Рис. 2.9. Схемы горячей штамповки заготовок конических колес с прямыми зубьями:

о - сателлит дифференциала: б - шестерня полуоси автомоОиля

Рис. 2.10. Штамповка конических колес круговыми зубьями: о - поковка с зубьями; б - ковочный штамп

ханической обработкой поверхностей зубьев и без нее. На ЗИЛе в результате анализа требуемой точности конических зубчатых колес, объема производства, габаритных размеров и экономической эффективности изготовления в качестве базового была принята штамповка с припуском 0,6-0,8 мм на сторону и 0,8--1,0 мм по дну впадины под последующее чистовое зубоиарезание.

Обработка зубьев конических колес из заготовок со штампованными зубьями в значительной степени затруднена. Объясняется это тем, что зуборезный инструмент производит обработку металла, поверхность которого получена непосредственно после горячей штамповки, К традиционным свойствам, характеризующим условия резаиия при обработке целых заготовок (твердость, предел прочности при растяжении, структура металла в малоотходном технологическом процессе), добавляются также колебание припуска по боковым поверхностям и дну впадины зуба, наличие окалины, толщина обезуглероженного слоя.

Сателлит дифференциала (Zi ==11, trite ~ 6,35 мм, he = 12,61 мм, Ь - 30 мм, сталь 18ХГТ) штампуют на кривошипном горячештамповочном прессе с усилием 25 10 Н за два рабочих хода (рис. 2.9, а). Осадка заготовки в свободном состоянии, предварительно нагретой до температуры ковки (1230-1260 °С), затем окончательная штамповка с формообразованием зубьев, прошивка отверстия и обрезка облоя осуществляются в горячем состоянии в комбинированном штампе на обрезном прессе. Производительность штамповки 120 шт/ч. Средняя стойкость литых зубчатых матриц штампов 3500-4000 деталей.

Поковку с зубьями шестерни полуоси (Zj - 22, rrite - 6,35 мм, he = 12,61 мм, Ь == 30 мм, сталь 25ХГТ) штампуют на кривошипном горячештамповочном прессе с усилием 25 10 Н за два рабочих хода (рис. 2.9, б). Стойкость литых зубчатых матриц 5000-6000 деталей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зубчатые передачи: Справочник/Е. Г. Гинзбург, Н. Ф. Голованов, Н. Б. Фирун и др.: Под ред. Е. Г. Гинзбурга. Л.: Машиностроение, 1980. 415 с.

2. Прогрессивные технологические процессы в автостроении/С. М. Степашкин, С. Н. Калашников, Д. М. Левчук и др.: Под ред. С. М. Степашкина. М.. Машиностроение, 1980. 319 с.

3. Производство зубчатых колес: Справочник/С. Н. Калашников, Г. И. Коган, И. С. Козловский и др.; Под ред. Б. А. Тайца. М.: Машиностроение, 1975. 728 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя/В. Б. Борисов, Е. И. Борисов, В. Н. Васильев и др.; Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 655 с.

5. Федякии Р. В., Чесноков В. Л. Зубчатые передачи с зацеплением Новикова. М.: Центральный институт научно-технической информации по автоматизации в машиностроении, 1954. 87 с.

При внедрении горячей штамповки только на двух конических колесах достигнута годовая экономия металла 800 т (расход металла на деталь сократился на 20-25 %), отменено черновое нарезание зубьев, высвобождены рабочие, станки, производственная площадь и т. д.

2.8. Горячая штамповка конических колес с круговыми зубьями

Метод впервые разработан и внедрен ЗИЛом совместно с НИИТавтопромом при обработке поковок со штампованными круговыми зубьями конических колес (Zj = 25, rrite = 9 мм, Pm=35°, b==38 мм, he = 16,99мм, сталь 18ХГТ). Заготовки нарезают из горячекатаного прутка диаметром 100 мм. Предварительно нагретые в индукционных печах до температуры ковки заготовки штампуют за два рабочих хода: осадка до диаметра, близкого к диаметру заготовки, и окончательная штамповка с формообразованием зубьев на кривошипных горячештамповоч-ных прессах с производительностью 85 шт/ч.

Линия разъема ковочного штампа (рис. 2.10, б) проходит по наибольшему диаметру поковки конического колеса. Верхняя часть 1 штампа центрируется по нижней 5 с зазором 0,3-0,4 мм. Основной частью штампа является зубчатая матрица 2, которая осуществляет формообразование зубчатого венца колеса. Зубья в матрице изготовлены электроэрозионным методом. В качестве электрода-инструмента применяется зубчатое колесо из графита.

Обрезка облоя и прошивка отверстия в поковках с зубьями производятся на обрезных прессах в комбинированном штампе.

Чертеж поковки (рис. 2.10, а) разработан с учетом обработки впадины зуба за две операции: черновую - для снятия поверхности металла, полученного горячей штамповкой, и выравнивания припуска под чистовое зубонарезание - и чистовую. Припуск на сторону зуба составляет 1,3 мм, по дну впадины 1,0 мм. Проведенные на ЗИЛе сравнительные стендовые испытания показали, что прочность на изгиб конических колес с круговыми зубьями из поковок со штампованными зубьями на 25-30 % выше, чем колес, изготовленных из целых заготовок. Расход проката легированной стали сократился на 155 т/год, высвободились зуборезные станки, производственная площадь и т. д.

РАЗДЕЛ li

Производство цилиндрических зубчатых колес

ОБОЗНАЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Латинский алфавит

0(й (с) - (делительное) межосевое расстояние цилиндрической зубчатой передачи

b (bto) - (рабочая) ширина венца цилиндрического зубчатого колеса и передачи

с - радиальный зазор зубчатой передачи или пары исходных реек й - диаметр зубчатого колеса е - ширина впадины giSaSaief) - длина линии зацепления (активной, заполюсной, дополюсной) h (ha, hf) - высота зуба (делительной головки и ножки зуба) haihc) - высота до хорды зуба (до постоянной хорды)

hd - глубина захода зубьев зубчатого колеса и исходных реек hem, haf - высота начальной головки и ножки зуба зубчатого колеса

inv а - эвольвентный угол профиля зуба in, it, /ф - нормальный, окружной и угловой боковой зазор зубчатой передачи

Is - суммарная длина контактных линий М - размер по роликам (шарикам) т (rrif, т) - модуль зубьев нормальный (окружной и осевой) Рп, Ри Рх - зубьев нормальный, торцовый (окружной) и осевой Рьп, Ры шаг зубьев основной нормальный и основной окружной ход зуба

Qz\, <722 - интервал между контактными точками поверхности зуба или двух зубьев передачи Новикова ДЛЗ г - радиус зубчатого колеса S (St, Sjc) - толщина зуба нормальная (окружная и осевая)

Sfcn, Sj,( - толщина зуба основная нормальная и основная окружная

Sy, Sc - толщина по хорде зуба, постоянная хорда зуба зубчатого колеса и - передаточное число зубчатой передачи V - окружная скорость зубчатого колеса W - длина общей нормали зубчатого колеса Х{Х, Ха) - коэффициент смещения исходного контура (коэффициент суммы и разности смещений) Хт, - коэффициент наименьшего смещения исходного контура

у - коэффициент воспринимаемого смещения г, Zn - число зубьев; число зубьев в длине общей нормали min - наименьшее число зубьев, свободное от подрезания