Способ изготовления цилиндрических шестерен

Способ изготовления цилиндрических шестерен

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

А. B. Иосафов, В. П. Кижаев, Е. и Б. Х. Гедгафов нко (7I) Заявитель

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно. к способам штамповки шестерен с зубом и может быть использовано для изготовления пластическим деформированием цилиндрических зубчатых колес типа сателлитов, зубчатых муфт и шлицевых втулок.

Известен способ формообразования зубчатых венцов и шлицевых валов путем выдавливания зубьев перемещающимся в радиальном направлении пуансонами, профиль которых повторяет профиль впадин между зубьями $1) .

Недостатком укаэанного способа формообразования зубьев является сложность его практического применения, так как для его осуществления необходимо обеспечить синхронные перемещения в радиальном направлении пуансонов, формирующих впадины убчатого венца и одновременно приложить усилие к заготовке, направленное вдоль ее оси. Кроме того, применение нежесткого инструмента для формообразования зубьев не обеспечивает гребуемой точности штамповок и полного, заполнения профиля зубьев.

Известен способ изготовления цилиндрических шестерен, включающий предварительную штамповку заготовки с зубьями и калибровку полученного изделия (2).

Недостатком этого способа является то, что при формообразовании предварило тельного полуфабриката должен быть получен полный профиль зубьев. Получение же полного профиля зубчатого венца эа один переход в обычном штампе практически невозможно из-за плохого заполненения глубоких полостей. Кроме того, штамп с гравюрой соответствующей окончательной форме зубьев с резкими угловыми переходами, будет ил1еть низкую стойкость. Штамповка же предварительно ного полуфабриката с зубчатым венцом в закрытом штампе требует точного дозирования заготовок по весу и обладает также всеми другими недостаткал1и, присущими закрыто и шт ам очке. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ШЕСТЕРЕН

C05oL

4 = Ь+ v ()- м.(), 25

3 94878

Кель изобретения - улучшение качества попучаемых шестерен и повышение стойкости штампового инструмента.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления цилиндрических шестерен, включакщем предварительную штамповку заготовки с зубьями и калиЬ; ровку полученного иэделия, при предварительной штамповке формуют зубья с поперечным сечением в виде трапеции, 10 при этом зубья по основной окружности формуют толщиной, равной толщине готсьвой шестерни, величину угла e .между боковой стороной трапеции и осью симметрии зуба определяют из выражения 15

5 9О с

Ю а радиус V скругления углов и высоту11 головки предварительного профиля зуба выбирают, соответственно, по следую20 щим соотношениям

1 ф и пуансон 11, в отверстие которого входит зубчатая оправка 12.

Способ осуществляют следующим образом.

Цилиндрическую заготовку, полученную при резке проката, устанавливают в нижнюю вставку 1 предварительного штампа и осаживают ее верхней вставкой 3 с пуансоном 4 до полного заполнения ручья. При этом получают коническую заготовку с цилиндрическими зубьями предварительного трапецеидального профиля, толщина которых по дуге 13 основной окружности равна толщине зубьев по дуге

14 основной окружности окончательного профиля.

Для того, чтобы получить после калибровки требуемый профиль зубчатого венца, при предварительном фогмообразовании заготов п1 формуют зуб с профилем в поперечном сечении в виде трапеции, причем толщину зуба по основной окружности получают равной толщине зуба готовой детали, величину угла . между боковой стороной трапеции и осью симметрии зуба определяют из выражения где d. — угол наклона линии зацепления (угол профиля зуба), град;

- толщина зуба по делительной окружности, мм;

R — радиус делительной окружности зубчатого венца,, мм; ( и — высота головки зуба, мм.

На фиг. 1 изображен штамп для предварительного формообразования заготовки шестерни с наружным зубчатым венцом; на фиг. 2 — устройство для калибровки наружного зубчатого венца раздачей в зубчатой матрице; на фиг. 3 — устройство для калибровки шестерен с внутренним зубчатым венцом обжимом на зубчатой оправке; на фиг. 4 — профиль зуба после предварительного формообразования; на фиг. 5 — окончательный профиль зуба после калибровки.

Штамп для предварительного формообразования содержит нижнюю вставку 1 с выталкивателем 2 и верхнюю вставку

3 с пуансоном 4..

Устройство для калибровки наружного зубчатого венца раздачей содержит зубчатую матрицу 5, выталкиватель 6, деформирующий прошивень 7, и пуансон 8, передающий. усилие пресса заготовке 9.

Устройство для калибровки шестерен с внутренним зубчатым венцом обжимом на оправке включает конусную матрицу

10, служащую для ойкима заготовки 9

5 90 с(=д3 R, Ть

30 а радиус 1" округления углов и высот Ь головки предварительного профиля зуб» выбирают из соотношений

О,б 5-Цбфд.

CO&dA = Ь 1)-(1-61nl) где L — угол наклона линии зацепления

Э (угол профиля зуба), rpaa;

5 -. толщина зуба по делительцой окружности, мм;

R — радиус делительной окружности

I зубчатого венца, мм; 1 — высота головки зуба, л м.

Общая высота зуба предварительного

45 профиля выбирает я пз условия равенства площади его поперечного сечения площади сечения окончательного профиля зуба.

После предварительного форл|ообразования заготовку удаляют из штампа выталкивателем 2, устанавливают в зубчатую матрицу 5 на деформирующий проши. вень 7 и при ходе пуансона 8 вместе.с матрицей 5 вниз осуществляют прошив55 нем 7 раздачу заготовки и калибровку зубчатого венца в зубчатой матрице. 5.

В результате получают цилиндрическую шестерню с окончательно образованным

5 94 профилем зубьев, формообразование которого осуществляется за счет осадки предварительного профиля зубьев при соприкосновении их со стенками зубчатой матрицы 5, вызванном увеличением диаметра зубчатого венца эа счет раздачи.

После калибровки заготовку 9 выталкивают из матрицы выталкивателем 6.

Аналогично при изготовлении шестерен с внутренним зубчатым венцом вначале получают коническую заготовку с предварительным профилем зубьев, а затем устанавливают ее в конусную матрицу 10 и, проталкивая заготовку 9 пуансоном ll, обжимает ее на зубчатой оправке 12. При обжиме происходит калибровка зубчатого венца по зубчатой оправке и достигается необходимый профиль зубьев внутреннего венца.

Пример . Для получения предлагаемым способом шестерни наружным диаметромф 102, модулем 6, количество зубьев 15, угол профиля зуба 20, толщина зуба — =9,42, радиус делительИ 6

С. 15 ной окружности =45, предваритель2 ный профиль определяется из приведенных выражени и

0 = 20 — —.— =14, 9Д2 90 о

54 Ъ,14

05.9 42-6 ОЯ.49

М - G+3, 3 ° (1-0,242 ) =8, 5 мм.

По сравнению с известным использование предлагаемого способа позволит повысить стойкость формообразующего инструмента, повысить точность получаемого деформированием зубчатого венца, уменьшить припуск на окончательную обработку резанием, а в ряде случаев полностью исклн.чить эту обработку. Это приведет к значительному снижению трудоемкости обработки деталей и к уменьшению расхода металла на их изготовление.

d. =- gt.

Ъ R L а радиус l" округления углов и высоту Ь головки предварительного профиля зуба выбирают, соответственно, по следующим соотношениям:

055- 4, tg

СОИ<

25 (1= Ь +t-(4-51ИсЕ) 30 где угол наклона линии зацепления (угол профиля зуба), град; толщина зуба по делительной окружности, . мм; радиус делительной окружности зубчатого венца, мм; высота головки зуба, мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 539664, кл. В 21 К 1/30, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Л" 637189, кл. В 21 К 1/30, 1976 (прототип) .

6781 6

Формула изобретения

Способ изготовления цилиндрических шестерен, включающий предварительную штамповку заготовки с зубьями и кали

5 ровку полученного изделия, о т л и ч а— ю щ и и с s т емM, что, с целью улучшения качества получаемых шестерен и повышения стойкости штамтового инструмента, при предварительной штамповке

10 формуют зубья с поперечным сечением в виде трапеции, при этом зубья по основной окружности формуют толщиной, равной толщине зуба готовой шестерни, величину угла с(.между боковой стороной тра15 пеции и осью симметрии зуба определяют из выражения