Способ изготовления зубчатых колес с термохимическим упрочнением поверхности Советский патент 1993 года по МПК B21H5/02 C21D9/32 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к получению зубчатых венцов обкаткой и может применяться при обработке зубчатых колес с термохимически упрочненными поверхностями (цементацией, армированием, нитроцемен- тацией и т.п.).

Целью изобретения является ликвидация указанных недостатков - увеличение точности обработки, снижение трудоемкости и стоимости обработки.

Известен способ формирования зубчатых венцов (см. а.с. СССР № 814536 В 21 Н 5/00. 1981г.), при котором при горячей обкатке упрочняющий слой формируется напылением упрочняющего материала. В отличие от известного, предлагаемый способ формирует упрочняющий слой до обкатки с помощью термохимической диффузии элементов в материал зубьев.

В сравнении с известным способом предлагаемый обеспечивает достижение нового технического свойства - получение перед закалкой упрочненного слоя в материале обрабатываемого зубчатого колеса, что повышает его несущую способность.

Пример выполнения предлагаемого способа:

На стане СНЗ -2М произведена обработка партии зубчатых колес с параметрами: диаметр 200 мм, модуль 4 мм, угол наклона зуба 15°, материал - сталь 18ХГТ, ширина 30 мм. Черновое нарезание зубьев производилось на станине 5К32П. После нарезания зубчатые колеса цементировали на глубину 0,9-1,2 мм, очищали от окалины и замеряли. При замерах получены отклонения геометрических размеров в пределах:

- отклонение профиля 12 мкм,

- отклонение основной окружности 26 мкм,

- кинематическая погрешность 27 мкм,

00

00

-- разность соседних шагов 23 мкм,

-погрешность направления зуба 42 мкм,

- отклонение средней длины общей нормали 20 мкм.

После цементации произведена промежуточная обработка посадочного отверстия, зубчатые колеса устанавливались между накатниками со шлифованными зубьями. При этом суппорты накатников первоначально отводились от жесткого упора на величину 2-3 мм. После установки между ними чернового зубчатого колеса накатники и колесо приводятся в согласованное вращение, поверхности зубьев нагревались до температур 820-840° С .после чего накатники подавались до упора и при продолжении накатки колесо дограва- лось до температуры закалки, включалось охлаждение и колесо проходило закалку, после падения температуры вращение останавливалось, накатники разводились и колесо изымалось из обработки.

Готовое зубчатое колесо имело твердость поверхности больше 56 НPC и отклонение размеров в пределах:

- отклонение профиля 10 мкм,

-отклонение основной окружности 15 мкм,

- кинематическая погрешность 22 мкм.

0

5

0

5

- разность соседних шагов 13 мкм,

-погрешность направления зуба 20 мкм,

-отключение средней длины общей нормали 18 мкм,

- полученная толщина цементованного слоя 0,8-1,0 мм.

Таким образом, замеренные погрешности зубчатых колес после калибровки и закалки были несколько меньше погрешностей чернового и цементированного зубчатого колеса, что подтвердило эффективность предлагаемого способа.

Эффективность предлагаемого способа в сравнении с прототипом заключается в получении достаточно точных колес при совмещении операций чистового зубоформи- рования и закалки.

Формула изобретения

Способ изготовления зубчатых колес с термохимическим упрочнением поверхности, при котором осуществляют черновое зубообразование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества зубчатых колес, чистовое зубообразование осуществляют перед закалкой путем дополнительного нагрева и обкатки.

Изобретение может найти применение при обработке зубчатых колес с термохимическими упрочненными поверхностями. Предварительное черновое получение зубчатого венца может проводиться зубофре- эерованием или пластической деформацией - в штампе или накаткой, затем поверхность зубчатого венца насыщают углеродом, или азотом, или другими элементами при высоких температурах с предохранением от окалины или с ее последующим удалением, после чего устанавливают на накатной стан между накатниками, нагревают и подают в зону обработки. При этом коробление и поводки, полученные при черновом зубообразовэнии и химическом насыщении поверхности в печи, ликвидируются обкаткой накатными валками, затем зубчатое колесо закаливают.