5.4. Раскатные машины

Раскаткой изготовляются бандажи, подшипниковые кольца крупных диаметров и другие полые поковки подобного типа. Для горячей раскатки применяются кольцевые заготовки, предваритель­но изготовленные на другом оборудовании (ГКМ, молотах, прессах и др.).

Схема процесса раскатки кольцевой заготовки показана на рис. 28, а. Заготовка 1 с меньшим диаметром и большей толщиной стенки, чем у поковки, надевается (в нагретом состоянии) на валок 3. После подведения к заготовке вращающегося нажимного валка 4 начинается процесс раскатки – увеличение диаметра кольца за счет уменьшения толщины стенки. Направляющий ролик 5 ограни­чивает отклонение заготовки вправо в процессе раскатки. При достижении требуемого диаметра кольцо соприкасается с контрольным валком 2, который также начинает вращаться. Отводом нажимного валка 4 в исходное положение раскатка завершается, кольцо сни­мается, и цикл процесса повторяется раскаткой очередного кольца. Типовые поковки, получаемые раскаткой, показаны на рис. 28,б.

Размеры заготовки определяются с учетом коэффициента раскатки:

где   и  – наружный и внутренний диаметры кольца до раскат­ки;

 и   – то же, после раскатки.

 

Рис. 28. Схема раскатки (а) и полученные кольца (б): 1 – заготовка, 2 – контрольный валок,

3 – валок, 4 – нажимной валок, 5 – направляющий ролик

 

Значения коэффициента  для различных   колец   приведены ниже.

Кольца диаметром до 100  мм .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .       = 1,25 – 1,3

Кольца диаметром свыше 100 мм  .  .  .  .  .  .  .  .  .   = 1,34 – 1, 5

Кольца с конической внутренней поверхностью  .          = 1,20 – 1,25

Кольца с внутренней сферической поверхностью  .        = 1,25 – 1,30

Внутренний диаметр заготовки

Наружный диаметр заготовки рассчитывается из условия постоян­ства объема:

,

где   – угар, % массы заготовки.

38 5.1. Накатка зубьев шестерен

Накатка зубьев шестерен малого модуля (1,5 мм) диаметром менее 100 мм впервые была осуществлена на Конотопском заводе «Крас­ный металлист» (Украина).

Преимущества этого процесса заключаются в увеличении производительности (в 5 – 10 раз), повышении долговечности зубьев за счет благоприятного расположения волокна и снижения расхода металла.

Процесс образования зубьев при горячей накатке основан на принципе обкатки.

Для мелкомодульных колес применяют способ с осевой подачей заготовки (рис. 24). Зубчатые колеса-валки устанавливают на определенное межцентровое расстояние, а заготовки, нанизанные на стержень в виде стопки и зажатые гидравлическим устройством, располагают между ними. Заготовки перед прокаткой надрезают в кольцевом индукторе. Заборкой конической частью валков осуществляется в основном деформация и образование зубьев, а цилиндрической – калибровка их.

Рис. 24. Осевая подачи заготовки

 

Колеса с модулем 5 мм и выше получают при радиальной подаче двух пар валков, из которых одна пара зубчатые, а вторая – гладкие (рис. 25). Зубчатый и гладкий валок насажены на общий вал так, что зубчатый валок находится выше гладкого. Нагретую в индукторе  до 1200° C и зажатую гидравлическим устройством заготовку между гладких валков, которые сближают и производят обкатку обода, придав ему точные размеры по диаметру и ширине, при этом на наружной стороне обода прокатывают желобок, который способствует лучшему запол­нению вершин зубьев по торцам при накатке. Между зубчатых валков накатывают зубья с припуском на механическую обработку (0,5 – 1,5мм).

Для повышения точности зубьев процесс был разделен на две стадии: горячую пластическую деформацию и холодное обжатие при­пуска на рабочий профиль зубьев (0,5мм).

На Харьковском тракторном заводе (ХТЗ) были спроектиро­ваны и изготовлены  станы  для  горячей накатки и холодной калибровки. Технические

характеристики стана XTЗ-296 для  горячей прокатки: диаметр прокатываемых

Рис. 25. Радиальная подача заготовки.

 

шестерен 200 – 500 мм; модуль до 7 мм; ширина прокатываемой шестерни до 70мм; число оборотов шпинделя 18 – 150 об/мин.

На ХТЗ освоена прокатка шестерне коробки передач с m=7, D=210 мм, В=38 мм, z=28 из стали 20ХНЗА.

На стане ЦБКМ-18, который предназначен для горячей накатки зубчатых колес с моду­лем до 10 мм и диаметром до 600 мм.  Технология изготовления вышеприведенной шестерни с припуском по профилю 1 мм под чистовое фрезерование.

1. Штамповка заготовки,

2. Отжиг и травление заготовки.

3. Подрезание торца ступени и зенкование отверстия.

4. Предварительное протягивание отверстия и шлицев.

5. Предварительная токарная обработка.

6. Окончательная токарная обработка.

7. Горячая прокатка зубьев.

8. Отжиг и травление шестерен.

9. Калибровка отверстия и шлицов.

10. Подрезание торцов обода и наружного диаметра.

12. Чистовое фрезерование зубьев.

13. Закругление зубьев.

14. Цементация и закалка.

15. Шлифование отверстия.

Диаметр заготовки под накатку больше диаметра начальной окружности шестерни на величину 0,3 – 0,5 подбирается опытным путем.

Режим прокатки:

-      температура начала прокатки 1150 – 1200°С конца – 800 – 850°С,

-      усилие на валок 10 – 12 т,                                                                                

-      скорость вращения 8 об/мин,

-      радиальная подача со скоростью 0,2 мм/с,

- подогрев и обжиг на 0,5 при радиальной подаче 0,2 мм/с с реверсированием прокатки.

Валик изнашивается после прокатки 1500 – 2000 шт.