Холодное накатывание внутренних зубчатых профилей с применением поверхностно активных технологических сред

• Автор: Шлемин, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 216 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ ПРОЦЕССОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
1.1. Классификация методов объемного формообразования зубчатых колес
1.1.1. Выбор системы классификации
1.1.2. Классификация и анализ методов объемного формообразования зубчатых колес . <1
1.2.Классификация физико-химических методов обработки материалов . -£3
1.3.Современное состояние теории процессов объемного формообразования зубчатых венцов
1.4.Выводы по главе
1.5.Цель и задачи исследования
2. ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМЫ ЗУБОНАКАТНОГО ИНСТРУМЕНТА
2.1. Феноменологическая модель повреждений зубьев накатника
2.2.Математическая модель объемного формообразования зубчатых венцов холодным осевым накатыванием в химически
активной технологической среде
2.2.1. Анализ кинематики процесса и задание граничных условий
2.2.2.0пределяющая система уравнений
2.3.Методика проектирования заходного участка накатника оптимальной формы
2.4. Алгоритм расчета оптимальной формы инструмента для
осевого накатывания периодических профилей типа зубчатых
2.5.Выводы по главе
3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА НАКАТЫВАНИЯ ВНУТРЕННИХ ЗУБЬЕВ, ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ, ВЫБОР ХИМИЧЕСКИ АКТИВНОЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ
3.1.Экспериментальный стенд для исследования основных технологических параметров процесса осевого накатывания внутренних зубьев
3.2..Разработка химического состава поверхностно активной технологической среды
3.2.1.Анализ физико-химических процессов в деформированных

стальных заготовках в условиях химически активной среды
3.2.2.Разработка химического состава поверхностно активной технологической среды
3.2.3.Исследование электрохимических свойств технологической среды 13$
3.2.4.Влияние химически активных смазок на физико-механическое состояние поверхности накатанных зубчатых венцов
3.3.Адекватность математических моделей напряженного и деформированного состояния формообразованных зубчатых венцов
3.4.Исследование энергосиловых параметров процесса накатывания внутренних зубьев и построение регрессионных моделей. /Я
3.5.Влияние основных технологических параметров на
точность формообразованных зубчатых венцов
3.6.Выводы по главе 3
4.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ХОЛОДНОГО НАКАТЫВАНИЯ ВНУТРЕННИХ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ПРОФИЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТНО АКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД т
4.1.Способ накатывания внутренних зубчатых профилей с применением химически активной смазочно-охлаждающей среды. 182 4.2Методика проектирования технологического процесса холодного накатывания внутренних периодических профилей типа зубчатых в поверхностно активной технологической среды
4.3.Выбор материала инструмента
4.4.Методы защиты зубонакатного оборудования от химически активной смазочно охлаждающей жидкости
4.5. Промышленное использование разработанного техпроцесса холодной накатки внутренних эвольвентных профилей
в поверхностно активной технологической среде
4.6.Выводы по главе
5.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
6.ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Применение в промышленности технологических процессов объемного формообразования зубчатых колес значительно повышает эффективность изготовления за счет повышения производительности процесса, экономии металла и улучшения качества изделия. Детали с внутренними периодическими профилями являются составной частью шлицевых соединений, планетарных механизмов, волновых передач. Процесс формирования внутренних периодических профилей методами резания является трудоемким и малопроизводительным. Трудоемкость их изготовления составляет 70...80% общей трудоемкости обработки детали. Низкая производительность оборудования требует значительного парка станков и больших производственных площадей. В настоящее время успешно решена проблема холодного объемного формообразования зубчатых венцов с модулем до
2,0 мм и шлицев с модулем до 3,5 мм. Технологические возможности процессов холодного объемного формообразования периодических профилей в значительной степени ограничены способностью металла к упрочнению. Наиболее упрочненным является поверхностный слой накатанных профилей, который распространяется на глубину 25...30 мкм. Его твердость составляет 3,75...4,20 кН/мм2, что превышает твердость основного металла на 80... 100%. Процессы разупрочнения материала заготовки методами термообработки трудоемки и малоэффективны. Для решения данной задачи необходим принципиально новый подход.
В связи с этим целью настоящей работы является разработка способа холодного объемного формообразования периодических профилей внутреннего зацепления с применением поверхностно активных технологических сред, реализующего механохимический эффект, и научно обоснованной методики расчета параметров процессов, создание технологии изготовления типовых

Устройство для импульсного планетарного накатывания, разработанное швейцарской фирмой "Emst Grob" представлено на рис. 1.1.19 [24]. Холодное накатывание производится неприводными валками 2 с рабочим с профилем, расположенными с противоположных сторон заготовки 1. Валки 2 смонтированы по окружности головок 3. Рабочий профиль валков соответствует профилю впадин заготовки. Головки 3 вращаются со скоростью
900..1500 об/ мин. Они установлены в корпусе станка 4. Скорости вращения накатных валков и заготовки согласованы с учётом изготавливаемого числа зубьев.
Схема импульсного метода накатывания зубьев французской фирмы "Maar" [25] показана на рис. 1.1.20. В процессе используются два спаренных ролика 1, выполненных в виде червяков, с осями, расположенными под углом 90° к оси заготовки 2. Ролики вращаются в противоположные стороны. За счёт качания осей роликов по эллиптической траектории создаётся ударная нагрузка, вызывающая деформацию металла заготовки. В настоящее время применение этого способа конструктивно ограничено диаметром зубчатых профилей до 125 мм.
Схема станка для ротационной ковки [26] изображена на рис. 1.1.21. Четыре ударника 1 расположены во вращающейся обойме (на рисунке не показана), частота вращения которой 1000 об/мин. Заготовка 2 вводится между ударниками при помощи зубчатого дорна 3, который совершает осевое и вращательное движение. Скорость вращения дорна на 200 об/мин меньше, чем обоймы. Скорость осевого перемещения дорна порядка 2 м/мин. В момент удара заготовки дорн прекращает осевое движение. Динамические нагрузки позволяют уменьшить энергоёмкость оборудования и расширяют технологические возможности холодных процессов, уменьшая влияние деформационного упрочнения. Динамическими методами можно изготавливать в холодном состоянии зубья и шлицы с модулем до 6 мм. Предельные возможности статических процессов ограничены модулем 2,5 мм.