УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ИЗ СПЕЧЕННОГО МАТЕРИАЛА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ В ШПИНДЕЛЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА, ВЫПОЛНЕННОГО С ВОЗМОЖНОСТЬЮ СОВЕРШЕНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВДОЛЬ ОСИ, ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОСИ ЗАГОТОВКИ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а именно к процессу получения цилиндрических зубчатых колес из спеченных материалов накатыванием в холодном состоянии и может быть использовано в машиностроении.
Известна конструкция устройства для накатывания зубчатых профилей (ПМ №1976), представляющее собой приводные накатные ролики с формообразующим профилем по наружному цилиндрическому контуру по наружному цилиндрическому контуру, установленные с возможностью вращения на валах, расположенных на одинаковом межцентровом расстоянии по отношению к оси заготовки, отличающееся тем, что накатные ролики установлены на валах через сменные эксцентриковые втулки. Устройство обеспечивает формообразование впадины, ножки и головки зуба.
Однако конструкция известного устройства предусматривает наличие переходных звеньев в виде сменных эксцентриковых втулок, что снижает жесткость. В условиях применения заготовок из спеченных материалов это приводит к погрешности профиля и неравномерному распределению плотности материала изготавливаемых зубчатых колес.
Указанный недостаток устранен в известной конструкции приспособления с профильными роликами для изготовления мелкомодульных цилиндрических зубчатых колес (Справочная книга по отделочным операциям в машиностроении // Л.: Лениздат, 1966. - с.495-496). Приспособление имеет накатные ролики, установленные в держателях, имеющих возможность радиального перемещения для изменения величины обжатия. Количество накатных роликов равно количеству обрабатываемых впадин зубчатого колеса. Ролики предназначены для обработки впадины и ножки зуба. Изготовление колес на приспособлении осуществляется путем многократного протягивания или проталкивания с постепенным изменением величины обжатия, изменяемой за счет регулирования положения осей роликов.
Однако при использовании спеченных материалов получаемые цилиндрические зубчатые колеса имеют дефекты головки зуба, образующиеся вследствие нахождения заготовки в линейном напряженном состоянии, что придает процессу формообразования характер открытого вдавливания. Для исправления этих дефектов после выполнения накатывания зубчатые колеса необходимо подвергать дополнительной обработке.
Задачей полезной модели является создание устройства на базе металлорежущего станка, выполненного с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль оси, параллельной оси заготовки, для изготовления цилиндрических зубчатых колес, не требующих дополнительной обработки головки зуба, из спеченных материалов.
Техническим результатом является получение готовых зубчатых колес с головкой зуба, не требующей дополнительной обработки, сокращение процесса изготовления устройства за счет уменьшения количества составных частей изделия.
Технический результат достигается предлагаемым устройством.
Устройство для изготовления цилиндрических зубчатых колес из спеченного материала, предназначенное для закрепления в шпинделе металлорежущего станка, выполненного с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль оси, параллельной оси заготовки, включает накатную головку, состоящую из накатного ролика с формообразующим профилем, и поворотную головку, предназначенную для закрепления заготовки, причем накатный ролик закреплен в держателе, установленном в шпинделе металлорежущего станка, и содержит участок для формирования головки зуба, а ось накатного ролика и ось заготовки не пересекаются и взаимно перпендикулярны. Накатный ролик установлен в держателе при помощи цилиндрического пальца, установленного во втулках и закрепленного гайками. Заготовка закреплена в поворотной головке, имеющей резьбу, при помощи гайки и распорной втулки.
Технический результат достигается наличием у накатного ролика участков для формирования головки зуба наряду с формообразующим профилем. Благодаря наличию участков для формирования головки зуба осуществляется переход от открытого вдавливания к закрытому формообразованию, что повышает индекс пластичности и снижает возможность возникновения растягивающих напряжений в материале заготовки.
На фиг.1 показано устройство для изготовления цилиндрических зубчатых колес из спеченного материала, предназначенное для закрепления в шпинделе металлорежущего станка, выполненного с возможностью совершения возвратно-поступательного движения вдоль оси, параллельной оси заготовки.
На фиг.2 показан процесс изготовления цилиндрического зубчатого колеса с помощью предлагаемого устройства.
Устройство (фиг.1) состоит из накатного ролика 1, имеющего формообразующий профиль 2 и участки для формирования головки 3 зуба 4, закрепленного с возможностью свободного вращения на цилиндрическом пальце 5 с помощью втулок 6 и гаек 7. Цилиндрический палец 5 с закрепленным на ней накатным роликом 1 установлен в держателе 8, закрепленном в шпинделе 9 металлообрабатывающего станка. Заготовка 10 жестко закреплена в поворотной головке 11. Держатель 8 с установленным в нем накатным роликом 1, цилиндрическим пальцем 5, втулками 6 и гайками 7 располагается так, чтобы ось накатного ролика 1 и ось заготовки 10 не пересекались и были перпендикулярны.
Устройство работает следующим образом. Заготовка 10 жестко закрепляется в поворотной головке 11 без возможности вращения относительно оси поворотной головки. Устройство закрепляется в шпинделе 9 металлообрабатывающего станка через отверстие в держателе 8. Исходным состоянием для устройства является такое, при котором отсутствует контакт между накатным роликом 1 и заготовкой 10 и перемещение устройства вдоль оси, параллельной оси заготовки 10, приводит к внедрению накатного ролика 1 на величину радиальной подачи, требуемой в соответствии с технологическим процессом накатывания зубчатого колеса. Устройство и заготовка 10 приводятся в исходное состояние. Устройство совершает поступательное движение вдоль оси, параллельной оси заготовки 10, образуя на поверхности заготовки 10 профиль, соответствующий формообразующему профилю 2 накатного ролика 1. При этом формообразующий профиль 2 образует на поверхности заготовки 10 криволинейную поверхность, а участки для формирования головки зуба 3 формируют на поверхности заготовки 10 головку зуба. После совершения прямого движения накатывания, устройство совершает обратное движение, при этом устройство не перемещается в радиальном направлении. После совершения обратного движения накатывания устройство выводится из контакта с заготовкой 10. Поворотная головка 11 с закрепленной на ней заготовкой 10 поворачивается на угол, равный угловому шагу зубьев накатываемого колеса, после чего процесс накатывания повторяется. Накатывание продолжается до образования на поверхности заготовки 10 необходимого количества зубьев.