ИНСТУМЕНТ ИМПУЛЬСНО-УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ КОЛЕС С КРУГОВЫМ ЗУБОМ Российский патент 2004 года по МПК B23F19/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для чистовой и упрочняющей обработки зубчатых поверхностей колес с круговым зубом.

Известен инструмент - накатник, выполненный в виде зубчатого колеса, которым обкатывают заготовку с предварительно обработанными зубьями [1]. В процессе прикатывания, обычно двумя накатниками, их располагают на параллельных осях. Вращающийся накатник перемещают к заготовке, при достижении беззазорного зацепления начинается процесс прикатки под определенной силой. Расстояние между осями накатника и детали постепенно уменьшают до получения требуемого размера зубьев колеса.

Недостатком известного инструмента является высокая точность и стоимость его изготовления, причем для своей работы он требует специального прикатного станка автомата, что значительно удорожает себестоимость изготовления обрабатываемых деталей, требует значительного времени и средств на подготовку производства.

Известен инструмент импульсно-ударного действия для чистовой обработки колес с круговым зубом, содержащий корпус с осевым отверстием и деформирующие элементы, расположенные по кольцевой линии, диаметром, равным номинальному диаметру круговых зубьев обрабатываемого колеса [2].

Основным недостатком известного инструмента является быстрый износ его деформирующих элементов, что обусловлено их непрерывным контактом с обрабатываемой поверхностью в процессе работы, что значительно удорожает себестоимость изготовления обрабатываемых деталей, требует значительного времени и средств на подготовку производства.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей инструмента путем обеспечения возможности обработки зубчатых поверхностей колес с круговым зубом, а также снижение себестоимости изготовления, благодаря использованию предлагаемого инструмента на том же станке, на котором производилась предварительная обработка зубчатой поверхности заготовки.

Поставленная задача решается путем использования предлагаемого инструмента импульсно-ударного действия для чистовой обработки колес с круговым зубом, который содержит корпус с центральным осевым отверстием и деформирующие элементы, расположенные по кольцевой линии диаметром, равным номинальному диаметру круговых зубьев обрабатываемого колеса, при этом он снабжен сепаратором, в котором расположены деформирующие элементы, телами качения, размещенными между деформирующими элементами, упругими элементами, установленными на деформирующих элементах и предназначенными для их возврата в исходное положение после удара, диском, расположенным в корпусе и имеющим на периферии каналы - сопла, расположенные под углом 45° к поверхности центрального осевого отверстия корпуса, и кольцом для предохранения деформирующих элементов от выпадения, прикрепленным к торцу сепаратора.

Кроме того, сепаратор установлен в корпусе с возможностью вращения.

На фиг.1 представлен импульсно-ударный инструмент для чистовой обработки колес с круговым зубом (представлен случай обработки двух деталей одновременно); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - элемент Д (второй вариант) на фиг.3; на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.6.

Предлагаемый импульсно-ударный инструмент для чистовой обработки колес 1 с круговым зубом содержит корпус 2, выполненный в виде имеющего центральное осевое ступенчатое отверстие тела вращения, в наибольшее отверстие которого запрессован диск 3, имеющий на периферии каналы - сопла 4, направленные под углом 45° к поверхности центрального осевого отверстия корпуса 2.

К корпусу 2 с помощью болтов 5 крепится сепаратор 6 в форме диска с буртиком. Обращенная к корпусу 1 поверхность сепаратора 6, внутренняя поверхность буртика сепаратора 6, торцы диска 3 и корпуса 2 образуют закрытое кольцевое пространство 7, в котором свободно размещены в кольцевой канавке тела вращения 8, выполненные в виде шариков. Чтобы шарики двигались в процессе работы по заданной траектории, на обращенных к друг другу поверхностях сепаратора 6, диска 3 и торца корпуса 2 выполнены кольцевые радиусные канавки, диаметром D, равным номинальному диаметру круговых зубьев, обрабатываемого колеса 1. Причем плоскость симметрии расположенных одна над другой радиусных канавок в диске 3 и сепараторе 6 совпадают.

В плоскости симметрии радиусных канавок в диске 3 размещены оси каналов-сопел 4, направленных под углом 45° к поверхности центрального осевого отверстия корпуса 2. В этой же плоскости расположены оси деформирующих элементов 9, представляющих собой цилиндры, один торец которых, контактирующий в процессе работы с шариками, выполнен сферическим, а другой, являющийся рабочим, выполнен в виде поверхности вращения, имеющей в осевом сечении профиль, одинаковый с профилем обрабатываемых круговых канавок зубчатого колеса 1. Для предохранения от выпадения деформирующих элементов 9 из инструмента при выводе его из заготовки к сепаратору прикреплено кольцо 10 с помощью винтов 11, входящее в занижения на цилиндрической поверхности деформирующих элементов 9. Рядом с деформирующими элементами, размещенными в сепараторе 6, выполнены продольные отверстия 12, служащие для отвода из кольцевого пространства 7 отработанной среды под давлением. Деформирующие элементы 9 снабжены упругими элементами 13 возврата их в исходное положение после удара. В качестве упругих элементов может быть резиновое кольцо 13 (см. фиг.1, 3) или спиральная пружина 14 (см. фиг.6), удерживаемая кольцами 10 и 15 (фиг.7). Деформирующие элементы 9 размещены в сепараторе по кольцевой линии диаметром D, равным номинальному диаметру круговых зубьев, обрабатываемого колеса 1.

Инструмент работает следующим образом.

Заготовка с предварительно обработанными круговыми зубьями устанавливается на таком же зубофрезерном станке, на котором велась предварительная обработка зубьев.

Сжатый воздух через центральное осевое отверстие корпуса 2 и каналы-сопла 4 поступает в кольцевое пространство 7, где приводит в движение по круговой траектории шарики 8, которые, периодически воздействуя при своем движении на скругленные по сферам торцы деформирующих элементов, сообщают им ударные импульсы. Инструмент получает вращение относительно продольной оси. При входе инструмента в заготовку деформирующие элементы своими рабочими поверхностями наносят удары по эвольвентным боковым поверхностям зубьев, осуществляя пластическое деформирование. В результате поверхностный слой зубьев заготовки колеса получает минимальную шероховатость и, ввиду наклепа, высокую твердость. Отработанный сжатый воздух из кольцевого пространства 7 удаляется через продольные отверстия 12, при этом сжатый воздух, поступая в зону обработки, служит эффективной охлаждающей средой.

По окончании обработки одной канавки зубчатого колеса производится вывод деформирующих элементов из канавки и поворот колеса на угол, равный (360°/z)°, где z - число зубьев обрабатываемого колеса, и цикл повторяется. По окончании обработки всех впадин подача сжатого воздуха отключается и инструмент выводится из заготовки в свое исходное положение.

Предлагаемый инструмент импульсно-ударного действия для чистовой обработки колес с круговым зубом расширяет технологические возможности зубообрабатывающего станка путем обеспечения возможности обработки зубчатых поверхностей колес с круговым зубом, снижает себестоимость изготовления, благодаря использованию предлагаемого инструмента на том же станке, на котором производилась предварительная обработка зубчатой поверхности заготовки.

Источники информации

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986, с.352-353.

2. А.с. СССР №476931, МКИ В 21 Н 5/04, 1975 - прототип.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, упрочнению зубчатых колес. Инструмент содержит корпус с центральным осевым отверстием и деформирующие элементы, расположенные по кольцевой линии с диаметром, равным номинальному диаметру круговых зубьев обрабатываемого колеса. Для расширения технологических возможностей он снабжен сепаратором, в котором расположены деформирующие элементы, телами качения, размещенными между деформирующими элементами, упругими элементами, установленными на деформирующих элементах и предназначенными для их возврата в исходное положение после удара, диском, расположенным в корпусе и имеющим на периферии каналы-сопла, расположенные под углом 45° к поверхности центрального осевого отверстия корпуса, и кольцом для предохранения деформирующих элементов от выпадения, прикрепленным к торцу сепаратора. Сепаратор может быть установлен в корпусе с возможностью вращения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Инструмент импульсно-ударного действия для чистовой обработки колес с круговым зубом, содержащий корпус с центральным осевым отверстием и деформирующие элементы, расположенные по кольцевой линии с диаметром, равным номинальному диаметру круговых зубьев обрабатываемого колеса, отличающийся тем, что он снабжен сепаратором, в котором расположены деформирующие элементы, телами качения, размещенными между деформирующими элементами, упругими элементами, установленными на деформирующих элементах и предназначенными для их возврата в исходное положение после удара, диском, расположенным в корпусе и имеющим на периферии каналы-сопла, расположенные под углом 45° к поверхности центрального осевого отверстия корпуса, и кольцом для предохранения деформирующих элементов от выпадения, прикрепленным к торцу сепаратора.2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что сепаратор установлен в корпусе в возможностью вращения.