Способ обработки зубьев крупномодульных тяговых колес

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в различных областях машиностроения, а именно, для обработки различных закаленных деталей с чередующимися выступами и впадинами. Обработка закаленных зубьев сверхтвердым лезвийным инструментом заменяет дорогостоящий процесс зубошлифования. Предлагаемый способ включает в себя следующую совокупность процессов: существующая традиционная токарная обработка колеса; фрезеровка зубьев; закалка поверхности зубьев до твердости HRC-51; зубострогание лезвийным инструментом; финишная обработка - поверхностное пластическое деформирование всего рабочего контура зуба - эвольвенты, переходной кривой и впадин между зубьями. При лезвийной обработке происходит равномерное срезание припуска по длине (высоте) зуба. Со стружкой удаляются все дефекты, полученные после закалки, и не вносятся погрешности в обработанную поверхность, которые можно наблюдать после зубошлифования. При зубострогании по длине зуба образуется минимальная 0,05-0,07 мкм огранка с шероховатостью по всему контуру зуба Ra=1,2-1,4 мкм, что обеспечивает приемлемые условия для проведения операции поверхностного упрочнения. Применяемый способ повышает качество и надежность в работе колес, тем самым способствует его внедрению на предприятиях машиностроения и, в частности, на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта.

 

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в различных областях машиностроения, а именно для упрочнения различных деталей с чередующимися выступами и впадинами. Известен способ обработки зубьев крупномодульных колес, заключающийся в том, что после зубошлифования поверхности зубьев колеса проводят финишную операцию - поверхностно-пластическое деформирование всего контура зуба-эвольвенты, переходной кривой и впадин между зубьями. (см. RU 2137848 C1, C 21 D 7/04, 20.09.1999).

Наиболее близким аналогом принимается известный способ обработки зубьев крупномодульных колес, включающий закалку, механическую обработку поверхности зубьев, поверхностно-пластическое упрочнение всего контура зуба - эвольвенты, переходной кривой и основания зуба (см. RU 2213148 C1, C 21 D 7/04, 27.09.2003).

Техническим результатом изобретения является повышение качества и надежности зубчатых колес.

Для достижения технического результата в известном способе обработки зубьев крупномодульных колес, включающем закалку, механическую обработку поверхности зубьев, поверхностно-пластическое упрочнение всего контура зуба - эвольвенты, переходной кривой и основания зуба, механическую обработку ведут путем строгания всего контура зуба - эвольвенты, переходной кривой и основания зуба с помощью лезвийного инструмента, исключающей появление прижогов, микротрещин и обеспечивающей шероховатость всего контура зуба Ra=1,2-1,4 мкм для создания благоприятных условий проведения операции поверхностно-пластического деформирования.

Одна из причин замены зубошлифования зубостроганием заключается в следующем: зубошлифование наиболее дорогостоящая, трудоемкая и энергоемкая операция. Зубошлифование (методом копирования или огибания) несущих поверхностей зубьев приводит к удорожанию зубчатых колес и передачи в целом. Процесс шлифования закаленных зубчатых колес представляет собой комплекс механических и тепловых воздействий, существенно изменяющих физико-химическое состояние поверхностного слоя, как правило, в направлении снижения несущих способностей зубьев. Теплота способствует образованию прижогов и микротрещин усталостного характера, шаржированию поверхностей зубьев. В результате возникает необходимость в дополнительных проходах, с целью удаления образовавшегося слоя на поверхности зубьев. Кроме того, шлифование переходной кривой у основания зуба, имеющего выкружку, затруднено или вообще не осуществляется, и все дефекты от термообработки остаются, тогда как основная концентрация изгибных усилий при работе зубчатых передач сосредоточена именно на переходной кривой. Также вызывают трудности обеспечения точности рабочих поверхностей шлифующего круга и необходимость частей их правки при цикле шлифования поверхности эвольвенты зуба. После зубошлифования проводится тщательный контроль на наличие прижогов и трещин на поверхности зубьев, что удорожает производство колес.

Применение рекомендуемой технологии увеличивает качество и надежность зубчатых колес, тем самым способствует ее внедрению на предприятиях машиностроения и, в частности, на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта. Операция зубострогания заменяет процесс зубошлифования, тем самым исключает применение дефицитных, очень дорогостоящих зубошлифовальных станков, а зубострогание осуществляется на обычных фрезерных станках в специальном приспособлении. В данной заявке конструкция приспособления не рассматривается, так как предлагается только последовательность процессов технологии обработки закаленных зубчатых колес инструментом с режущей пластиной из сверхтвердого сплава.

При лезвийной обработке происходит равномерное срезание припуска по длине (высоте) зубчатого колеса и со стружкой удаляются все дефекты, полученные после закалки, и не вносятся погрешности в обработанную поверхность, которые можно наблюдать после зубошлифования. Так как при зубострогании выделяется очень небольшое количество тепла, то это способствует выравниванию деформации, полученной после термообработки.

При зубострогании обрабатываются эвольвента, переходная кривая и основание у ножек зубьев. Для обработки применяется удобный в эксплуатации инструмент, не требующий больших затрат, так как при обработке зубьев крупного модуля достаточно иметь у сменной пластины режущую кромку небольшой длины 4-5 мм.

При зубострогании по длине зуба образуется минимальная 0,05-0,07 мм огранка и с шероховатостью по всему контуру зуба Ra=1,2-1,4 мкм. Таким образом, зубострогание обеспечивает приемлемые условия для проведения операции поверхностного упрочнения. Одновременное упрочнение всей рабочей поверхности зуба повышает точность зацепления, тем самым снижается нагрузка на зубья и, как следствие, изгибные и контактные напряжения, что позволяет практически избежать поломок и сколов зубьев.

Величина шероховатости после поверхностно-пластического деформирования (ППД) по всему контуру Ra=0,32 мкм. Одновременно уменьшаются и другие параметры: понижается уровень наибольшей высоты неровностей профиля до Rmax=2-3 мкм, сглаживается радиус вершин выступов, особенно в переходном участке от эвольвенты к впадине зубьев до r=500-600 мкм, что свидетельствует о более пологих формах поверхностей. При зубострогании и ППД практически отсутствуют тепловые потоки, в результате еще больше повышается прочность зуба.

В итоге результатом внедрения новой технологии является увеличение гарантийного пробега до 1800 тыс. км, т.е. на 75% (утвержденный межремонтный пробег составляет 800 тыс. км), уменьшается время простоев подвижного состава по вине тягового редуктора, исключаются внеплановые ремонты.

Способ обработки зубьев крупномодульных колес, включающий закалку, механическую обработку поверхности зубьев, поверхностно-пластическое упрочнение всего контура зуба - эвольвенты, переходной кривой и основания зуба, отличающийся тем, что механическую обработку ведут путем строгания всего контура зуба - эвольвенты, переходной кривой и основания зуба с помощью лезвийного инструмента, исключающего появление прижогов, микротрещин и обеспечивающего шероховатость всего контура зуба Ra=1,2-1,4 мкм, для создания благоприятных условий проведения операции поверхностно-пластического деформирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении тяжелонагруженных деталей машин из стали с пониженной прокаливаемостью, например цилиндрических и конических шестерен.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения самоуплотняющихся конических резьб, работающих при больших контактных нагрузках. .

Изобретение относится к области термической обработки изделий и может быть использовано для упрочнения крупногабаритных изделий, в частности пазов дисков турбины газоперекачивающих агрегатов.

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

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 снятия остаточных напряжений в цилиндрических деталях типа труб, оболочек, изготовленных с применением сварки встык. .

Изобретение относится к области машиностроения, изготовлению резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивного износа. .

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в разных областях машиностроения, а именно для упрочнения различных деталей с чередующимися выступами и впадинами.

Изобретение относится к холодной обработке металлов и сплавов методом пластической деформации и может быть использовано в области машиностроения для чистовой обработки цилиндрических поверхностей виброобкатыванием для получения на трущихся поверхностях заданного микрорельефа, который обеспечивает оптимальные условия смазки, минимальный коэффициент трения и минимальный износ.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости и циклической долговечности деталей машин. .

Изобретение относится к области технологии машиностроения и может быть использовано в различных областях машиностроения. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к металлообработке, и может быть использовано для упрочняющей поверхностной обработки деталей машин. .
Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в технологических процессах обработки металлических изделий режущими инструментами на финишных операциях.

Изобретение относится к металлообрабатывающей технологии и может быть использовано при восстановительно-упрочняющей обработке поверхностей кулачков распределительных валов двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к машиностроению, к обработке конических зубчатых колес. .
Наверх