Устройство для обработки деталей накаткой

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для обработки деталей накаткой. Устройство имеет основание, плиту для размещения детали, накатные элементы с механизмами их вращения. Механизм вращения накатного элемента и заготовки выполнен в виде пары зубчатых колес-зубчатой шестерни с ведомой шестерни. Ведомая шестерня установлена в корпусе с возможностью вращения и осевого перемещения . Приводной вал, на котором закреплена ведомая шестерня, своими наружными шлицами находится в зацеплении с внутренними шлицами приводной шестерни. Приводная шестерня через сателлитную шестерню связана с шестерней внутреннего зацепления, закрепленной на корпусе. Сателлитная шестерня закреплена на выходном валу электродвигателя, размещенного на основании. Механизм радиального перемещения накатного элемента выполнен в виде клина, который своей наклонной плоскостью находится в контакте с наклонной плоскостью каретки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 21 О 43/рр

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843524/27 (22) 27.06,90 (46) 07,06.92.Бюл. М 21 (71) Ленинградский политехнический институт им.M.È.Êàëèíèíà (72) Л.Б.Аксенов, В,Н.Востров и Э.Р,Шекерджиев (53) 621.979:62-229.61 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 315498, кл. В 21 Н 5/02, 1971.

Банкетов А.Н., Бочаров Ю.А„ Добринский Н.С. и др. Кузнечно-штамповочное оборудование. М.: Машиностроение, 1970, с.527 †5, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НАКАТКОЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для обработки деталей накаткой.

Устройство имеет основание, плиту для разИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для накатки внутренних зубчатых профилей.

Известен стан для прокатки кольцевых деталей и внутренним профилем (1), содержащий матрицу для установки заготовки, вал с зубчатым профилем, размещенный внутри матрицы, снабженный приводом вращения и кинематически связанный с приводом вращения матрицы, механизм радиального перемещения матрицы.

Недостатком стана является жесткая синхронизация вращения накатника и заготовки на протяжении всего периода накатывания зубьев. B связи с тем, что при мещения детали, накатные элементы с механизмами их вращения. Механизм вращения накатного элемента и заготовки выполнен в виде пары зубчатых колес — зубчатой шестерни с ведомой. шестерни. Ведомая шестерня установлена в корпусе с возможностью вращения и осевого перемещения. Приводной вал, на котором закреплена ведомая шестерня, своими наружными шлицами находится в зацеплении с внутренними шлицами приводной шестерни.

Приводная шестерня через сателлитную шестерню связана с шестерней внутреннего зацепления, закрепленной на корпусе.

Сателлитная шестерня закреплена на выходном валу электродвигателя, размещенного на основании. Механизм радиального перемещения накатного элемента выполнен в виде клина, который своей наклонной плоскостью находится в контакте с наклон. ной плоскостью каретки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. радиальной подаче накатника передаточное отношение между ним и заготовкой меняется при внедрении накатника, то при наличии правильного деления заготовки в момент начала накатывания зубьев в дальнейшем жесткая кинематическая цепь приводит к накапливанию погрешности и создает дополнительные нагрузки в зубчатом зацеплении. Это приводит к снижению точности накатываемого профиля и стойкости накатника.

Прототипом предлагаемого изобретения является машина для производства днищ обкаткой (2), содержащая вертикальный гидравлический цилиндр, на поршне которого закреплена формовочная матрица, 1738442 формовочный пуансон, приводимый во вращение от электродвигателя, давильный и формообразующий ролики. Давильный ролик установлен на оси, имеющей возможность поворота, вертикального и горизонтального перемещения. Формообразующий ролик установлен с возможностью горизонтального перемещения.

Недостатком конструкции прототипа является осуществление в процессе абра-. 10 ботки синхронизации вращения заготовки, давильного и формообразующего роликов за счет сил трения, что при пластическом формировании зубьев не обеспечивает высокой точности изготовления, Цель изобретения — повышение надежности и точности.

Цель достигается тем, что в известном устройстве для обработки детали накаткой, содержащем основание, плиту для размещения детали, рабочий силовой цилиндр с рабочим штоком, установленный вертикально, каретку, смонтированную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении от силового цилиндра перемещения, накатной элемент, смонтированный на каретке при помощи вертикального вала, ме ханизм вращения с приводом вращения, и механизм поджима, плита установлена с возможностью перемещения в вертикальной направлении, механизм вращения выполнен в виде корпуса, установленного соосно с плитой и смонтированного в основании с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, зубчатой шестерни, закрепленной на вертикальном валу, приводного вала с кольцевой канавкой, установленного в корпусе с возможностью перемещения в вертикальном направлении, ведомой шестерни, закрепленной на приводном валу с воэможностью взаимодействия с зубчатой шестерней, вилки, приводной шестерни, смонтированной на корпусе с возможностью вращения и связанной с приводным валом, шестерни внутреннего зацепления, жестко закрепленной на корпусе, и сателлитной шестерни, привод вращения выполнен в виде электродвигателя с выходным валом, закрепленного на основании, механизм поджима выполнен в виде дополнительного силового цилиндра с подпружиненным штоком, закрепленного на корпусе вертикально, и клина, смонтированного на подпружиненном штоке с возможностью взаимодействия с кареткой, причем каретка смонтирована в корпусе, рабочий силовой цилиндр установлен в корпусе, вилка закреплена на рабочем штоке с возможностью взаимодействия с кольцевой

55 канавкой приводного вала, сателлитная шестерня закреплена на выходном валу электродвигателя с возможностью взаимодействия с.приводной шестерней и шестерней внутреннего зацепления. Кроме того, в приводной шестерне выполнены внутренние шлицы, а на приводном валу выполнены наружные шлицы с возможностью взаимодействия с внутренними шлицами приводной шестерни.

По сравнению с прототипом указанная совокупность признаков является новой.

Поэтому изобретение соответствует критерию "Новизна".

В известных из науки и техники технических решениях (в объеме проведенного нами поиска) указанная совокупность признаков не обнаружена, что подтверждает соответствие изобретения критерию "Существенные отличия".

На фиг.1 изображено устройство для обработки деталей накаткой; на фиг.2 — разрез

А — А на фиг,1, Заготовка 1 установлена в матрице 2, которая закреплена на плите 3, Плита 3 размещена на четырех направляющих 4 с возможностью поступательного перемещения вдоль направляющих 4, B плиту 3 встроен выталкиватель 5, имеющий возможность поступательного движения вдоль оси плиты 3.

Выталкиватель 5 имеет центральное отверстие, в которое установлен хвостовик корпуса 6 с возможностью вращения, Корпус 6 размещен в основании 7 с возможностью вращения. Направляющие 4 жестко закреплены двумя концами на основании 7. Плита

3 перемещается поступательно по направляющим 4 при помощи двух гидроцилиндров, закрепленных на основании 7.

Накатной элемент 8 смонтирован с возможностью вращения на каретке 9 при помощи вертикального вала 10, Ось накатного элемента 8 параллельна оси корпуса 6. Каретка

9 установлена в корпусе 6 с возможностью поступательного перемещения в радиальном направлении по направляющим корпуса 6. Наклонная плоскость каретки 9 находится в контакте с возможностью поступательного перемещения с наклонной плоскостью клина 11. Клин 11 установлен в корпусе 6 с возможностью поступательного движения вдоль оси корпуса 6. Клин 11 соединен с подпружиненным штоком 12 дополнительного силового цилиндра 13, закрепленного в корпусе 6 параллельно оси корпуса 6. Гидроцилиндр 14 закреплен в корпусе 6 перпендикулярно его оси. Шток

15 гидроцилиндра 14 жестко связан с кареткой 9, На вертикальном валу 10 закреплена зубчатая шестерня 16 механизма синхрони1738442 зации вращения накатного элемента 8 и заготовки 1. Ведомая шестерня 17 этого механизма размещена в корпусе 6 с возможностью вращения и поступательного перемещения вдоль оси корпуса 6 при помощи приводного вала 18, втулки 19 и подшипников 20. Ведомая шестерня 17 соединена с рабочим штоком 21 при помощи вилки 22. Вилка 22 закреплена на рабочем штоке 21 с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой приводного вала 18.

Рабочий силовой цилиндр 23 установлен вертикально в корпусе 6. На конце приводного вала 18 выполнены наружные шлицы, находящиеся в зацеплении с внутренними шлицами приводной шестерни 24. Приводная шестерня 24 через сателлитную шестерню 25 связана с шестерней 26 внутреннего зацепления, которая закреплена в корпусе

6 соосно его оси. Сателлитная шестерня 25 закреплена на выходном валу электродвигателя 27, размещенного на основании 7.

Подвод масла к гидроцилиндрам, закрепленным в корпусе 6, осуществляется через коллектор 28. Пружина 29 установлена на хвостовике выталкивателя 5 и предназначена для возврата его в исходное положение.

Фиксатор 30 нижнего конечного положения клина 11 выполнен в виде винта, закрепленного в корпусе 6. Клин 11 имеет проточку, благодаря которой шток 15 не мешает подходу клина 11 к фиксатору 30.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии плита 3 находится s нижнем положении, При этом выталкиватель 5 не касается основания 7. Между матрицей 2 и хвостовиком корпуса 6 имеется пространство, достаточное для установки заготовки 1 в матрицу 2.

Заготовка 1 устанавливается в матрицу

2. Плита 3 гидроцилиндрами (не показаны), закрепленными на основании 7, подводится до упора в бурты направляющих 4 в крайнее верхнее положение. Хвостовик корпуса 6 заходит в центральное отверстие выталкивателя 5. Шток 15 перемещает накатной элемент 8 к заготовке 1 до соприкосновения с ней. Усилия штока 15 недостаточно для внедрения зубьев накатного элемента 8 в заготовку 1. Величина усилия штока 15 регулируется давлением в гидроцилиндре 14.

Рабочий шток 21 опускает ведомую шестерню 17 в нижнее положение, Ведомая шестерня 17 входит в зацепление с зубчатой шестерней 16, Для облегчения попадания зубьев ведомой шестерни 17 во впадины зубьев зубчатой шестерни 16 зубья на торцах этих шестерен заострены.

Включается электродвигатель 27. Сателлитная шестерня 25 вращает корпус 6 через шестерню 26 внутреннего зацепления и накатной элемент 8 через приводную шестерню 24, ведомую шестерню 17 и зубчатую шестерн ю 16. Скорость вра щен ия корпуса 6 и накатного элемента 8 синхронизированы таким образом, чтобы обеспечить правильное деление заготовки 1 на необходимое число зубьев. Подпружиненный шток

12 опускается и при помощи клина 11 вдавливает накатной элемент 8 в заготовку 1 на незначительную глубину. Происходит деление заготовки 1 на зубья. При дальнейшем внедрении накатного элемента 8 в заготовку 1 происходит отсоединение зубчатой шестерни 16 иэ зацепления с ведомой шестерней 17 путем подъема ведомой шестерни 17 в верхнее положение. Дальнейшая синхронизация вращения накатного элемента 8 и корпуса 6 происходит по накатанным зубьям заготовки 1. Подпружиненный шток 12 непрерывно опускается до соприкосновения клина 11 с фиксатором 30, При этом накатной элемент 8 внедряется в заготовку 1 на заданную глубину и формирует полный зубчатый профиль.

Подпружиненный шток 12 с клином 11 поднимаются в крайнее верхнее положение. Шток 15 выводит накатной элемент 8 из зацепления с заготовкой 1.

Плита 3 гидроцилиндрами опускается в крайнее нижнее положение. Выталкиватель

5 упирается в основание 7 и удаляет заготовку 1 из матрицы 2.

Плита 3 поднимается в исходное положение. Пружина 29 вводит выталкиватель 5 в плиту до соприкосновения с торцовой поверхностью плиты 3.

Технико-экономическое обоснование, Предлагаемое устройство для обработки деталей накаткой имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом.

1. Устройство обеспечивает повышение. точности накатываемых зубчатых профилей путем правильного деления заготовки на расчетное число зубьев на протяжении всего периода накатывания. Деление íà расчетное число зубьев в начале процесса осуществляется при жесткой кинематической связи скоростей вращения накатного элемента и корпуса (относительных скоростей вращения накатного элемента и заготовки), а после образования впадин зубчатого венца незначительной глубины, расположенных по образующей заготовки на расстоянии, равном расчетному шагу зацепления, жесткая кинематическая связь накатного элемента и корпуса разрывается и синхронизация вращения накатного эле1738442

55 мента относительно заготовки осуществляется по предварительно образованным впадинам заготовки. Разрывать жесткую кинематическую связь накатного элемента и заготовки необходимо, так как теоретическое передаточное отношение между накатным элементом и заготовкой имеет место только в начальный период накатывания, При жесткой кинематической связи разница между реальным и теоретическим передаточным отношением накатного элемента и заготовки растет пропорционально глубине внедрения зубьев накатного элемента в тело заготовки. Ошибка в передаточном отношении между накатным элементом и заготовкой приводит к снижению точности шага накатываемых зубьев и появлению дополнительных нагрузок в зубчатом зацеплении накатной элемент-заготовки, вызы вающих дополнительную деформацию зубьев накатного элемента, которая искажает формируемый профиль.

2. Устройство обеспечивает повышение надежности, так как устраняются дополнительные нагрузки между накатным элементом и заготовкой вследствие создания правильной кинематической цепи синхронизации вращения накатного элемента и заготовки.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки деталей накаткой, содержащее основание, плиту для размещения детали, рабочий силовой цилиндр с рабочим штоком, установленный вертикально, каретку, смонтированную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении от силового цилиндра перемещения, накатной элемент, смонтированный на каретке при помощи вертикального вала, механизм вращения с приводом вращения и механизм поджима, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности, плита установлена с возможностью перемещения в вертикальном направ5 лении, механизм вращения выполнен в виде корпуса, установленного соосно с плитой и смонтированного в основании с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, зубчатой шестерни, закрепленной на верти10 кальном валу, приводного вала с кольцевой канавкой, установленного в корпусе с возможностью перемещения в вертикальном направлении, ведомой шестерни, закрепленной на приводном валу с вазможностью

15 взаимодействия с зубчатой шестерней, вилки, приводной шестерни, смонтированной на корпусе с возможностью вращения и связанной с приводным валом, шестерни внутреннего зацепления, жестко закрепленной

20 на корпусе, и сателлитной шестерни, привод вращения выполнен в виде электродвигателя с выходным валом, закрепленного на основании, механизм поджима выполнен в виде дополнительного силового цилиндра с

25 подпружиненным штоком, закрепленного в корпусе вертикально, и клина, смонтированного на подпружиненном штоке с возможностью взаимодействия с кареткой, причем каретка смонтирована в корпусе, ра30 бочий силовой цилиндр установлен в корпусе, вилка закреплена на рабочем штоке с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой приводного вала, сателлитная шестерня закреплена на выходном

35 валу электродвигателя с возможностью взаимодействия с приводной шестерней и шестерней внутреннего зацепления.

2. Устройство по п.1, отл и ч а ю щ е ес я тем, что в приводной шестерне выпол40 нены внутренние шлицы, а на приводном валу выполнены наружные шлицы с возможностью взаимодействия с внутренними шлицами приводной шестерни.

18

2

1738442

7

19

1738442

40

Составитель Л,Федоров

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1957 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5