Способ изготовления зубчатого колеса

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес с основой из металлического порошкового материала, зубья которых имеют запас прочности при изгибе. Цель изобретения - повышение качества. Способ включает помещение в полость электропроводящей оболочки металлической ленты и порошковых материалов, магнитно-импульсное прессование, предварительное спекание при температуре ниже температуры плавления металла оболочки, окончательное спекание с пропиткой прессовки расплавом металла оболочки и механическую обработку. Металлическую ленту формируют в виде кольца, на наружной поверхности которого предварительно с шагом, равным шагу зубьев, выполняют надрезы. После предварительного спекания осуществляют накатку зубчатого профиля. Надрезы на ленте ориентируют в зоне впадин зубьев. Надрезы на ленте, сформированной в виде кольца, смещают в окружном направлении относительно оси симметрии впадины на величину, меньшую половины ее ширины. Способ позволяет снизить виброактивность полученных колес. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))g В 23 К 20/00, В 22 F 7/00

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС РВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4362389/31-27 (22) 11. 01.88 (46) 30,06,90. Бюл. Ф 24 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.Ф.Горошко, А.А.Кот, В.Л.Басунюк и В.А.Миронов (53) 621.771.1 (088.8) (56) Вестник машиностроения, 1984.

М 9, с. 62-64. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО

КОЛЕСА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес с основой из металлического порошкового материала, зубья которых имеют запас прочности при изгибе. Цель изобретения — повышение качества.

Способ включает гомещение в полость электропроводящей оболочки металли1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении зубчатьс; колес с ос новой из металлического порошкового материала, зубья которых имеют запас прочности при изгибе.

Цель изобретения — повышение качества эа счет снижения виброактивности зацепления.

Чпособ изготовления зубчатого колеса включает помещение в полость злектропровоцящей оболочки металлической ленты и порошковых материалов, магнитно-импульсное прессова-.

„„БО„„1574404 А 1 ческой ленты и порошковых материалов, магнитно-импульсное прессование, предварительпое спекание при температуре ниже температуры плавления металла оболочки, окончательное спекание с пропиткой прессовки расплавом металла оболочки и механическую обработку. Металлическую ленту формируют в виде кольца, на нар "r í0É поверхности c0Top or пр едва рительно с шагом, равным шагу эуоьев, зыголняют надрезы. После предварительного спекания осуществляют накатку зубчатогo профиля. Надрезы на ленте ориентируют в зоне впадин зубьев. Надрезы на ленте, сформиро.г:a.rrroй в виде кольца, смещают в окружном направлении относительно оси симметрии впали ы íа величину, меньшую половины ее ширины. Способ позволяет снизить виброактпвность получе..ных олес. 2 э.п. ф-лы, 2 ил.. ние, предварительное спекание при

Дь температуре ниже температуры плав-. ленияя; 1етслл з i> б .!очки окончательное спекание с пропиткой прессовки расплавом оболочки и механическую обработку, согласно цели изобретения, металлическую ленту формируют в виде кольца, на наружной поверхности которого предварительно с шагом, равным, шагу зубьев, выполняют надрезы, а после предварительного спекания осуществляют накатку зубчатого профиля, при этом надрезы на ленте ориентируют в зоне впадин зубьев.

1574404

При изготонлении колес. нереверсивных передач надрезы на ленте, сформированной в виде кольца, смещают в окружном направлении относительно оси симметрии впадины на величину, меньшую половины ее ширины.

Помещение в полость электропро, водящей оболочки кольценого металлического элемента позволяет разгра- 1р ничить объемы для засыпки порошков нысоколегированных и обычного качества. Выполнение надрезов и расположение их в зонах .предполагаемых. впадин колеса обеспечивает после 15 прокатки разрушение ленты на. отдельные элементы, приобретающие в конечном счете дугообразную форму.

При последующем жидкофазном спекании расплав металла электропроводя- 2р щей оболочки пропитывает- лишь зоны . вдоль эвольвентных поверхностей, на головках зубьев и во впадинах. В конечном счете изготовленное колесо имеет неоднородную структуру, обес- 25 печивающую снижение. виброактивности колеса при относительно небольшом расходе дорогостоящих легированных и цветных металлов.

На фиг.1 представлена схема реа- 30 .лизации способа для изготовления реверсивного колеса на стадии магнитноимпульсного прессования на фиг.2— то же, на стадии накатки зубьев.

Способ осуществляется следующим образом.

В полость электропроводящей оболочки 3 (фиг. 1) помещают порошковый материал 1 и .металлическую ленту 2, сформированную в виде кольца, и 4р оправку 4. При этом на поверхности ленты выполняют предварительно надрезы 5, число которых совместно с зоной стыка .6 соответствует числу впадин зубчатого колеса. Далее осу- 45 ществляют магнитно-импульсное прессование порошка путем обжима электропроводя1цей оболочки 3 с обеспечением

15-25% пористости прессовки. Прессовку в оболочке подвергают предварительному спеканию при температуре, не превышающей температуру плавления металла оболочки, после чего осуществляют накатку зубчатого профиля венца. Предварительное спекание порошкового материала исключает разрушение прессовки при накатке. В процессе накатки происходит разрыв ленты 2 на отдельные элементы при одно-. временной их деформации в виде дуг (фиг.2) . Вследствие того, что надрезы 5 (фиг. 1) ориентируют в зонах впадин зубьев,. образующиеся элементы 2 (фиг..2) располагаются внутри зубьев колеса. После накатки осуществляют пропитку заготовки.расплавом металла оболочки 3. Вследствие экранирующего действия дугообразных элементов 2 (фиг. 2), пропитке подвергаются лишь рабочие области зубьев, их вершины, а также впадины между зубьями. Остаточная пористость н упомянутых областях практически исключается, составляя менее 2Х. Пористость же в остальных областях заготовки остается высокой — 15-25Х. Удельное содержание пропитывающего металла в области 1 составляет 10-15%. Это обусловлено некоторым уплотнением прессовки в процессе накатки зубчатого профиля. После накатки и пропитки осуществляют механическую обработку заготовки.

II р и м е р 1. Было изготовлено порошковое зубчатое колесо с модулем

3 мм, числом зубьев 20, шириной зубчатого венца 15 мм. В полость медной цилиндрической оболочки помещали смесь порошка ПЖ4МЗ (ГОСТ 9849-74), хромосодержащей лигатуры ПХЗО (ГОСТ

13084-67) и никеля ПНЭ (ГОСТ 9722-, 79). Также в полость оболочки устанавливали стальную ленту, выполненнуЮ в виде кольца и имеющую надрезы, число которых соответствует числу впадин колеса. Прессование осуществлялось на магнитно-импульсной установке МИУЗО, ХПИ при энергии разряда 16кДЖ, после чего прессовка подвергалась предварительному спеканию при температуре 950 С в течение 1,5 ч. Далее на заготовке в оболочке формировали зубчатый профиль методом накатывания. При этом заготовку устанавливали таким образом, чтобы надрезы на ленте были обриентированы в областях предполагаемых впадин колеса. После накатывания осуществляли пропитку прессовки расплавом меди при температуре 1250 С в течение 2,2 часа. Затем зубья шлифовались. Оценка. виброактивности зубчатых колес показала, что она в

1,5-1,7 раз ниже по сравнению с ана" логичным показателем для колеса, выполненного по способу-прототипу. леса.

5 157

Нагрузочная способность сравниваемых колес была на одном уровне. Одновременно расход цветного металла (меди) снизился на 40-50Х вследствие формирования в колесе высокопористой ступицы и внутренних объемов зубьев.

Пример 2. Колесо изготавливали аналогично примеру 1. Отличие заключалось лишь в том, что после установки кольцевого элемента (ленты) в полость медной оболочки объем между}оболочкой и лентой заполняли по-..

I рошковым материалом Х13М2С2, а полость кольцевого элемента — порошком ПЖ4МЗ. Кроме того, окончательное спекание и пропитка производились при температуре 1160 С.

В результате было получено колесо, рабочие эоны которого вдоль эвольвентных поверхностей, на головках зубьев и во впадинах быпи выполнены иэ беспористого материала на основе стального порошка Х13М2С2 (88-907) и меди (12-107). Ступица и внутренние объемы зубьев представляли собой высокопористЬм (10-12X) спеченный порошок ПЖ4МЗ. Внброактивность полученного колеса была уменьшена до 2 раз.

Предлагаемое зубчатое колесо может быть эффективно использовано в скоростных передачах со средними режимами нагружения и высокими требованиями к виброакустической активI

4404 6 ности. При этом значительно снижается с е6ес тоимост ь и зготовл ения коФормула изобретен ия

1. Способ изготовления зубчатого колеса, включающий сборку составной заготовки путем размещения в полости электропроводящей оболочки металли-: ческой ленты и порошковых материапов, магнитоимпульсное прессование составной заготовки, ее спекание при температуре ниже температуры плавления металла оболочки, пропитку Полученного полуфабриката расплавом металла оболочки, накатку зубчатого профиля. и последующую механическую обработку

20 отличающийся тем, что, с целью повышения качества путем снижения виброактивности зацепления мелкомодульных колес, металлическую ленту формируют в виде кольца, на

25 наружной поверхности которого пре варительно с шагом, равным шагу зу-.бьев, выполняют надрезы, ориентированные в зоне впадины зубьев, а накатку зубчатого профиля осуществляют

3Q перед пропиткой.

2. Способ ио п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при изготовлении колес нереверсивных передач надрезы на ленте смещают в окружном на35 правлении относительно оси симметрии впадины на вели .пну, меньшую полови" ны ширины впапины.

1574404

Фиг 2

Составитель Н.Николаева .Редактор Л.Пчолинская Техред М.Ходанич Корр ектор О. Ци-пле

Заказ 1746 Тираж 642 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101