CC BY
26
УДК 629.981
Н.Б. Г одунов, Ф.Я. Рудик, С. А. Богатырев, Р.Я. Магомедов
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВНЕШНИХ ШЛИЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ
Рассматривается оснастка для восстановления шлицевых внешних поверхностей.
Оснастка, шлицы, сложнопрофильный, эвольвента, восстановление, накатка, ролики, карданные передачи, напряжения, припуск.
N.B. Godunov, F. Ya Rudik, S.A. Bogatyryov, R.Ya Magomedov
EXTERNAL SPLINEWAY SURFACES RENVATION BY PLASTIC DEFORMATION
The paper studies possible equipment used for the reconstruction of splin-eways of external surfaces.
Equipment, splineways, compound profiles, evolvent, reconstruction, knurling, rollers, cardan drive, tension, allowance.
Восстановление изношенных деталей технически целесообразно по многим причинам. Это, прежде всего, значительная экономия материальных ресурсов, использование остаточного ресурса деталей, оперативное обеспечение производства ремфондом и пр.
Шлицевые и зубчатые передачи - наиболее распространенные в машиностроении соединения - являются основными элементами механических приводов. Область их практического использования безгранична и в связи с этим к производству и восстановлению шлицевых и зубчатых деталей предъявляются особые условия. Зубчатые и шлицевые передачи должны обладать высокой работоспособностью, их долговечность должна, как минимум, обеспечивать долговечность новых деталей.
Основными видами поверхностного разрушения зубьев и шлицев являются усталостный, абразивный, адгезионный, коррозионно-механический и при заедании.
Все это говорит о необходимости использования при восстановлении технологий, обеспечивающих высокую контактную стойкость и прочность к воспринимаемым изгибающим моментам.
Одним из направлений, позитивно воздействующих на обеспечение перечисленных требований, являются технологии, основанные на пластической деформации с перемещением запасов металла с нерабочих зон на рабочие, восстанавливаемые поверхности.
Поставленная задача достигается устройством для восстановления внешних шлицевых поверхностей, содержащим корпус и раскатные ролики в цилиндрической сборной оправке. В корпусе также с целью совместного взаимодействия с раскатными роликами установлены профилирующие элементы в виде сменных корригированных шестерен, модуль которых соответствует модулю восстанавливаемого эвольвентного профиля шлица. При изменении ширины впадины шлица по хорде делительной окружности учитывается необходимость обеспечения гарантированного припуска на проведение последующей механической обработки профиля шлицев.
Предлагаемое устройство (рис. 1) состоит из цилиндрической сборной оправки 1, с пазами 2, в которых расположены раскатные ролики 3, обеспечивающие вытеснение запасов металла на наружную шлицевую поверхность 4 при раздаче гладкого отверстия 5 вилки карданной передачи 6. Здесь располагается профилирующий инструмент в виде сменных корригированных шестерен 7, обеспечивающих калибровку наружной шлицевой поверхности 4. При этом изношенная деталь, в частности вилка карданной передачи 6, имеет возможность продольного перемещения, а цилиндрическая сборная оправка 1 с установленными в ней раскатными роликами 3 и сменные корригированные шестерни 7 закреплены в корпусе 8, установленном в патроне 9 токарно-винторезного станка с возможностью реверсивного вращения. Зубья 10 (рис. 2) сменной корригированной шестерни 7 выполнены с шириной впадины по дуге делительной окружности Sd шест., превышающей величину припуска П для проведения последующей механической обработки на величину Sd шлиц. эвольвентного шлица 11 вилки карданной передачи 6.
9
А
А
Рис. 1. Устройство для восстановления внешних шлицевых поверхностей в полых деталях
Стрелками на рис. 1 показано направление течения металла при формообразовании заготовки из полости вилки карданной передачи.
Устройство работает следующим образом.
Нагретую до температуры пластической деформации 900...950°С изношенную вилку 6 (рис. 1), закрепляют в зажимном устройстве задней бабки токарно-винторезного станка и вводят изношенными шлицами 4 во впадины профилирующих корригированных сменных шестерен 7, закрепленных в корпусе 8. Одновременно с этим цилиндрическая сборная оправка 1 входит в отверстие 5 вилки 6, включается привод токарновинторезного станка и начинается вращение патрона 9. При дальнейшем осевом перемещении вилки 6 под усилием Р происходит силовое воздействие конических раскатных роликов 3, расположенных в пазах 2, на поверхность отверстия 5. Металл вытесняется с внутренней нерабочей поверхности отверстия 5 вилки 6 на изношенную шлицевую поверхность 4. Одновременно происходит поперечное профилирование эвольвентных шлицев 4 зубьями 10 (рис. 2) вращающихся корригированных шестерен 7. В результате этого за счет некоторого увеличения диаметра d (рис. 1) отверстия 5 происходит равномерное приращение толщины зуба Sд шлиц (рис. 2) обеспечением припуска П по всей длине L шлицевой поверхности 4.
Процесс формообразования заканчивается после раскатки отверстия на длину L. При обратном движении восстановленной вилки 6 раскатные ролики 3 и корригированные сменные шестерни 7 изменяют направление вращения и выходят соответственно из отверстия 5 и эвольвентных впадин шлицевой поверхности 4. Заготовка извлекается из зажимного устройства задней бабки токарно-винторезного станка, процесс накатки завершается.
Полученная после накатки заготовка вилки карданной передачи 6 подвергается зу-бофрезерованию до номинальных размеров и термообработке.
А - А
Рис. 2. Схема формообразования шлица с профилированием поверхности
Устройство позволяет получать из изношенных вилок карданных передач с незначительно увеличенным диаметром отверстия детали, полностью соответствующие всем остальным требованиям заводского чертежа.
Конструкция устройства позволяет восстанавливать детали сложной конфигурации, изношенные по наружному шлицевому профилю с минимальными потерями металла в стружку при последующей обработке резанием и дает возможность использовать в качестве заготовок изношенные детали.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволит достичь следующих результатов:
- восстановление наружной шлицевой поверхности с максимально возможным приближением конфигурации заготовки к профилю эвольвентных шлицев готового изделия;
- получение равномерных и гарантированных припусков на восстанавливаемых шлицевых участках;
- снижение расхода металла при восстановлении вилок карданных передач, достигаемого за счет повторного использования в качестве заготовок изношенных деталей.
Реализация потенций предлагаемого технического решения не требует больших материальных и энергозатрат и отличается доступностью устройства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент на полезную модель № 73814 Россия, МКИ В23Р6/00. Устройство для восстановления шлицевых поверхностей / Н.Б. Годунов, Ф.Я. Рудик, С. А. Богатырев, Р.Я. Магомедов / № 2008104098/22. Заявл. 04.02.2008. Опубл. Бюл. № 16.
Г одунов Николай Борисович -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Надежность и ремонт машин» Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова
Godunov Nikolay Borisovich -
Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor of the Department of «Reliability and Machine Maintenance» of Saratov State Agrarian University in the name of N.I. Vavilov
Рудик Феликс Яковлевич - Rudik Feliks Yakovlevich
доктор технических наук, профессор, Doctor of Technical Sciences, Professor,
заведующий кафедрой «Процессы и аппараты Head of the Department of «Processes пищевых производств» and Equipment for Food Production»
Саратовского государственного аграрного of Saratov State Agrarian University
университета им. Н.И. Вавилова in the name of N.I. Vavilov
Богатырев Сергей Аркадьевич -
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Товароведение и экспертиза товаров» Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова
Bogatyryov Sergey Arkadyevich -
Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of «Merchandizing and Goods Expertise» of Saratov State Agrarian University in the name of N.I. Vavilov
Магомедов Рамазан Ярахмедович - Magomadov Ramazan Yarakhmedovich -
аспирант Саратовского государственного Post-graduate Student of Saratov State Agrarian
аграрного университета им. Н.И. Вавилова University in the name of N.I. Vavilov
Статья поступила в редакцию 02.12.09, принята к опубликованию 27.01.10
