К особенностям термической обработки накатников из стали Х6ВФ относится закалка в два подогрева: первый подогрев заготовок осуществляется в электрической муфельной или камерной печи до температуры 300- 400°С; второй подогрев — в соляной ванне до температуры 1000-1010° С с выдержкой 5,5 мин. Охлаждение накатников ведется в масле при температуре 80-150° С. Твердость накатников после закалки составляет HRC 64-65. Отпуск накатников производится в два перехода: первый осуществляется в селитровой ванне при температуре 490-500° С в течение — 2 ч; второй — в ванне из расплава натриевой селитры и нитрата натрия в отношении 1 : 1 или в электрической камерной печи при температуре 350-370° С в течение 2 ч. Твердость накатников после отпуска должна быть HRC 56-58. Главным преимуществом метода холодного накатывания зубчатых колес по сравнению с. фрезерованием является более высокая производительность. Для примера сравним время обработки накатыванием и фрезерованием.

Основное время накатывания с продольной подачей, приходящееся на одну деталь, определяется математически. Вспомогательное время при накатывании, необходимое для установки набора заготовок длиной 20-30 мм и управления станком, колеблется в пределах 0,8-1,2 мин. Следовательно, оперативное время обработки 1 мм ширины венца примерно составляет 0,08-0,1 мин. Весьма эффективным является метод изготовления зубчатых колес мелких модулей из прутка на револьверном станке.

Главное преимущество его состоит в том, что образование зубьев осуществляется не отдельной операцией, а в процессе токарной обработки заготовки, которая фактически и составляет основную трудоемкость изготовления зубчатого колеса.

При: шлифовании зубьев особое внимание следует обращать на недопустимость возникновения трещин, которые могут быть причиной поломки зубьев инструмента. Заходные конусы шлифуются после шлифования профилей зубьев.

Заборная часть инструмента обрабатывается на зубошлифовальном станке методом обкатки или на универсальном заточном станке в специальном приспособлении методом деления. Стойкость зубонакатного инструмента также во многом зависит от технологии его изготовления, поэтому с первых операций необходимо тщательно следить, за соблюдением всех требований, предъявляемых к процессу.

Заготовки для улучшения структуры следует предварительно проковывать в трех направлениях. После шлифовальных операций нужно снять внутренние напряжения.

Заходная часть полируется до плавного сопряжения боковых поверхностей заходной части зубьев с эвольвентой поверхностью калибрующей части.

При этом чистота обработки должна быть не ниже 10-го класса.

Калибрующая часть полируется, искажение эвольвентной поверхности не допускается.

В комплект (из трех штук) должны подбираться накатники с колебаниями наружного диаметра и размера по толщине зубьев в пределах не более 0,005-0,01 мм. Накатники для холодного накатывания мелкомодульных цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем изготавливаются в двух исполнениях: для накатывания на токарных станках и многошпиндельных автоматах; для накатывания на токарно-револьверных станках и автоматах.

Однако существенно увеличивается радиальное усилие, что снижает стойкость накатного инструмента.

Поэтому принимать очень малые углы заборного конуса, особенно при обработке прочных сталей, не рекомендуется. Необходимо учитывать, что чем больше угол заборного конуса, тем при прочих равных условиях требуется большая осевая жесткость системы «станок — приспособление — инструмент — деталь».

С увеличением модуля зацепления угол заборного конуса следует увеличивать.

При уменьшении длины накатывания или толщины заготовки угол заборного конуса может быть уменьшен. Для накатывания латуни и дюралюминия целесообразно принимать 5-7°; для малоуглеродистых сталей 10-12°; для нержавеющих сталей 15°. Практика показывает, что усилия, воспринимаемые заборным конусом, могут быть снижены, если уменьшить угол заточки зубьев на участке заборного конуса.

Угол клина, т. е. угол исходного контура зубьев на заборном конусе, обычно принимается равным 84°. При дальнейшем уменьшении угла клипа прочность зуба на заборном конусе снижается. Общая длина колес может быть накатана накатником до поломки.

Общая длина накатывания может быть увеличена при том же числе циклов за счет увеличения числа зубьев накатника. Отсюда наружный диаметр накатников рекомендуется выбирать возможно большого размера, что позволяет увеличить их стойкость.

Максимально допустимый диаметр накатников определяют исходя из минимального диаметра накатываемого колеса и минимального зазора между накатниками по равенству Зубья накатного инструмента с модулями свыше 0,5 мм следует нарезать до термообработки с припуском 0,2-0,3 мм на сторону по толщине зуба.

Накатники должны обладать повышенной точностью по шагу, профилю и иметь высокую стойкость, которая определяется, в первую очередь, прочностью зубьев, работающих в условиях переменных нагрузок.

Как показала практика, накатники выходят из строя из-за поломки или выкрашивания зубьев.

Применяющиеся в настоящее время накатники представляют собой зубчатое колесо с двумя заходными участками со стороны торцов и калибрующей частью посредине.

Рассмотрим элементы зуба накатника. На участке (заходный участок) осуществляется основная пластическая деформация, поэтому усилия, воспринимаемые заходным участком зуба, достигают значительной величины.

Калибрующая часть служит для окончательного оформления профиля зубьев накатываемого зубчатого колеса.

Этот участок работает в тяжелых условиях, хотя с его помощью осуществляется незначительная часть пластической деформации.

Поломка зубьев инструмента чаще всего происходит на калибрующем участке. Объясняется это тем, что калибрующим участком деформируется уже нагартованный металл; кроме того, на него действуют значительные усилия упругих деформаций.

Участок (обратный конус) служит для выхода накатников из зацепления с накатанными зубьями.

Существенную роль при выборе накатников играет угол заборного конуса. Чем меньше этот угол, тем меньше усилие подачи и, следовательно, меньше будут наплывы (заусенцы) на торцах.

В процессе калибровки зубьев на поверхность накатников автоматически наносится технологическая смазка. При прохождении через зубокалибрующий инструмент в зоне участка калибровки заготовка подвергается обкатке и реверсу без осевой подачи.

Время калибровки контролируется при помощи реле времени.

Изготовленная деталь поступает, в зависимости от ее конструктивных форм, в нижнюю или верхнюю части станины, где происходит ее снятие.

Затем цикл повторяется.

Производительность станка 60-120 деталей в час. К основным преимуществам конструкции станка относятся короткая кинематическая связь инструмент — заготовка, при которой вращение от главного привода передается непосредственно одному из трех накатников, а от последнего через синхронизирующее кольцо с внутренним зацеплением к двум другим накатникам.

Вращение накатников при помощи синхронизирующего кольца с внутренним зацеплением обеспечивает повышенную точность синхронизации и соответствующую точность калибруемых колес.

Синхронизирующее кольцо состоит из двух частей — нижнего и верхнего кольца, которые обрабатываются совместно в собранном виде.

Для повышения точности кольцо синхронизации подвергается прикатке.