Способ правки шлицевых деталей

 

1. СПОСОБ ПРАВКИ ШЛИЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ на оправке со шлицами, включающий нагрев до температуры аустенизации , закалку с одновременным приложением УСИ.ПИЯ правки к боковым и центрирующей поверхностя.м шлицев, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, усилие правки на боковые и центрируюш.ую поверхности шлицев детали прикладывают..в процессе относительного осевого перемещения детали и оправки локально по участкам , располагая их в шахматном порядке по поперечному сечению и с шагом по длине шлица не менее 2а, при этом скорость V относительного перемещения детали и оправки определяют из соотношения . где а - ширина участка шлица оправки, мм; т - время максимальной устойчивости аустенита, с; VK - критическая скорость закалки для материала детали, град/с; Уш - скорость охлаждения закрытого участка шлица, град/с; Vx.- скорость охлаждения металла в охлаждающей жидкости, град/с. @ 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе правки поверхности шлицев подвергают поверхностной пластической дефор .чации путем относительного вращения детали и оправки.

aei 01>

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГВЬЛИН

4 5Р В 21 D 3 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе правки поверхности шлицев подвергают поверхностной пластической деформации путем относительного вращения детали и оправки.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3590954/25-27 (22) 17.05.83 (46) 15.03.85. Бюл. ¹ 10 (72) В. A. Павлов и Е. Н. Максакова (71) Брянский ордена «Знак Почета» институт транспортного машиностроения (53) 621.982.5(088.8) (56) 1. Гугель С. М. и др . Г1овышение долговечности тяжелонагруженных зубчатых ко-. аес среднего модуля. М;, НИИИНФОРМ. ТЯЖМАШ, 1970, с. 80 — 82, 13 — 70 — 4. .(54) (57) 1. СПОСОБ ПРАВКИ ШЛИЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ на оправке со шлицами, включающий нагрев до температуры аусте- низации, закалку с одновременным приложением усилия правки к боковым и центрирующей поверхностям шлицев, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, усилие правки на боковые и центрирующую поверхности шлицев детали прикладывают..в процессе относительного осевого перемещения детали и оправки локально по участкам, располагая их в шахматном порядке по поперечному сечению и с шагом по длине шлица не менее 2а, йри этом скорость V относительного перемещения детали и оправки определяют из соотношения аЯк+Ч

Мк.т где а — ширина участка шлица оправки, мм; т — время максимальной устойчивости аустенита, с;

V — критическая скорость закалки для материала детали, град/с;

V< — скорость охлаждения закрытого участка шлица, град/с;

Vx — скорость охлаждения металла в охлаждающей жидкости, град/с.

1144743

10 !

2О

ЗО

1

Изобретение относится к механической обработке металлов давлением и может быть использовано при правке шлицевых деталей., Наиболее близким к предлагаемому является способ правки зубчатых колес со шлицевым отверстием на шлицевой оправке, эключа |оший...нагрев зубчатого колеса до температуры аустенизации, устгновку нагретого колеса на жесткую шлицевую оправку и правку на ней в процессе закалки боковых профилей и цеитрирующих поверхностей шлицев, выпрессовку опргвки из шлицевого отверстия, отпуск колеса и дорнование шлицевого отверстия (11.Недостатком известного способа-является неравномерная твердость (HRC 40 — 56) шлицевого отверстия из-за невозможности обеспечения равномерной критической скорости охлаждения шлицевого отверстия, контактирующегоо с оправкой.

Цель изобретения — повышение качества шлицевых деталей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу правки шлицевых деталей на оправке со шлицами, включающему нагрев до температуры аустенизации, закалку с одновременным приложением усилия правки к боковым и центрирующей поверхностям шлицев, усилие правки на боковые и центрирующую поверхности шлицев детали прикладывают в процессе относительного осевого перемещения детали и оправки локально по участкам, располагая их в шахматном порядке по поперечному сечению и с шагом по длине шлицы не менее 2а, при этом скорость V относительного перемещения детали и оправки определяют из соотношения а(v -У

У % ъ где а — ширина участка шлицг оправки, мм; т — время минимальной устойчивости аустенита, с;

V» - — критическая скорость закалки для материала детали, град/с;

У вЂ” скорость охлаждения закрытого участка шлица, град/с;

V» — скорость охлаждения металла в охлаждающей жидкости. гргд/с.

Для увеличения прочности шлицев ffpH правке деталь подвергают поверхностной пластической деформации путем относительного вращения детали и оправки.

Скорость V пеоемещения оправки определяют из условия, IT0 интенсивность теп ,чоотвода от поверхности шли цез детали, свободной для доступа охлаждающей жидкости, и от поверхности, закрытой участком оправки, должна быть больше или равна интенсивности теплоотвода необходимой для мартенситного греврашения материала шлицевой детали.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа правки шли цевых де2 талей (продольный разрез); на фиг. 2 вид Г на фиг. 1; на фиг. 3 — 5 — сечения А — А, Б — Б,  — В на фиг. 2 соответственно.

Устройство для правки шлицевых деталей включает матрицу 1 и пуансон 2, между которыми установлена шлицевая деталь 3, оправку 4, связанную с ползуном 5 кулисного механизма (не показан) Матрица 1 и пуансон 2 имеют возможность поворачиваться относительно оправки 4 (закручиваться) в одну и в другую стороны по стрелке 5» на подшипнике б, установленном на дне ванны 7.

Ванна. 7 соединена через трубопровод 8 с насосом подачи охлаждающей жидкости и через трубопровод 9 с емкостью хранения охлаждающей жидкости (насос и емкость не показаны). На оправке 4 оставлены отдельные участки шлицев 10 и 11, расположенные в шахматном порядке и фиксирующие раздельно соответственно боковые профили шлицев и центрирующую поверхность диаметра шлицевой детали 3, между которыми выполнены каналы 12 подвода охлаждающей жидкости. Участки шлицев

10 и 11 имеют размеры готового шлицевого отверстия и расположены на оправке 4 в шахматном порядке с шггом 5)а+

+а|, где а — ширина участка шлица, фиксирующего |1рофиль шлица; а| — ширина участка шлица, фиксирующего центрирующую поверхность. Можно принять, что а=

=а, тогда $=2a.

Поворот матрицы 1 вокруг ее оси в одну и другую сторону по стрелке $» выполняет кулисный механизм (не показан) с помощью ползуна 13.

Процесс осуществляется следующим обр азом.

Деталь 3 нагревают в печи до температуры аустенизации и закрепляют в матрице 1 пуансоном 2. В шли еВое отверстие детали 3 вводят оправку 4, которую свободно перемещают в детали со скоростью возвратно-поступательного перемещения

v) +Уи

Võ -4 где а — ширина участка шлицг оправки, мм, т — время минимальной устойчивости аустенита, с;

V» — критическая скорость закалки материала .шлицевой детали. град/с;

У;„—. скорость охлаждения металла в охлаждающей жидкости. грг 1/с;

V — скорость охлаждения згкрытоге участка шлица, град/с

Одновременно с вводом оправки 4 в деталь 3 включают подачу охлаждающей жидкости через каналы 12, подводящими жидкость к внутренней поверхности шлицевого отверстия, и включают насос, который но трубопроводу 8 быстро заполняет ванну 7 охлгждающей жидкостью

1144743 I з

При охлаждении жидкостью шлицевой детали 3 до начала структурных превра щений в шлицевой детали возникают тепловые деформации, стремящиеся превратить кольцевую форму детали 3 в торовую, а прямобочные шлицы — a цилиндры. Изменению формы центрирующей поверхности и боковых профилей шлицев препятствуют участки шлицев 10 и 11 оправки 4, расположенные в шахматном порядке по поперечным сечениям детали с шагом не менее 2а и контактирующие последовательно по длине шли цевого отверстия с, боковыми профилями шлицев и центрирующей поверхностью d При возвратно-поступательных перемещениях оправки 4 со скоростью V участки шлицев 10 и 11 последовательно проходят по шлицам детали и правят в разных сечениях в шахматном порядке по л.чине боковые профили и центрирующую поверхность шлицевого .отверсти я.

Кроме того, каждый из участков шлицев 10 и 11, последовательно перемещаясь вдоль шлицев, обеспечивает равномерное охлаждение шлнцевой поверхности отвер. стия детали 3.

В процессе дальнейшего охлаждения происходят структу.рные превращения (образуется мартенсит), диаметр шлицевого отверстия уменьшается и участки шлицев 11 и 10, перемещаясь со скоростью V, правят форму и размеры шлицевого отверстия в момент кинетической пластичности мартенсита.

Дальнейшее увеличение качества обработки шлицевой детали достигают путем повышения срока службы шлицев. Увеличение срока службы шлицев получают вследствие проведения поверхностной пластической деформации шлицев. Деформацию создают закручиванием с дополнительной знакопеременной нагрузкой матрицы 1 с деталью

3 в подшипнике 6 относительно шлнцевой оправки 4 с помощью ползуна 13 кулисного механизма, совершающего возвратнопоступательное перемещение S„. Величину нагрузки увеличивают от минимальной пропорционально росту твердости поверхностного слоя шлицев.

Лример. Параметры шлицевого отверстия детали d 8х 36Н8Х 40Н12х 7Д9, длина детали 50 мм. Центрирование осуществляют по внутреннему диаметру d=36+0,039 мм.

Наибольший диаметр 6=40+" ", ширина (=7Ф о оо -б число ш ицев 8 мате териал-цементуемая сталь 20<1-13А.

Параметры шлицевой оправки d — 8X

X36h7X40h8X7f7; длина оправки 80 мм, 5 Ментрирующий диаметр d=36 """, наиб ьший диаметр Р=40-О 039ìì шир иа шлица Ь= — 7:о, Я, число шлицев 8 материал — быстрорежущая сталь P 18, ширина участка шлица а =4 мм, шаг шлицев S=

=16 мм.

Шлицевую деталь после цементации нагревают до температуры аустенизации

820 — 830 С и закрепляют в матрице с помощью пуансона.

Включают подачу охлаждающей жидкости (масла) через оправку, свободно вводят оправку в шлицевое отверстие и сообщают возвратно-поступательные перемещения оправке со скоростью равной

20 гдеа — ширина участка шлица оправки, а=4 мм, мм;

V — критическая скорость охлаждения в масле V< —— ) 50 град/с; т — время минимальной устойчивости

25 аустенита, т=4 с;

Уш — скорость овлаждения закрытого участка шлица (определяют косвенно по структуре, образующейся при закалке без перемещения оправки)

Уш =80 град. с;

Умс — скорость охлаждения в виде металла шлицевой детали, V =550 град. с

При достижении шлицевой деталью 20 С оправку выводят из отверстия и снимают закаленную деталь н подвергают ее низкому отпуску. В результате правки получают твердость шлицевого отверстия HRC 52—

56 и следующие параметры шлицевого отверстия: центрирующий диаметр d=36+ 0 ; наибольший диаметр D=40+, ширина шлица Ь=7+о,оь

Дополнительную знакопеременную нагрузку, которой нагружают шлицы, увеличивают от 2 — 40 кГм в течение 4 с (время перехода аустенита в мартенснт).

Частота изменения направления действия нагрузки десять колебаний в секунду.

Проведение правки и деформации шлицев в процессе закалки позволяет получить шлицевое отверстие без дополнительной обработки и увеличить допустимые напряжения на смятие в 1,5 — 2 раза, т. е. повысить качество правки.

I 144743

Составитель Н. Чериилевская

Редактор Н. Воловик Техред И. Верес Корректор О. Тнгор

Заказ 1011/6 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4