Способ обработки торсионных шлицевых валов Советский патент 1992 года по МПК B24B39/00 

Ё

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам упрочнения торсионных валов, изготавливаемых из высокопрочной конструкционной стали,

Цель изобретения - повышение производительности процесса упрочнения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки торсионных шлицевых валов, включающему установочный проход упрочняющих роликов относительно вращающегося в центрах вала от его торца к галтели, фиксацию вала от поворота, накатывание каждой впадины шлицев за двойной проход, начиная от галтели вала, с натягом, равным 0,012-0,015 диаметра вала по впадинам шлицев роликом с радиусом кривизны 0,8-0,9 радиуса кривизны впадин шл ицев, предварительно вал закрепляют осевым усилием, равным 0,1-0,2 усилия, фиксирующего вал после установочного прохода от поворота, и до осуществления установочного прохода упрочняющими роликами вал ориентируют, проталкивая его по паре подпружиненных роликов, имеющих угол профиля на 10-15° меньше угла профиля впадины шлицев.

Благодаря предварительной ориентации вала с помощью установочных подпружиненных роликов полностью исключается наезд упрочняющих роликов трехроликово- го блока на вершины шлицев, т.е. исключается аварийная остановка, и процесс поддается автоматизации. Кроме того, исключается замедление подачи при установочном проходе, что повышает производительность. Окончательная фиксация вала надежно производится блоком упрочняющих роликов при предварительном фиксирующем осевом усилии Р (0,1 - 0,2) РНОМ. Выполнение угла профиля установочных роликов (подпружиненных) на 10-15° меньшим угла профиля упрочняющих роликов позволяет производить предварительную ориентацию без замедления подачи вала в трехроликовый блок. В случае совпадения лрофилей установочных и упрочняющих роликов предварительную ориентацию необходимо осуществлять с замедлением, что снижает производительность процесса.

В случае выполнения угла профиля установочных роликов меньше на 15°(и более), чем угол профиля упрочняющих роликов, попадание также происходит, но снижается прочность установочных роли- . ков.

. Фиксация вала с предварительным усилием меньше 0,1 Рном не обеспечивает надежного попадания, так как вал после предварительной фиксации установочными

роликами может повернуться и не попасть в упрочняющие ролики.

Фиксация вала с предварительным усилием больше 0,2 Рном приводит к тому, что

вал не поворачивается установочными роликами, так как они создают недостаточный момент поворота, что также ведет к непопаданию в упрочняющие ролики.

На фиг. 1 показано расположение торсионного вала, упрочняющих и направляющих роликов во время предварительной ориентации вала, где Р (0,1 - 0,2) РНОМ; на фиг. 2 - то же, при окончательной ориентировке; на фиг. 3 - шлицевая головка и упрочняющие и установочные ролики, поперечный разрез.

Упрочнение впадин производится следующим образом.

Вал 1 подают на ось центров и зажимают в центрах 2 (фиг. 1). При этом усилие зажима Р (0,1 - 0,2) Рном, где Рном - давление, фиксирующее вал после установочного прохода от поворота.

Затем начинают установочный проход,

проталкивая вал с нормальной скоростью сначала по паре подпружиненных установочных роликов 3, имеющих угол профиля р- на 10-15° меньше, чем у упрочняющих роликов (pz ), а затем - между тремя упрочняющими роликами 4, которые находятся без давления. Далее (фиг. 2) при выходе упрочняющих роликов 4 на галтельный участок вал 1 фиксируют от поворота, устанавливая осевое давление РНОМ. На

упрочняющих роликах 4 устанавливают рабочее давление (усилие) Рр с натягом д 0,012-0,015 диаметра вала по впадинам шлицев и проталкивают вал с рабочей подачей через упрочняющие ролики, выставленкые с натягом. Так как. вал правильно сориентирован, упрочняющие ролики плавно закатываются по галтельному участку во впадины шлицевой головки и производится упрочнение впадин шлицев. Затем производят обратный рабочий ход по тем же впадинам шлицев, после чего вал поворачивают на 1 зуб и упрочняют следующие впадины шлицев. Роликовая головка содержит три упрочняющих ролика 4, т.е. одновременно

упрочняются 3 впадины шлицев.

Благодаря направляющим роликам исключается аварийная остановка процесса и процесс поддается автоматизации, кроме того, исключается замедление подачи при

установочном проходе, что повышает производительность.

Пример. Упрочнение торсионного вала. Упрочнение впадин шлицев высокопрочного торсионного вала из стали

45ХН2МФАШ, имеющего следующие геометрические размеры: диаметр стержня вала 53 мм; длина вала 2163 мм; диаметры головок вала 67 и 72 мм; длина головок вала 55 и 64 мм; диаметры по впадинам шлицев 63 и 68 мм; радиус впадин шлицев 0,75-0,15

ММ. Прутковую заготовку Ј 60 мм после высадки головок механообрабатывают (подрезают торцы, зацентровывают, обтачивают стержень головки, нарезают шлицы) и тер- мообрабатывают на твердость 49-56 (закалка 870 ± 20°С в масло, отпуск 200°С).

После термообработки производят упрочняющее накатывание впадин шлицев роликами с радиусом профиля 0,б40 05 мм. Устанавливают величину натяга д 0,85, одинаковую для упрочнения обеих шлице- вых головок. Далее вал подают на ось центров, зажимают в центрах с усилием 20,0 кгс и производят установочный проход, ориентируя вал предварительно с помощью установочных роликов, имеющих, профиль упрочняющих роликов и угол 951 при вершине меньший, чем у упрочняющего ролика, на 10° (р 50°), а затем окончательно - с помощью упрочняющих роликов (р 60°), Далее нагружают ролики усилием 24000- 25000 кгс (согласно техническим условиям), фиксируют вал от поворота усилием 200,0 кгс и производят двойной возвратно-поступательный рабочий проход со скоростью 8 м/мин. Далее вал поворачивают на один зуб и производят новый двойной рабочий проход и т.д. до упрочнения всех впадин шлицев. Аналогично упрочняют шлицы и на другой головке вала. Затем торсионный вал шлифуют, заневоливают пятикратной закруткой на угол 130°, обкатывают стержень и галтели с усилием 1100-1300 кгс и снова заневоливают пятикратной закруткой на угол 93°.

В таблице приведены данные упрочнения торсионных валов с различными углами профиля направляющих подпружиненных роликов и усилий предварительного зажима 5 в центрах.

Как видно из таблицы, при усилиях зажима в пределах 0,1-0,2 Рн для направляющих роликов, имеющих угол при вершине на 10-15° меньше, чем у упрочняющих роли0 ков, не наблюдается остановок процесса упрочнения. Дальнейшее уменьшение угла при вершине направляющих роликов нецелесообразно из условия прочности роликов. Таким образом, за счет выбора осевого

5 усилия в пределах 0,1-0,2 и угла при вершине направляющих роликов на 10-15° меньше, чем у упрочняющих роликов, удается, не снижая скорости подачи при установочном проходе, добиться полного

0 отсутствия остановок процесса упрочнения.

Формул а-изобретения Способ обработки торсионных шлице- вых валов, включающий установочный про5 ход упрочняющих роликов относительно вращающегося вала от его торца к галтели, фиксацию вала от поворота осевым усилием и накатывание каждой впадины шлицев за двойной проход, начиная от галтели вала,

0 с натягом, равным 0,012-0,015 диаметра вала по впадинам шлицев, роликом с радиусом кривизны 0,8-0,9 радиуса кривизны впадин шлицев, отличающийся тем, что, с целью повышения производительно5 сти процесса обработки, вал предварительно закрепляют осевым усилием, равным 0,1-0,2 усилия, фиксирующего его после установочного прохода от поворота, и до осуществления установочного прохода

0 упрочняющими роликами вал ориентируют, проталкивая его по паре подпружиненных роликов с углом профиля на 10-10° меньшим угла профиля впадины шлицев.

Изобретение относится к упрочненмю торсионных валов, изготавливаемых из высокопрочных конструкционных сталей. Цель изобретения - повышение производительности процесса. Вал 1 подвергают термической обработке, затем осуществляют проход через направляющие 3 и упрочняющие 4 ролики от торца вала к галтели, фиксируя при этом вал осевым усилием, равным 0,1-0,2 давления Рном, фиксирующего вал от поворота, а затем фиксируют вал усилием Р Рном. Накатывание каждой впадины шлицев производят за двойной проход. Направ- лякжще ролики имеют угол профиля на 10-15 меньше, чем упрочняющие. При реализации способа исключаются аварийная остановка и замедление подачи при установочном проходе. 3 ил.. 1 табл.