Д.т.н. Афонин А.Н.¹, Hellfritzsch U. ², Schiller S.², Зуйкин Р.А.¹

1 - Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия; 2 - Институт Фраунгофера IWU, Германия

Схемы деформирования при зубонакатывании

Одним из наиболее прогрессивных способов формообразования зубьев зубчатых колес является зубонакатывание. Однако, область его применения в настоящее время существенно ограничена механическими свойствами заготовок и размерами накатываемых зубьев. Расширение области применения зубонакатывания требует исследования схем деформирования, т.е. последовательности перемещения металла из впадины в выступ при формировании зуба.

Существующие схемы деформирования при накатывании зубьев в осевом сечении заготовки приведены на рис. 1.

Полнопрофильная схема деформирования (рис. 1,а) является наиболее распространенной. Она реализуется путем постепенного внедрения в заготовку в радиальном направлении зубьев инструмента или дисковых роликов, имеющих одинаковую форму на всех этапах накатывания. По данной схеме происходит формирование резьбы при накатывании обкаткой цилиндрическими роликами с радиальной подачей; плоскими плашками с заборной частью, выполненной с конусом по делительному диаметру; а также при накатывании зубьев роликами методом копирования.

Послойная схема (рис. 1,б) реализуется путем внедрения в заготовку притупленных зубьев инструмента, вытесняющих металл заготовки из впадины слой за слоем. По данной схеме происходит формирование резьбы при накатывании обкаткой затылованными роликами; плоскими плашками с заборной частью, выполненной с конусом по наружному диаметру; а также при накатывании зубьев роликами разной формы методом копирования.

Схема деформирования, показанная на рис. 1,д отличается тем, что профиль впадины на заготовке формируется путем постепенного уменьшения угла вписанного во впадину конуса. В силу сложности ее реализации угловая схема пока не нашла широкого применения в промышленности.

а	б
в	г

Рисунок 1 - Схемы деформирования при зубонакатывании в осевом сечении

Для накатывания крупных зубьев может применяться схема деформирования, показанная на рис. 1,е. Реализация данной схемы предполагает вначале накатывание зуба, с профилем несколько более глубоким, чем окончательный, но с меньшей шириной впадины. На окончательных циклах деформации металл закатывается от боковых сторон зуба во впадину. В связи с этим, схему можно назвать возвратной.

Существующие схемы деформирования в радиальном сечении заготовки приведены на рис. 2. Радиальная схема (рис. 2,а) реализуется при накатывании зубьев с радиальной или тангенциальной подачей, осевая (рис. 2,б) соответственно при накатывании с осевой подачей или планетарным методом. Весьма перспективной представляется не нашедшая пока широкого применения в промышленности выборочная схема (рис. 2,в). При реализации этой схемы объемы металла вытесняются из впадины выборочно, например в шахматном порядке. Реализация данной схемы требует применения сложного инструмента.

а	б
в

Рисунок 2 - Схемы деформирования при накатывании зубьев в радиальном
сечении

Рекомендации по выбору схемы деформирования пока могут носить лишь самый общий характер: для накатывания мелких зубьев целесообразно применение послойной схемы, средних - полнопрофильная. Для накатывания крупных зубьев предпочтительной является возвратная схема. В связи со слабой изученностью область применения угловой и выборочной схем деформирования пока остается не определенной.

Исследования проводятся при поддержке РФФИ и администрации Орловской области.