Способ горячей накатки зубчатых профилей

 

(19)SU(11)1200461(13)A1(51)  МПК ⁵    _B21H5/00(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ НАКАТКИ ЗУБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии накатки, и может быть использовано при формообразовании зубчатого венца стальных звездочек цепных передач сельхозмашин, имеющих твердость рабочей поверхности зубьев HRC 40-50. Целью изобретения является повышение качества обработки и производительности за счет совмещения процессов накатки и термообработки. Эта цель достигается тем, что заготовку, нагретую по периметру ТВЧ до температуры 1000-1020^оС, выдерживают в процессе перемещения ее в зону накатных валков в течение 1-1,5 с, деформируют накатными валками со скоростью радиального перемещения их, равной 5-20 мм/с, заканчивая процесс формообразования зубчатого венца при температуре 820-860^оС, охлаждают до температуры 110-120^оС и выдерживают в течение 1,5-2,5 ч. Нагрев заготовок до температуры 1000-1020^оС обеспечивает уменьшение образования окалины и обезуглероживание поверхностного слоя заготовки по сравнению с аналогом, где нагрев заготовки производят до температуры 1150^оС. Выдержка нагретой заготовки в течение 1-1,5 с перед деформированием позволяет выравнять температуру по сечению с сохранением величины зоны нагрева. Деформирование заготовки накатными валками со скоростью радиального перемещения их, равной 5-20 мм/с, обеспечивает резкое сокращение времени формообразования зубчатого венца, позволяет применять деформацию порядка 30-40% , препятствует явлению собирательной рекристаллизации и позволяет заканчивать процесс формообразования зубчатого венца при температуре 820-860^оС, т. е. выше А_С3 , что позволяет производить непосредственно закалку зубчатого венца после накатки. Термообработка зубчатого венца непосредственно после накатки повышает ударную вязкость, понижает порог хладноломкости и чувствительность к отпускной хрупкости зубчатого венца звездочек. Это позволяет создать в материале венца звездочки улучшение сочетания прочности и пластичности вследствие того, что в процессе формообразования зубчатого венца происходит деформация аустенита, сопровождающаяся наклепом, вызванным созданием мелкоблочной структуры с высокой плотностью несовершенства строения кристаллической решетки, а в процессе термообработки образуется высокодисперсный мартенсит с "наследственной" субструктурой наклепанного аустенита. В лабораторных условиях были получены зубчатые венцы звездочек (t= 15,875, z = 40 и t = 19,05, z = 36) с твердостью поверхности зубьев НRC 45-50. При этом заготовки, нагретые токами высокой частоты по периметру до температуры 1000-1020^оС, выдерживали в течение 1,2 и 1,4 с соответственно, а деформирование накатными валками осуществляли со скоростью их радиального перемещения, равной 8 и 10 мм/с соответственно, процесс формоизменения заканчивался при температуре зубчатого венца 840 и 850^оС соответственно. После охлаждения до температуры 100^оС и выдержки при этой температуре в течение 1 ч 45 мин была получена твердость рабочих поверхностей зубчатого венца HRC 45-50. Стендовые и полевые испытания показали повышение износостойкости зубьев звездочек, полученных по предлагаемому способу, по сравнению с фрезерованными и термообработанными звездочками на 35-50% . Это объясняется появлением в процессе деформирования по предложенным режимам материала звездочек мелкоблочной структуры с высокой плотностью несовершенств строения кристаллической решетки, что позволяет в процессе резкого охлаждения получить высокодисперсный мартенсит с наследственной субструктурой наклепанного аустенита. (56) Кузьмин А. Д. Исследование процесса прокатки цилиндрических зубчатых колес. М. : Машгиз, 1951, с. 52-53.

Формула изобретения

СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ НАКАТКИ ЗУБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ, преимущественно звездочек цепных передач, при котором заготовку нагревают по периметру токами высокой частоты, перемещают на позицию накатки, накатывают зубчатый профиль радиально перемещаемыми вращающимися накатниками, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки и производительности за счет совмещения процессов накатки и термообработки, заготовку нагревают по периметру токами высокой частоты до температуры 1000 - 1020^oС, перемещают на позицию накатки с выдержкой 1 - 1,5 с, накатывают со скоростью радиального перемещения накатников 5 - 20 мм/с, при этом процесс формообразования зубчатого венца заканчивают при температуре 820 - 860^oС, охлаждают до температуры 110 - 120^oС и выдерживают в течение 1,5 - 2,5 ч.