Способ формирования бочкообразных зубьев Советский патент 1984 года по МПК B21H5/02 

2. Способ формирования бочкообразных зубьев зубчатых колес, при котором деформирование заготовки осуществляют радиальным перемещением к ней накатников с параллельными осями, отлич ающий ся тем, что, с целью повышения производительности обработки и качества зубьев,

зубья по меньшей мере двух накатников выполняют под углом к средней линии зуба, при этом накатники устанавливают так, чтобы направление наклона зуба одного из накатников было противоположно направлению зубьев другого.

1. Способ формирования бочкообразных зубьев зубчатых колес, при котором деформирование заготовки осуществляют радиальным перемещением к ней накатников с параллельными осями, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки и качества зубьев, оси накатников располагают под углом к оси заготовки поворотом накатников вокруг межосного перпендикуляра накатников и заготовки, прохо.дящего через середину их высот.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для формирования зубчатых колес с бочкообразной продоль ной формой зубьев. Известен способ изготовления зуб чатых колес с бочкообразным зубом шевингованием, при котором в процес се обработки производят неравномерный съем металла по длине зубаП . Однако в данном способе получени бочкообразности зуба является допол нительной операцией, что повшцает трудоемкость процесса. Известен способ получения зубчатых колес с бочкообразным зубом, осуществленный в устройстве.для .продольной модификации зубьев зубчатых колес методом пластической деформации, заключающийся в том, что при пластической деформации инструмент, рабочая ширина которого меньше ширины накатываемого колеса, перемещается вдоль образующей обрабатываемого колеса с помощью установленного соосно с обрабатывае1 лм коле сом копира с криволинейной образующе таким образом, что межцентровое расстояние между осью вращения инструмента и осью накатываемого колеса максимально при прохождении инструментом центральной части венца коле caf27. Недостатком известного способа является то, что формирование зуба колеса по ширине венца производится последовательно, а не сразу, что снижает трудоемкости способа. Бочко образность (продольная модификацияj за счет изменения межцентрового рас стояния в процессе обкатки, что сни жает жесткость кинематической связи меходу инструментом и накатником и приводит к ошибкам в шаге зацеплени Кроме того, для получения различной бочкообразности требуется производить смену копира, что повышает трудоемкость спосо-ба. Цель изобретения - повышение производительности обработки и качества зубьев. Указанная цель достигается тем, что по первому варианту, согласно способу формирования бочкообразных зубьев зубчатых колес, при котором деформирование заготовки осуществляют радиальным перемещением к ней накатников с параллельными осями, оси накатников располагают под углом к оси заготовки поворотом накатников вокруг межосного перпендикуляра накатников и заготовки, проходящего через середину их высот. По второму варианту для повышения производительности обработки и качества зубьев, зубья по меньшей мере двух накатников выполняют под углом к средней линии зуба, при этом накатники устанавливают так, направление наклона зуба одного из накатников было противоположно направлению зубьев другого. Первый вариант способа обладает большей универсальностью, так как позволяет одним и тем же инструментом получать различную бочкообразность. Преимуществом второго по сравнению с первым.вариантом способа является простота эксплуатации. На фиг.1 изображена принципиальная схема способа, на фиг. 2 - схема образования бочкообразного зуба; на фиг.З - схема второго варианта способа. Заготовку 1 закрепляют на оси 2 между двумя накатниками 3 и 4, оси 5и 6 которых наклонены к оси 2 под углом у При формировании зубьев накатники 3 и 4 приближаются к оси заготовки, либо материал заготовки подается под накатники. Из-за того, что оси накатников 5 и 6движутся к оси заготовки под углом , каждый накатник накатывает зуб заготовки с углом на-. клонами образующей заготовки, отличным от заданного на угол f . При этсял каждый накатник деформирует свои участки образуемого зуба (на фиг.2 заштрихованы, в результате чего зуб получает бочкообразную форму.

утоненную у торцов. На фиг.2 заштрихованы участки, деформируемые каждым накатником. Видно, что степень деформации зуба по длине каждым накатником не одинакова, и если с одной стороны зуба (например передней по движeниюj она наибольшая у одного торца и постепенно уменьшается к другому, то с другой стороны зуба он наибольшая у другого торца и наименьшая у первого. Распределение деформадий по длине зуба другим накатником противополжное первому. Так ка окончательна обкатка зубьев - калибровка - производится как обычно при неизменном межцентровом расстоянии и с постоянными относительными скоростями вращения, полученные зубья обладают профилями, обеспечивающими постоянство передаточного отнсяиения а изменение угла У , под которым ос накатников перемещаются к оси загото ки, позволяет получить заданную бочкообразность зубьев. Одновременное формирование зубьев по всей ширине зубчатого колеса повышает производительность способа.

Пример. На стане СНЗ-2М производится перенос оси накатываемого колеса относительно осей накатников на величину о15и горячая накатка зубчатого колеса с параметрами: мoдуль т 3,5, угол наклона зуба fl 0°, ширина о 25 мм, число зубьев 2 42 из стали 2ОХ.

Заготовка зубчатого колеса устанавливается в шпиндель изделия и нагревается секторным индуктором до 1050С по ободу, затем нагрев отключается, и производится сведение накатников до образования зубчатого венца на колесе. Полученное зубчатое колесо имеет толщину зубьев у торцов меньшую, чем в середине венца, на величину 0,08 мм. Степень точности полученного колеса соответствует 10 по ГОСТ 1643-72, чистота рабочих поверхностей зубьев 25, зажимов и закатов не обнаружено. Колесо годно к эксплуатации без доработок.

Данный способ может быть осуществлен накатниками и с наклонными зубьями путем выбора и установки диаметрально расположенных накатников с разным направлением зубьев. При этом угол V выбирается с учета угла наклона зубьев накатников.

Кроме того, способ формирования бочкообразных зубьев может быть осуществлен, если зубья по меньшей мере двух накатников выполняют под . углом к средней линии зуба, при это накатники устанавливают таким образом, чтобы направление наката зуба одного из накатников было противоположно направлению зубьев другого.

Инструмент работает следующим образом.

Заготовка устанавливается на сво оси между накатными валками инструмента , которые вместе с ней приводятся в согласованное вращение, после-чего накатные валки сближаются и формируют на заготовке зуб. Благодаря тому, что их зубья наклонены в разные стороны к линии, соответствующей средней линии зуба заготовки, зуб каждого из накатных валков образует на заготовке зуб не по всей длине, а частично. Ввиду неравномерной по длине деформации зубьев колеса зубьями накатников получаются зубья, толщина которых у торцов уменьшается, т.е. имеющие бочкообразность, что позволяет им работать при больших ошибках в шаге и не подвергаться дополнительной доработке. В случае наличия в конструкции инструмента более двух накатных валков, например трех, третий валок может быть использован для формирования середины зуба под заданым углом наклона, что дополнительн повышает качество формы зубьев. При инструментах, содержащих число накатных валков более трех, различные накатные валки могут иметь разные углы наклона к линии, соответствующей центровой на зубе накатываемого колеса, что позволяет оформлять различные по длине участки зубьев различными накатниками и управлять формой бочкообразности зубьев.

Экономический эффект от применения способа обеспечивается получением бочкообразных зубьев повышенной точности, что позволяет использовать изготовленные зубчатые колеса без доработок. При накатывании программы в 100 тыс. зубчатых колес с модулем 4, число зубьев 41 и шириной венца 90 мм получается экономический эффект порядка 200 тыс. руб.