Способ изготовления зубчатых колес

 

Использование: обработка металлов давлением, в частности изготовление зубчаты колес с применением операции обжатия полой заготовки на оправке. Сущность изо-, бретения: полую заготовку, плотно посаженную на оправку, деформируют отдельными обжатиями по участкам с поворотом заготовки вместе с оправкой после обжатия. Обжатия выполняют пуансоном формой рабочей поверхности, идентичной наружной поверхности изделия. Величина обжимаемого участка В равна Ь В V2/2D. где b - наибольший размер впадины профильной части инструмента, D - наибольший диаметр оправки. Каждое обжатие выполняет до полного оформления профиля изделия за один рабочий ход. При достижении металлом заготовки края оправки ограничивают осевое течение металла. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я В 21 К 1/30, В 21 J 5/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ, «е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897430/27 (22) 27.12.90 (4ф) 23.03.93. Бюл. М 11 (7т) Московский институт приборостроения (72) В.Н.Гречищев, Н.Н.Лобова, В.Ф.Кругло и С.Ф.Щербаков (56) Л.И. Федоров. Штамповка звездочек, Минск, Наука и техника. 1969, с. 89, рис. 19. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ

КОЛЕС (57} Использование: обработка металлов давлением, в частности изготовление зубчатых колес с применением операции обжатия полой заготовки на оправке. Сущность изобретения: полую заготовку, плотно посаИзобретение относится к области обработКи металлов давлением, в частности к изготовлению зубчатых колес ковкой, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Цель изобретения — повышение качества г1оковок, снижение энергоемкости и упрощение технологической оснастки.

Для этого в способе изготовления зубчатых колес, включающим деформирование полрй заготовки, расположенной на оправке без зазора, путем воздействия на ее боковую поверхность инструментом с профильной рабочей поверхностью в радиальном направлении с ограничением осевого течения металла, деформирование осуществляют отдельными последовательными обжатИями части боковой поверхности заготовки пуансоном с поворотом ее между обжатиями совместно с оправкой на величи„„Я2„„1803248 Al женную на оправку, деформируют отдельными обжатиями по участкам с поворотом заготовки вместе с оправкой после обжатия.

Обжатия выполняют пуансоном формой рабочей поверхности, идентичной наружной поверхности изделия. Величина обжимаемого участка В равна Vg Ь В vg/2D, где

b — наибольший размер впадины профильной части инструмента, Π— наибольший диаметр оправки. Каждое обжатие выполняет до полного оформления профиля изделия за . один рабочий ход. При достижении металлом заготовки края оправки ограничивают осевое течение металла, 4 ил. ну деформированного участка, равного ширине пуансона. определяемую из соотно- а шения Vg Ь:- В < vg/2D, где  — ширина Q() пуансона, Ь вЂ” наибольший размер впадины профильной рабочей поверхности инструмента, Π— диаметр оправки. а ограничение осевого течения металла осуществляют путем воздействия на металл заготовки ограничивающими элементами, выполненными C© на боковых поверхностях пуансона, На фиг. 1 показан конечный момент деформирования участка заготовки при изготовлении зубчатого колеса с внутренним зацеплением; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — конечный момент деформирования участка заготовки при изготовпении, зубчатого колеса с наружным зацеплением; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3 (1 — оправка, 2 — пууансон, 3 — ограничители, 4 — заготовка).

1803248

Способ осуществляется следующим образом. Полую кольцевую заготовку 4, при необходимости нагретую до требуемой температуры, помещают на оправку 1 так, что внутренний диаметр заготовки плотно контактирует с наибольшим диаметром оправ, ки, В таком положении заготовки проводят обжатия. Обжатия проводят пуансоном 2 с формой рабочей поверхности, идентичной наружной поверхности изделия. Толщина пуансона равна толщине оправки, При движении вниз подвижной части оборудования с закрепленным на ней пуансоном воздействуют на наружную поверхность заготовки в направлении толщины ее стенки, придавая течению металла радиальное и осевое направления. При радиальном течении формируется толщина стенки иэделия в месте впадины, формируется зуб изделия в местах полости в инструменте; при осевом течении оформляется конечная высота иэделия (при осевом течении металл не заходит за край оправки: в момент воздействия пуансона на заготовку ограничителя 3 скользят по торцам оправки). То есть за один рабочий ход полностью оформляется профиль изделия на обжимаемом участке. Наличие ограничителей допускает небольшое смещение заготовки при центрировании, увеличивает геометрическую точность торцов изделия без затруднения сьама, Предложенный способ позволяет получать зубчатые колеса как с внутренним, так и с наружным зацеплением. Для получения колес с внутренним зацеплением оправка имеет ответный профиль колеса. Для получения колес с наружным зацеплением пуансон имеет ответный профиль колеса, Возможно получение изделий с тонким диском и толстым венцом введением съемных прокладок на оправку.

Величина деформируемого участка В за . один рабочий ход выбирается по заданному соотношению из следующих условий. При

В < /Я Ь, где Ь вЂ” впадина профильной части инструмента, данная впадина к истечению рабочего хода заполняется не в полном объеме, что ухудшает качество иэделия. При

В > Vg/2D, где 0 — наибольший диаметр оправки, металл, подвергающийся воздействию периферийных частей пуансона смещается в вертикальном направлении, не заполняет окраинные по участку впадины инструмента, искажается толщина и диаметр заготовки, что также ухудшает качество иэделия из-эа неэаполнения полости, зажима металла при дополнительном обжатии внутри полости, зажима металла по диаметру при последующем обжатии, При обжатии заготовки, плотно ïoñàженной на оправке с названным выше направлением течения, увеличения диаметра не наблюдается, т.е. тангенциальная деформация отсутствует. Этому способствует схема деформирования, наличие металла в полостях инструмента и ограничения внутреннего диаметра заготовки наибольшим диаметром оправки.

После возвращения вверх в исходное положение подвижных частей оборудования заготовка вместе с оправкой поворачивается по окружности на уже деформированный участок, При изготовлении колес с внутренним

"5 зацеплением совместному повороту способствуют выступы изделия во впадинах оправки. При изготовлении колес с наружным зацеплением этому способствует плотный контакт заготовки и оправки, Рекомендует20 ся выставлять оснастку так, чтобы центральная впадина оказывалась на вертикальной линии по оси приложения втулки. Для точного поворота оправки с заготовкой, особенно при изготовлении колес с наружным зацеплением, на торцах оправки выполняют диаметральные риски, кратные угловому расположению зубьев колеса, Наряду с применением кольцевой заготовки возможно применение в качестве заготовки полосы. В

30 процессе обжатия полоса изгибается в кольцо. После обжатия место стыка жестко скрепляют с последующей термообработкой, улучшающей как место скрепления, так . и качество металла иэделия в целом. Воз35 можно предварительное получение кольцевой заготовки из полосы. Применение в качестве исходного материала полосы особенно эффективно при больших диаметрах, После полного обжатия заготовки по ок40 ружности нажатием на оправку с упором изделия (или наоборот) изделие снимается.

Снова устанавливается заготовки, процесс повторяется, Пример, Изготавливается стальное

45 зубчатое колесо с внутренним зацеплением, число зубьев Z = 94, модуль m = 5. Размеры колеса: наружный диаметр 520 мм, внутренний диаметр 460 мм, делительный диаметр

470 мм, высота 75 мм.

50 С учетом постоянства объема и с учетом диаметра впадин изделия размеры заготовки равна 0н х 0ь х Н = 560 х 480 х 55 мм.

Оправка с профилем, ответным профилю иэделия, имеет наибольший диаметр 480

55 мм. Заготовку нагревают до Т = 1200 С и размещают на оправке. Толщина оправки и толщина пуансона 75 мм. Радиус кривизны пуансона равен 520/2 мм. Ширина пуансона в прямолинейном исчислении 240 мм, что находится в диапазоне

1803248

vg b В vg/2D и по окружности составляет одну шестую часть. Оправку с.заготовкой размещаютс опорой на призмах так, что впадина оправки совпадает с осью приложения усилия. Пуансон имеет ограничители с боков, которые являются также направляющими. Пуансоном обжимают заготовку на длине шестой части окружности до диаметра изделия 520 мм. После обжатия заготовку с оправкой поворачивают в призмах на величину в угловом измерении 60 . После шести обжатий поковку с оправкой поворачивают и поковку снимают, Применение предложенного способа позволяет увеличить качество поковки, упростить технологическую оснастку, снизить усилие деформирования, В конечном итоге все это позволяет увеличить производительность и уменьшить расход металла при изготовлении зубчатых колес. С увеличением размеров колес эффективность увеличивается.

Формула изобретения

Способ изготовления зубчатых колес, включающий деформирование полой заготовки, расположенной на оправке без зазоА ра, путем воздействия на ее боковую поверхность инструментом с профильной рабочей поверхностью в радиальном направлении с ограничением осевого течения металла, о т5 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества поковок, снижения энергоемкости и упрощения технологической оснастки, деформирование осуществляют отдельными последовательными обжатия10 ми части боковой поверхности заготовки пуансоном с поворотом ее между обжатиями совместно с оправкой на величинудеформированного участка, равного ширине пуансона, определяемой из соотношения

v> b < В < о, где  — ширина пуансона;

20 Ь вЂ” наибольший размер впадины профильной рабочей поверхности инструмента;

D — диаметр оправки, а ограничение осевого течения металла осуществляют путем воздействия на металл заго25 товки ограничивающими элементами, выполненными на боковых поверхностях пуансона, 1803248

b-b Puz.3

Составитель В. Гречищев

Техред М,Моргентал Корректор Н Ревская

Редактор М. Кузнецова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1024 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5