СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА Российский патент 2017 года по МПК B21K1/30 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес.

Известен способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса в виде диска - из проката или поковки, по окружности которой затем производят нарезание зубьев зубчатого венца колеса - см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов - 4-е изд., испр., М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 177.

Недостаток данного способа состоит в том, что структура материала заготовки одинакова по всему ее объему, соответственно, одинаковы по всему ее объему и механические свойства этого материала (стали). Однако у готового изделия, которое будет выполнено из этой заготовки (зубчатого колеса), разные части этого изделия (зубчатого колеса) испытывают при своей работе разные нагрузки, в частности зубья зубчатого венца колеса являются более грузонапряженными частями, чем тело колеса (поэтому именно зубьям зубчатого венца, в процессе изготовления колеса, придают дополнительно улучшенные механические свойства - путем их закалки, азотирования и др.). А выполнение заготовки для зубчатого колеса с одинаковыми механическими свойствами по всему объему этой заготовки не учитывает разницы в работе разных частей изготовленного из нее зубчатого колеса.

В качестве прототипа взят способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса в виде диска - из проката или поковки, по окружности которой затем производят нарезание зубьев зубчатого венца колеса - см. «Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.: ил.», стр. 17.

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача повышения механических характеристик зубчатого колеса - за счет повышения механических свойств заготовки для его изготовления.

Для этого способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса включает изготовление диска с наружным припуском. Причем методом ковки осуществляют пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубчатого венца колеса. При этом предварительно перед ковкой и в ее процессе осуществляют нагрев упомянутого участка, ширину которого по радиусу заготовки выбирают равной высоте зубчатого венца с увеличением на ширину технологического припуска по наружному периметру заготовки и ширину технологического припуска на ковку со стороны центра заготовки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена заготовка зубчатого колеса, подготавливаемая к зубонарезанию - вид с торца.

На чертеже показаны: наружный диаметр Д₃ заготовки, ширина наружного технологического припуска С₁ заготовки, диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца, диаметр Д_о окружности оснований зубчатого венца, высота h зубчатого венца, ширина внутреннего припуска С₂, ширина l зоны упрочнения заготовки, диаметр Д_вн внутренней окружности проковываемого участка заготовки.

Реализуется данный способ следующим образом. Изготавливается стальная заготовка - из проката или поковки - цилиндрической формы в виде диска диаметром Д₃, имеющего технологический припуск шириной С₁ по наружному периметру заготовки. Участок заготовки в виде кольца, в который впишется нарезанный впоследствии зубчатый венец высотой h с окружностью вершин диаметром Д_в и окружностью оснований зубьев диаметром Д_о, подвергают, как минимум, с одного торца заготовки пластическому деформированию методом ковки, предваряя и сопровождая процесс ковки нагреванием проковываемой зоны (для облегчения ковки). Нагрев осуществляют до требуемой температуры, исходя из материала заготовки, усилий ковки и т.п. Размер l проковываемого участка в радиальном направлении заготовки равен высоте h зубчатого венца плюс размер С₁ технологического припуска по наружному периметру заготовки и плюс размер С₂ технологического припуска, задаваемого на ковку. Внутренний диаметр проковываемой зоны - Д_вн.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса - за счет предварительного (до нарезания зубьев зубчатого венца) пластического деформирования участка заготовки, в которой впоследствии будут нарезаны зубья зубчатого венца колеса, позволяет повысить механические свойства этих участков, что позволит повысить изгибную прочность и долговечность нарезанных впоследствии зубьев колеса.

Способ включает изготовление диска с наружным технологическим припуском. Методом ковки осуществляют пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубчатого венца колеса, при этом предварительно перед ковкой и в ее процессе осуществляют нагрев упомянутого участка, ширину которого по радиусу заготовки выбирают равной высоте зубчатого венца с увеличением на ширину технологического припуска по наружному периметру заготовки и ширину технологического припуска на ковку со стороны центра заготовки. Достигается повышение механических характеристик зубчатого колеса. 1 ил.

Способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса, включающий изготовление диска с наружным технологическим припуском, отличающийся тем, что методом ковки осуществляют пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубчатого венца колеса, при этом предварительно перед ковкой и в ее процессе осуществляют нагрев упомянутого участка, ширину которого по радиусу заготовки выбирают равной высоте зубчатого венца с увеличением на ширину технологического припуска по наружному периметру заготовки и ширину технологического припуска на ковку со стороны центра заготовки.