  по конструктивным соображени м. Вместе с тем, установленный диапазон дает возможность экпериментально подобрать оптимальный угол дл  обеспечени  равномерного заполнени  металлом вершин зубьев по всей их длине в зависимости от конкретных условий накатки с учетом допустимых конструктивных изменений издели .

Claims (1)

1. Разность диаметров окружности большего основани  конических поверхностей реборд (Dp) и окружности по вершине зубьев зубчатого валка (О) равна  1,5 2,5 модул  зубьев валка, оп .;. ределена экспериментально, при этом наименьшее значение разности (1,5 модул ) обеспечивает минимальный припуск на механическую обработку торцов накатанного колеса с расположением наружного диаметра обтачиваемого торца колеса меньше диаметра окружности впадин зубьев, т.е. г исключением работы подрезных резцов по зубчатой торцовой поверхности накатанного колеса. Дл  колеса модулем 10,5 мм при торцовых углах скосов 15-20° минимальный припуск по торцу составит 1,,8 мм, что обеспечивает получение качественных торцов под последующую чистовую зубообработку. Наибольша  разность диаметров (2,5 модул ) обеспечивает максимальный припуск по торцам в пределах 1,85-3,0 мм при угле наклона торцовых конических поверхностей равном 15-20 . Увеличение максимальной раз- 15 ности недопустимо как с точки зрени  увеличени  торцового припуска, так и с точки зрени  увеличени  площади контакта реборд с торцовыми поверхност ми заготовок, что приводит к увеличению мощности зубонакатки за счет увеличени  торцовых сил трени  На чертеже изображено сечение ком плекта инструмента дл  накатки цилиндрических зубчатых колес. Обкатной валок 1, верхн   торцова  поверхность 2 которого выполнена конической и зубчатый валок 3 с ребордой k закреплены соосно на шпинделе зубонакатного стана (на чертеже не показан) и образуют комплект инст румента. Рабоча  поверхность 5 обкат ного валка 1 выполнена цилиндрической; коническа  поверхность 2 обкатного валка 1  вл  сь нижней ребордой зубчатого валка 3 сопр жена с нижней конической поверхностью зубчатого валка 3 и имеет равный с ним наклон под углом fb к плоскости, перпендикул рной к геометрической оси 6 обоих валков. Такой же угол Наклона В, равной , имеют верхн   торцова  коническа  поверхность зубчатого валка 3 и сопр женна  с ним коническа  поверхность 7 реборды , Комплект инструмента работает сле дующим образом. В процессе гор чей накатки зубьев заготовка (на чертеже не показана) вначале обкатываетс  обжатым валком 1 с цилиндрической рабочей поверхностью 5, а затем в позиции накатки на ней накатываютс  зубь . При этом увеличенные торцовые углы (Ъ конических поверхностей 2 и 7 обеспечивают интенсивное течение металла как в середине, так и у торцов венца заготовки 8 головку зуба, обеспечива  9273 5 10 6 равномерный рост зуба на всех участках его длины, компенсиру  неодинаковую пластичность металла - низкую у торцов венца заготовки и более высокую в середине. Положительный эффект от реализации изобретени  достигаетс  в результате повышени  качества накатанных колес путем равномерного заполнени  вершин зубьев по длине даже при накатке колес модулем более 9 мм с соотношением длины и модул  зубьев свыше 10, снижени  трудоемкости изготовлени  обкатных валков и повышени  стойкости режущего инструмента при механической обработке торцов колес путем исключени  ударной нагрузки на него. В производственных услови х проведена опытна  проверка предлагаемого комплекта инструмента. Прокатана парти  зубчатых колес с модулем 10,5 мм и числом 53 при длине зуба 102,5 мм. Результаты эксперимента показали, что при.использовании комплекта инструмента: глад кого обкатного валка с цилиндри1 ской рабочей поверхностью и зубчатого валка с ребордами, торцы которых выполнены под углом 15 к оси валка вершины зубьев колеса по всей длине заполн ютс  хорошо. Формула изобретени  Комплект инструмента дл  накатки цилиндрических зубчатых колес., содержащий соосно расположенные цилиндрический обкатной валок и зубчатый валок с Торцовыми коническими поверхност ми и сопр женными с ними своими коническими поверхност ми ребордами, отличающийс  тем, что, с целью снижени  трудоемкости изготовлени  комплекта инструмента и повышени  качества обрабатываемых колес , угол наклона торцовых конических поверхностей зубчатого валка и реборд к плоскости, перпендикул рной геометрической оси обоих валков, равен 15-20°, а разность диаметров окружности большего основани  конических поверхностей реборд и окружности по вершинам зубьев зубчатого валка равна 1,5-2,5 модул  зубьев зубчатого валка. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе , 1. Авторское свидетельство СССР № i 970B7, кл. В 21 Н 5/02, 20.09.7 (прототип).