Устройство для накатки зубчатых профилей на валах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сонетсиик

Ссщиапистическнк

Республнк

<и 956117 (6l ) Дополнительное к аит. свил-ву (22) Заявлено 10.10.80 (21) 300447 1/25-27 с присоединением заявки № (23) П риоритет

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07.09.82 (5l)M. Кл.

В 21 Н 5/02

9кударотекииый комитет

СССР пв делам изоеретеиий в открытий (53) УДК621.771.. 67 (088.8) I е .

В. И. Дятлов и А. Г. Гольцмайер ( ч»а»,.

Ч

Чебоксарский проектно-конструкторский и технопбгическИЯ институт "Промтрактор (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ HAKATKH ЗУБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ

НА ВАЛАХ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к обработке зубчатых и шпицевых профилей методом пластического формообразования, и может быть использовано в различных отраслях

5 машиностроения и полнопрофильной и капибруюшей обработкке зубчатых профилей в холодном, полугорячем и горячем состоянии, Кроме того, оно может быть испопьэо- 0 вано при необходимости получения накаткой монотонного профиля (реэьбЫ, рифления и т. д.) на цилиндрических деталях.

Известны устройства, в которых накатка зубчатых профилей осушествляется путем проталкивания штучной заготовки между зубьями двух ипи более зубчатых валков, размешенных в корпусе устройства (13. го

Однако производительность этих устрой<-тт н велика, так как возможна обраг.отка и ии, по oAHQA заготовке на пикп в тс> н; ..и. как установка я снятие детапи требуют зачастую больше времени,чем свм процесс накатки.

Кроме того, в устройствах, работаюших двумя и более зубчатыми валками, в .I случае поломки зубьев одного иэ зубчатых валков выходит из строя, как правы по, весь комплект валков, твк как выкрошившиеся осколки поврежденного зубчатого валка увлекаются вращающейся заготовкой и ломают зубья остальных валков.

Таким образом, стойкость всего комплекта зубчатых валков невепика.

Зубья накатного инструмента в виде зубчатых валков уступают по прочности зубьям накатных инструментов в виде реек или сегментов с вогнутым зубчатым профилем.

Кроме того, в этих устройствах очень трудно совместить эксплуатационную надежность, простоту обслуживания и гребуемую жесткость опорных уэпов врвшения валков.

3 9561 Ипя обеспечения требуемой жесткости зубчатые вапки конструируются двух-опорными, что значитепьно успожняет смену инструмента.

В спучае же консопьного распопожения зубчатых валков смена инструмента проста, однако требуемая жесткость вапковых опор, как правило, недостаточна.

При накатке профипей кругпыми зубчатыми валками трудно обеспечить требу- <0 емую точность профипя по дпине обшей нормапи, что в значительной степени связано с механикой пластического формоизменения.

Известно также устройство дпя накатки зубчатых профилей на валах, содержащее установпенный в корпусе комплект инструментов, выпопненный в виде имеющей заходные участки копьцевой матрицы с внутренними формообразующими зубьями и коаксиапьно размещенного в матрице зубчатого вапка, установпенного с возможностью вращения (2g.

Известное устройство мапопроизводительно, так как поэвопяет вести обработ- ку только по одной заготовке, ограничены его технопогические воэможности, не поэвопяюшие накатывать зубчатые профили на валах. Кроме того, заготовка в процессе накатки не центрируется "безнадзорна",что приводит к эначитепьному снижению точности накатанного профипя по таким параметрам как прямопннейность зубьев, радиальное биение и т.д. Кроме того, в процессе накатки наружный и внутренний инструменты испытывают небпа- гоприятную несимметричную схему нагруже ния.

Цепью изобретения явпяется повышение роиэводитепьности, качества накатки и стойкости инструмента.

4О

ILera достигается тем, что устройство дпя накатки зубчатых профилей на вапах, содержащее установленный в корпусе комппект инструментов, выполненный в виде имеющей заходные участки кольцевой матрицы с внутренним формообразующими зубьями и внутреннего коаксиапьного матрице зубчатого вапка, установпенного с возможностью вращения, снабжено допопнитепьиым корпусом и допопнитеньным о комплектом инструментов, размещенным в допопнитепьном корпусе зеркацьно от носитепьно основного комппекта инструментов с воэможностью осевого перемещения в направлении основного комппекта инструментов и системой подпружиненных центров установпенных в основном и допопнитепьном корпусах равномерно по

17 ф окружнОсти соосно один другому, при этом копьцевые матрицы установпены с возможностью вращения.

На фиг. 1 изображено предпагаемое устройство дня накатки шпицев торсионных ванов с двух сторон (указаны движения заготовки и инструментов); на фиг. 2 -- вариант устройства дпя накатки зубчатых участков фланцевых валов с одной стороны.

Устройство включает в себя два корпуса — основной 1 и допопнитепьный 2.

i ,Йопопнитепьный корпус 2 выполнен с возможностью перемещения на колонках

3, верхние концы которых закреппены в траверсе 4, а нижние - в основном корпусе 1. Внутри корпусов 1 и 2 установпены с возможностью вращения на радиально-упорных подшипниках копьцевые инструменты — матрицы 5 и 6 с внутренним формообразующим зубчатым профилем, Ъ а коаксиапьно им зубчатые валки 7 и 8 с наружным формообразующим зубчатым профилем.

Матрицы 5 и 6 кинематически связаны с зубчатыми валками 7 и 8 посредством синхрониэируюших шестерен 9 и 10> причем поспедние попарно соосны, выполнены подпружиненными пружинами 11 и

12 с возможностью вращения и "утопания" внутрь корпусов без выхода иэ зацепления с матрицами 5 и 6 и вапками

7и8.

В свою очередь оинхронизируюшие шестерни S и 10 на передних торцак имеют насечку типа- мышиный эуб" дпя неподвижного сцепления с заготовками 13 при накатке и снабжены ппаваюшими опорными центрами 14 н 15 дпя центрирования накатываемых заготовок 13.

Зубчатый вапок 7 подвижного допопнитепьного корпуса 2 закреппен неподвижно на валу 16, выполненном с хвостовиком 17 дпя обеспечения приводного вращения вапка 7 от шпиндепя 18 базового станка, например вертикапьно-сверли пьного.

Зубчатый вапок 8 основного корпуса

1 закреплен неподвижно на вапу 1 9, выпопненном с возможностью пассивного вращения в подшипниках 20, Корпуса l и 2 снабжены регупируемыми упорами 21 и 22 дпя ограничения глубины "утопания", зависящей от дпины накатываемого участка 23 заготовки

13, синхронизируюших шестерен 9 и 10.

Пружины ll и 12 предназначены дпя возврата синхронизируюших шестерен 9 и 10 в исходное положение и, главным

5 956 l 17

6 образом, для выталкивания накатанной за- профиля, эависяших от длины формируюготовки из зон накатки корпусов 1 и 2.

Обшее осевое усилие привода Р до- Однако п и накатке профилей с моду(д ако р

2 асчи тывае тся лем m=1 мм возможно изготовление неполнительного корпуса расчитывается по простым формулам

5 прерывных формируюших зубьев.

Технология обработки зубьев матриц

5 и 6 аналогична технологии изготовпения кольцевых протяжек дпя обработ .бЫт — ОС ки наружных зубчатых профилей. ОбработК = 0 3 - при врашении выталкиваемой 1р ка заходных и обратных участков зубьев

Ф заготовки (опытные данные); матрицы ведется по специальной техноК = 1,35 — беэ врашения выталкиваемой ло ии заготовки (опытные данные);

Устройство работает следуюшим обрагАе n - число одновременно накатываемых

saI oToBoK (He3aBHcHMo c oAHoro H IIH AByx o ToBKH 1 3 raHaB mmamT B концов); жиненных опорных центрах 14 и 15. 3аР - Уси е треВУемое длЯ выта и- тем допоп тепй корпус 2 перемешают ыт ваниЯ одной накатанной головки заготовки; по колонкам 3 до момента в зания заP — осевое Усилие подачи, необходи- готовок в эаходные участки зубьев маОС

Роф оцной l olloBKH эа )O риц 5 и 6 и зубчатых в лкоВ 7 и 8 на готовки двумя формируюшими валками; величину 0,5-1,0 мм (в зависимости — коэффициент усилия выталкивания от модуля накатываемого профиля, марки. накатанной головки заготовки, зависяший . стали и конфигурации торцов заготовки. от способа выталкивания (без врашения При этом зубья торцовой насечки. синхрс или с врашением).

25 низцруюших шестерен 9 и 10 врезаются

П Р и м е Р. ПРи накатке одной шпи- в торцы заГотовок 13 дпя обеспече я цевой головки вала из стали 45 (ю=8мм в процессе поспедуюшей накатки четко

Z = 40) осевое усилие подачи РОсъ100кГс. синхронного врашен я заготовок 13 и синПотРебное осевое Усилие привода при хронизируюших шестерен 9 и 10. одновременном накатывании десяти загоЗО Затем включается врашение зубчатого товок (независимо с одной ипн с двух c Î валка 7 и осевая подача дополнительного

Рон) с выталкиванием их беэ врашениЯ корпуса 2. При этом врашение зубчатого составит валка 7 передается заготовкам 13 и через синхронизируюшие шестерни 9 матриР =10(100>235100)2350 кГс, . ц 5 О) 13 в „„„пе еда

Ос

35 ется через синхрониэируюшие шестерни т.е. по тРебУемомУ осевомУ Усипию по-. 10 зубчатому валку 8 и матрице 6 осДа ycTPGNcTBO MoKeò быть HcnomoBa- новного кор уса 1. Происходит накатыва

Но под шлиценакатку профиля, аналогично- ние заготовок 13 с обеих сторон до д нн ".. в примере при модеРни- тех пор, пока синхронизируюшие шестер40 т на по ы 21 и 22, зации станков моделей 2Н150 и 2170, ни 9 и 10 не встанут на упоры раэвиваюших ра оче рабочее осевое усилие пода- после чего включается обратная осевая чи соответственно 2,5 т.с. и 4,0 т.с. подача, т е. отвод дополнительного корпуй, потребный дпя накат- са 2. В зависимости от способа вывода

Крутяши момент, ки на этих станках, о ках обеспечивается с до- заготовок из зон накатки (с врашением

45 статочным запасом. или без вращения) врашение зубчатого

Матрицы .5 и 6 могут быть выполне- . валка 7 соответственно продолжается или ны в виде тонкостенных колец,неподвиж- отключается при вкшочении обратной осеНо закрепляемых в бандажах, которые ус- вой подачи. т н а авпиваются на подшипниках качения. При этом пру жины 1- и 12, толкая кос енное вВ свою очередь, тонкостенное кос енное кольцо с шестерни 9 и 10, выталкивают загото внутренними формоо разу ф б уюшими зубьями кн 13 из зон накатки основного 1 и доможет быть выполнено в виде совокуп- полнительного 2 корпу сов в исходное поности отдельных сегментов.

Изображенный на фиг. 1 формообразу- Затем заготовки снимаются с опорных оф цы 5 и 6 и вап- 55 ц нтров 14 и 15. цикл окончен. к ки з бков 7 и 8 выполнен ступенчатым с це-. В случае необходимости накатки зу пью уменьшения рад радиальных.усилий накат- чатого профиля на одном конце детали, м иг.2) ки и перенаклепа,вп и адин накатываемого например типа фпанцевого.вала (см. фиг. ()5P> >)

7 синхрониэируюшие шестерни 10 основного корпуса 1 фиксируются неподвижно в осевом направлении (путем снятия пружин 12 и замены упоров 22), а матрица 6 и зубчатый вапок 8 снимаются во избежание иэпишнего износа от вращения в паре с синхронизируюшими шестернями

10. 11еподвижная система опорных центров обеспечивает простоту и надежность конструкции предлагаемого устройства.

Для повышения надежности и уменьшения габаритов возможно применение вместо

1 пружин 13 и 12 гидроципиндров. устройство может быть пегко реапиэо" вано при депевой модернизации универсаль-15 ных метаппорежуших станков, напримервертикапьно-сверлипьных, токарных и специализированных агрегатных станков.

Изобретение позвопит резко повысить производительность процесса зубообработ« 20 ки и высвободить бопьшое количество зубообрабатываюшего оборудования и производственных. ппошадей; повысить стойкость зубообрабатываюшего инструмента и снизить затраты на него; повысить 25 качество пака тываемого профиля; снизить стоимость зубообработки; легко автоматизировать процесс накатки; широко и быстро внедрять прогрессивный процесс эубонакатки путем модеризации универ- $Q сапьного оборудования вместо создания специальных станков.

7 8

Формула изобретения

Устройство для накатки зубчатых профилей на валах, содержашее установпенный в корпусе комплект инструментов, выполненный в виде имеюшей заходные участки кольцевой матрицы с внутренними формообраэуюшими зубьями и коаксисально размешенного в матрице эубчатого вапка, установпенного с возможностью врашения, о т п и ч а и ш е е с я тем, что, с цепью повышения производитепьности, качества накатки и стойкости инструмента, оно снабжено дополнитепьным корпусом и допопнитепьным комппектом инструментов, размешенным в допопнитепьном корпусе зеркально относительно основного комппекта инструментов с возможностью осевого перемешения в направпении основного комплекта инструментов, и системой подпружиненных центров, установпенных в основном и дополнительном корпусах равномерно по окружности соосно один другому, при этом копьцевые MBTpHIxbl установпены с возможностью вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство, СССР

No 663470, кл, В 21 Н 5/02,08.07.77.

2. Авторское свидетельство СССР

% 640804, кп. В 21 Н 5/00, 15,03.76 (прототип ).

9561 17

Составитель И. Ионов

Редактор О. Юркова Техред С.Мигунова Корректор Л. взятке

Заказ 6895/12 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4