Способ упрочнения зубьев зубчатых колес Советский патент 1981 года по МПК B21H5/02 

I

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при упрочнении зубчатых колес методом пластического деформирования обкаткой.

Известен способ злектроконтактной обработки зубьев, который заключается в TOMj что заготовке сообщают вращение, согласованное с вращением злектрода - инструмента и через них пропускают электрический ток fi J.

Недостатком данного способа является низкое качество зубчатого венца, т.е. шероховатость обработанных зубьев получается вьше, чем после обычного зубонарезания и точность обработки также понижается.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому зффекту является способ упрочнения рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес обкаткой, при котором рабочему инструменту, выполненному с роликами контактирующими с зубьями колеса, сообщают прямое и обратное движение в диаметра аьном направлении относительно вращающегося зубчатого колеса и движения во время обкатки вдоль оси зубчатого колеса при прерывистом пропускании злектрического тока через рабочий инструмент и зубчатое колесо .

Однако по данному способу обра10ботки упрочняются только рабочие поверхности зубьев, а впадина не упрочняется, а зто снижает усталостную прочность зубчатых колес. Кроме того, для обработки зубьев по ширине

IS зубчатого колеса инструменту во время обкатки сообщается перемещение вдоль оси зубчатого колеса, которое приводит к сдвиговым деформациям металла на зубьях, а следовательно,

20 и к пов1 шению шероховатости. рабочих поверхностей зубьев.

Известный способ также не позволяет повысить точность обрабатьгоаемого зубчатого колеса-, так как корпуса, несущие деформирующие ролики, выполнены плавающими по оси оправки, следовательно инструмент будет копировать все погрешности обрабатываемого зубчатого колеса, которые получаются после предварительной зубог обработки и для повьшения точности обработки необходимо вводить операцию зубошлифования, в результате чего также увеличивается время обработки.

Известным способом и инструментом для его осуществления невозможно обрабатывать мелкомодульные колеса, так как в данном случае деформирующие ролики и токосъемные кольца необходимо изготовлять небольших размеров и закреплять в корпусах на близком расстоянии друг от друга, т.е. выдержать расстояние между деформирующими роликами, равное толщине зуба обрабатываемого колеса, а это практически невозмож но осуществить в данной конструкции инструмента.

Инструмент, реализующий способ, работает на удар, так как деформирующие ролики расположены через 90 следовательно ролики, изготовленные небольших размеров для мепх модульных зубчатых колес, в процессе обработки будут деформироваться и ломаться.

Цель изобретения - повьппение качества поверхности упрочняемых кояес, обеспечение возможности упрочнения мелкомодульных зубчатых колес и повьппение стойкости инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в способе упрочнения зубчатых колес обкаткой, при котором рабочему инструменту, контактирующему с .зубьями колеса, сообщают прямое и обратное движение в диаметральном направлении относительно вращающегося зубчатого колеса и движения вдоль оси зубчатого колеса при пропускании электрического ,тока через рабочи инструмент и зубчатое колесо, в качестве рабочего инструмента используют круглую рейку с кольцевыми зубьями, электрический ток пропускают непрерьгоно, а движение инструмента вдоль оси зубчатого колеса осуществлют в конце его обратного движения при завершении обкатки.

На фиг. 1 изображена схема взаимдействия инструмента и обрабатываемого зубчатого колеса.предназначенная для реализации предлагаемого способа, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1

Инструмент 1 закрепляется между опорами 2 с помощью шайб 3 и винтов 4Опора 2 устанавливается на диэлектрические прокладки 5 и болтами 6, на которые одеты диэлектрические втулки 7 и шайбы 8, закрепляется на столе станка 9. Зубчатое колесо 10 устанавливают на оправку 11 между распорными втулками 12 и 13 через шарикоподшипник 14, запрессованный в подвеске 15, и распорное кольцо 16 зажимает гайкой 17.

Ингструмент 1 вводится в зацепление с обрабатьюаемым зубчатым колесом 10 с радиальной нагрузкой Р, которая обеспечивает контакт инструмента по впадинам зубчатого колеса.

В процессе обработки инструмент совершает возвратно-поступательное движение вдоль своей оси со скоростью V, следовательно, обрабатьшаемое зубчатое колесо получает, реверс со скоростью В относительно оси и в результате этого упрочняются противоположные боковые поверхности зубьев, а так как инструмент и контактирует со впадинами зубчатого колеса, то будут упрочняться и впадины, т.е. происходит упрочнение всего профиля зубчатого венца.

Для обрабо.тки профиля зубчатого венца по всей его ширине инструменту сообщается подача S в конце каждого обратного хода инструмента в тот момент, когда прекращается обкаточное движение.

В процессе обкатки через инструмент и зубчатое колесо непрерывно пропускают электрический ток, который подводится от установки 18 через проводники 19 и 20, контакты 21 и 22.

Пример. Для обработки зубчатых колес применяется цельная круглая рейка с кольцевыми зубьями m 4 мм, изготовленная из стали Р6М5 с термообработкой HRC 62-64 единицы.

Заготовки для зубчатых колес изготовляются из стали 45Х. Перед нарезанием зубьев заготовки подвергаются улучшению. Зубчатые колеса (,т 4 мм, Z 23; Ь 20 мм) нарезаются 55 на зубофрезерном станке модели

5К32 на следующих режимах: продольная подача фрезы мм/об-, число оборотов фрезы п 80 об/мин. После зубофрезерования получена степень точности 9-9-8 по ГОСТ 1643а шероховатость составляет RjxV Электромеханическая обработка осу ществляется на станке модель 6М82Г на следующих режимах сила тока 2900-2700 А, напряжение 6,27,5 В, скорость инструмента 2000ММ/МИН, подача инструмента 0,5 м радиальное усилие 75 кгс, охлаждение эмульсией. После электромеханической обработ ки получена степень точности 8-7-7, а шероховатость составляетХ Д Усталостными испытаниями установлено, что усталостная прочность зубьев после электромеханической обработки увеличивается в 1,4-2 раза по сравнению с прочностью зубьев с неупрочненной впадиной. Время обработки для вьппеуказанных зубчатых колес и режимов обработки составляет 0,21 ч (на одну деталь). Предлагаемый способ позволяет в большинстве случаев исключить длителыаш и дорогостоящие операции за дсалки и зубопшифования, так как после данной обработки происходит упрочнение профиля зубчатого венка, умен шение шероховатости и повышение точ ности обработки. Формула изобретения Способ упрочнения зубьев зубчаты колес обкаткой, при котором рабочеНо

tf

9lt.f му инструменту,, контактирующему с зубьями колеса, сообщают прямое и обратное движение в диаметральном направлении относительно вращающегося зубчатого колеса и движения вдоль оси туубчатого колеса при пропускании электрического тока через рабочий инструмент и зубчатое колесо, отличающийся тем, что, с целью 1Говышения качества поверхности упрочняемых колес, обеспечения возможности упрочнения мелкомодульных зубчатых колес и повышения стойкости инструмента, в качестве рабочего инструмента используют круглую рейку с кольцевыми зубьями, электрический ток пропускают непрерывно, а движение инстру мента вдоль оси зубчатого колеса осуществляют в конце его обратного движения при завершении обкатки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Винницкий А.л. и др. Электрохимическая и электромеханическая обработка металлов. Ленинград., Машгиз, 1971, с. 199-200. 2.Авторское свидетельство СССР № 564912, кл. В 21 Н 5/02, 16.05.75 (прототип). fXXtOVJV y

Ul.l lOOi yKXXX yiQobvt j