СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ КОЛЕС Российский патент 1997 года по МПК C21D9/32 C21D9/50 

Изобретение относится к технологии производства зубчатых колес из высокопрочного чугуна и может быть использовано в различных машиностроительных отраслях, в т. ч. в автомобилестроении при производстве шестерен главной передачи автомобиля.

Известен способ изготовления чугунных зубчатых колес, при котором колеса отличают из белого чугуна, осуществляя непосредственно при литье формообразование зубьев на ее венце, а затем подвергают их термической обработке методом изотермической закалки, для чего заготовку первоначально нагревают в печи до 1050^oС, выдерживают в течение 50 100 часов, а затем неоднократно повторяют по определенной схеме ее нагрев и охлаждение. По окончании этого процесса проводят окончательную доводочную обработку, состоящую из механической обработки, чеканки и местной поверхностной закалки каждого зуба.

Насыщенность технологического цикла изготовления колеса большим числом долговременных операций, усложненная литьевая оснастка и увеличенный парк используемого технологического оборудования, а также повышенный расход энергетически ресурсов и трудозатрат снижают производительность процесса при таком способе, усложняют его и обуславливают его удорожание, в результате чего удельные затраты на изготовление таким способом колеса становятся значительными.

Для сокращения и упрощения процесса в способе изготовления чугунных зубчатых колес, включающем получение отливки, формообразование и термическую обработку, отливку получают с венцом гладкого профиля, а формообразование и термическую обработку осуществляют путем горячего накатывания зубьев с последующим охлаждением.

Горячую накатку проводят при 950 1150^oC, а последующее охлаждение осуществляют на воздухе. Дополнительно осуществляют чистовую механическую обработку и/или упрочняющую обработку.

При этом происходят структурные изменения материала заготовки с одновременным уплотнением его поверхностных слоев, образуется закалочная структура, исключаются (как бы закатываются) внутренние и поверхностные дефекты заготовки. Уплотнение внешних слоев накаткой позволяет повысить твердость материала с сохранением пластичности внутренних слоев.

Способ реализуется с использованием широко освоенных промышленностью оборудования и оснастки.

Литьем получают чугунную заготовку с основанием и венцом, выполненным с гладким профилем (см. чертеж). Заготовку устанавливают основанием в зажимном приспособлении на столе накатного стана и с помощью индуктора ТВЧ нагрев ее до заданной технологией температуры, определяемой в зависимости от материала, формы и габаритов заготовки из интервала 950 11150^oC. По достижению заданной температуры подводят к заготовке зубонакатной инструмент, с помощью которого на венце формуют зубья колеса требуемого профиля.

По окончанию накатывания заготовку охлаждают. В зависимости от вида колеса, его материала и габаритов определяют режим охлаждения, которое, например, может быть проведено естественным путем на воздухе, либо в ванне.

Окончательную доводочную обработку проводят после охлаждения заготовки и в зависимости от назначения колеса и, соответственно, требований, предъявляемых к нему, она может содержать различные комбинации механической и термической обработок, либо только один из видов упрочняющей поверхностной термической обработки.

Проведенные экспериментальные работы показали, что при нагреве заготовки свыше 1150^oС происходит оплавление ее поверхности, а при нагреве ниже 950^oC происходит незапланированное досрочное остывание металла, поэтому возможно получение зубьев с отклонениями от требуемой формы или появление трещин.

Изобретение относится к технологии изготовления зубчатых колес из чугуна и может быть использовано в различных машиностроительных отраслях народного хозяйства, в т. ч. и для изготовления конических колес с круговым зубом. Сущность изобретения: заготовку получают литьем из чугуна, причем с венцом гладкого профиля, а формообразование зубьев на этом венце ведут методом горячего накатывания с последующим постепенным охлаждением заготовки, достигая этим структурное упрочнение материала заготовки, необходимое для получения достаточных по вязкости и прочности его характеристик. Нагрев заготовки под горячее накатывание ведут до 950 - 1150^oC, а охлаждение может проводиться либо на воздухе, либо в ванне. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления чугунных зубчатых колес, включающий получение отливки, формообразование и термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью сокращения и упрощения процесса, отливку получают с венцом гладкого профиля, а формообразование и термическую обработку осуществляют путем горячего накатывания зубьев с последующим охлаждением. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячую накатку проводят при 950 1150^oС, а последующее охлаждение осуществляют на воздухе. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют чистовую механическую обработку. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют упрочняющую обработку.