Способ термической обработки шлицевых валов

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при термической обработке стальных изделий. Техническим результатом изобретения является ликвидация брака путем устранения искажения геометрических параметров зубьев шлицевого вала. Шлицевой вал, изготовленный из стали 38Х2МЮА, подвергают последовательно операциям: стабилизирующий отпуск при 610-630oС, нормализация поверхности зубьев вала, закалка зубьев вала с нагрева токами высокой частоты и отпуск при 170-190oС. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при термической обработке стальных изделий.

В термическом производстве известен непрерывно-последовательный способ поверхностной закалки шлицевых валов в одновитковом кольцевом индукторе [1,2] , заключающийся в том, что обрабатываемая деталь совершает вращательно-поступательное движение внутри одновиткового кольцевого индуктора. При этом последовательно участки поверхности шлицевого вала (детали) нагревают выше точки аустенитного превращения Ас3 и охлаждают водой из спрейера, расположенного в самом индукторе, образуя закаленную зону высокой твердости и определенной глубины. Далее щлицевой вал подвергают низкому отпуску для снятия напряжений.

Недостатком является искажение геометрических параметров зубьев шлицевого вала, что приводит к браку.

Прототипом является способ термической обработки шлицевых валов, включающий стабилизирующий отпуск вала, поверхностную закалку зубьев вала с нагрева токами высокой частоты [3].

Недостатком является: инструментальные замеры параметров зацепления зубьев шлиц показали, что после термообработки имеют место отклонения линии зуба шлиц, выражающиеся в "сужении" зуба, начиная от начала к концу движения вала при закалке (фиг.1).

Эти деформации превышают поле допуска параметров зацепления и недопустимы в точных машинах, приводят к браку.

Задачей предлагаемого изобретения является ликвидация брака путем устранения искажения геометрических параметров зубьев шлицевого вала.

Поставленная задача осуществляется тем, что известный способ включает такие технологические операции, как стабилизирующий отпуск вала, поверхностную закалку зубьев вала с нагрева токами высокой частоты, согласно изобретения стабилизирующий отпуск ведут при 610-630oС, затем перед закалкой проводят поверхностную нормализацию зубьев шлицевого вала, а после закалки проводят отпуск при 170-190oС.

Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Изобретение поясняется чертежом. На фиг.1 представлена карта обмеров геометрических параметров шлиц вала после термообработки известным способом. Замеры проведены по боковой линий зуба шлицевого вала в виде 8-ми замеров по 4 на диаметрально противоположных шлицах. Замеры состоят из следующих величин: fНВ - отклонение угла линии зуба (допуск 14 мкм); F - общее отклонение угла зуба (допуск 18 мкм); ff - отклонение формы линии зуба (допуск 12 мкм). Жирным шрифтом на фиг.1 обозначены значения указанных параметров, не входящие в поле допуска чертежа.

На фиг.3 представлена карта обмеров шлиц вала после термообработки предлагаемым способом. Как видно на фиг.3, в этом случае все контролируемые параметры находятся в поле допуска чертежных размеров.

Шлицевые валы, изготовленные из стали 38Х2МЮА, подвергают согласно изобретению последовательно операциям: 1. Стабилизирующий отпуск при 610630oС в течение 24 часов. Осуществление этой операции устраняет неравномерность распределения напряжении резания после механической обработки.

2. Поверхностная нормализация зубьев шлицевого вала в одновитковом кольцевом индукторе непрерывно-последовательным способом на установке В4Г-100/0,66 по режиму: температура нагрева - 950980oС частота - 66 кГц ток анода - 8А ток сетки - 1,7А скорость перемещения шлицевого вала - 4 мм/с (движение шлицевого вала в индукторе начиная от свободного конца вала к ступице) скорость вращения шлицевого вала - 80100 об/мин.

Операция создает предварительную деформацию зубьев шлицевого вала, примерно равную по величине, но противоположного знака, чем деформации, возникающие при последующей закалке (фиг.2).

3. Поверхностная закалка зубьев шлицевого вала непрерывно-последовательным способом на той же установке В4Г-100/0,66, в том же индукторе, с теми же установочными режимами, что и при операции нормализации: - индукционный нагрев поверхности изделия выше точки аустенитного превращения Ас3:
частота тока - 66 кГц
ток сетки - 1,7А
скорость перемещения шлицевого вала - 4 мм/с
(движение шлицевого вала в индукторе начиная от ступицы к свободному концу вала)
скорость вращения шлицевого вала - - 80100 об/мин
При закалке происходит полная компенсация деформаций вызванных нормализацией (фиг.3).

4. Отпуск в течение 24 часов при 170-190oC печной, объемный нагрев, выдерживают при этой температуре и охлаждают на воздухе.

При помощи этой операции снижают закалочные напряжения.

Использование предлагаемого изобретения позволяет ликвидировать брак, причиной которого является искажение геометрических параметров зубьев шлиц вала, т.е. это - искажение линии зyбa шлицевого вала из-за сужения зуба начиная от начала к концу движения шлицевого вала при закалке. Эти деформации зубьев превышают поле допуска параметров зацепления зубьев шлицевого вала, что недопустимо в точных устройствах (машинах).

При использовании предлагаемого изобретения устраняют искажение геометрических параметров зубьев шлицевого вала, т.е. достигают стабилизации их геометрических размеров, тем самым ликвидируют брак за счет того, что используют в комплексе все 4 технологические операции: использование двух первых предварительных операций (стабилизирующего отпуска и нормализации обратным ходом) создает предварительные деформации зубьев примерно равные, но противоположного знака, чем деформации, возникающие при последующей закалке, что приводит к их компенсации. При последующих двух технологических операциях: поверхностной закалке и низком отпуске, тем самым и происходит устранение искажения геометрических параметров зацепления зубьев шлицевого вала (см. табл.).

Источники информации
1. Г. Ф. Головин, М.М.Замятнин. Высокочастотная термическая обработка. Вопросы металловедения и технологии. - М.: Машиностроение, 1990, c.170-174.

2. Ю. М. Лахтин, А.Г.Рахштадт. Термическая обработка в машиностроении. Справочник. - М.: Машиностроение. 1980, с.507.

3. SU 394440, МКИ 7 С 21 D 1/78, 1/06, 27.11.1973.


Формула изобретения

Способ термической обработки шлицевых валов, включающий отпуск вала, поверхностную закалку зубьев вала с нагрева токами высокой частоты, отличающийся тем, что стабилизирующий отпуск ведут при 610-630oС, затем перед закалкой проводят поверхностную нормализацию зубьев шлицевого вала, а после закалки проводят отпуск при 170-190oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и ремонту машин, в частности к восстановлению изношенных внутренних цилиндрических и шлицевых и наружных цилиндрических поверхностей

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу термообработки тонкостенных зубчатых полумуфт переменного сечения из сложнолегированных сталей

Изобретение относится к области термической обработки деталей

Изобретение относится к устройствам для индукционного нагрева и может быть использовано в промышленности при термической обработке вращающихся деталей, в том числе и переменной толщины, и при испытаниях на прочность и долговечность

Изобретение относится к устройствам для индукционного нагрева и может быть использовано в промышленности при термической обработке деталей в форме тел вращения, в том числе и переменной толщины, и испытаниях на прочность и долговечность

Изобретение относится к технологии изготовления зубчатых колес из чугуна и может быть использовано в различных машиностроительных отраслях народного хозяйства, в т

Изобретение относится к металлургии, а именно к термической и химико-термической обработке зубчатых колес, и направлено на решение проблемы создания технологии обработки азотируемых высоконагруженных нешлифуемых зубчатых колес, позволяющей обеспечить их работоспособность, соизмеримую с цементуемыми (нитроцементуемыми) зубчатыми колесами

Изобретение относится к черной металлургии, в частности касается восстановления роликов термических печей прокатного оборудования

Изобретение относится к области индукционного нагрева и может быть использовано для термообработки цилиндрических деталей
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству полых валов переменного сечения с малым соотношением толщины углублений к их длине

Изобретение относится к полуавтомату для индукционного отжига торцов цилиндрических деталей

Изобретение относится к агрегатам для термообработки крупных прокатных валков
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки, и может быть использовано в термических целях машиностроительных заводов, изготавливающих длинномерные изделия типа судовых валов, колонн, труб, валов листогибочных машин, роторов, а также бандажей, изготовленных из одного крупного слитка и подвергаемых термообработке собранными на штанге в виде полого вала

Изобретение относится к энергомашиностроению и предназначено для предварительной и окончательной термической обработки стальных поковок валов роторов турбин и турбогенераторов

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано для термообработки концов цилиндрических деталей

Изобретение относится к области термической обработки стали и может быть использовано для обработки режущего инструмента и штамповых вставок преимущественно цилиндрической формы

Изобретение относится к трубопропрокатному производству, а именно к способу изготовления и эксплуатации технологического инструмента пилигримовых станов, в частности дорнов из стали марки СД2 (25Х2М1Ф) для производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров (273-550 мм)
Наверх