CH328812A - Process and machine for the non-cutting forming of threads - Google Patents

Process and machine for the non-cutting forming of threads

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CH328812A
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CH
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thread
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rollers
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Grob Ernst
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Grob Ernst
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/12Making helical bodies or bodies having parts of helical shape articles with helicoidal surface

Description

  

      Verfahren        und        Maschine        zur        spanlosen        Formung    von     Gewinden       Es sind Verfahren zur     spanlosen    Formung  von Gewinden bekannt, bei denen das Werk  zeug vom     Werkstück-Aussendurchmesser    auf  dessen Mitte zu vordringt, wobei das Material  des Werkstückes entgegen der Zustellkraft des  Werkzeuges radial nach aussen in die Lücken  des     Werkzeuges    gepresst     wird,

      so dass der       Iiüllzylinder    des fertigbearbeiteten     Werkstük-          kes    etwa um die Gewindetiefe grösser ist als  dessen Rohform. Durch den     gegensinnigen-          Verlauf    von     Zustellkraft    und Fluss des Werk  stoffes wird letzterer überbeansprucht,     und     der Kraftbedarf ist     unnötig    hoch.  



  Erfindungsgemäss bringt man mindestens  eine Formrolle, deren Umfangsform derjeni  gen des zu erzeugenden Gewindes angepasst  ist, wiederholt mit dem Werkstück in verfor  menden Eingriff in der Weise, dass sie ent  lang den zu erzeugenden Gewinderillen mit  mindestens einem Teil jeweils ohne Berüh  rung mit dem Werkstück auf die grösste ein  zuarbeitende     Gewinderillentiefe    an das Werk  stück herangeführt und während des an  schliessenden verformenden Eingriffes aus  dem Werkstück herausgeführt wird, so dass  sie eine entsprechend ihrem Vorschub relativ  zum Werkstück in Richtung der zu erzeugen  den Gewindegänge begrenzte Portion des  Werkstoffes vor sich her in Richtung auf den  Aussendurchmesser des Werkstückes walzt.

   -Da  hierbei die Formrolle den Werkstoff in Rich  tung vom     Gewindegrund    auf den     Gewinde-          Aussendurchmesser    zu walzt, können Kraft-    angriff und     Werkstofffluss    annähernd gleich  sinnig verlaufen, woraus sich eine     Struktur-          verbesserung    des     Gewindes    und     erfahriings-          gemäss    eine höhere     Oberflächengüte    und Ge  nauigkeit ergibt.  



  Dabei können eine oder alle Formrollen  selbst Antriebslos sein, so dass bei ihrer krei  senden Bewegung zwischen Werkstück und  Werkzeug eine     Abrollbewegung    stattfindet,  oder es kann ein Antrieb der Formrollen um  deren     Drehachse    stattfinden, welcher     ent-          iveder    ein reines Abrollen der Rollen auf der       Werkstückoberfläche    bewirkt oder auch eine  zusätzliche Gleitbewegung zum Glätten und  Verbessern der     Werkstückoberfläche    erzwingt.  



  Der Umstand, dass Werkzeug und Werk  stück wiederholt in und ausser verformenden       Eingriff    gebracht werden, hat noch eine wei  tere Verbesserung des     spanlosen    Gewindefor  mens gebracht. Bei den bisher bekannten Ver  fahren sind Werkzeug und Werkstück vom  Beginn des     Verformens    bis nach Erreichen  der     Werkstück-Fertigform    miteinander in       formschlüssigem    Eingriff.

   Da nun das ge  härtete Werkzeug in seiner Form unveränder  lich ist, das Werkstück dagegen im Aussen  durchmesser wächst und ausserdem die Nei  gung hat, sich unter dem     Verformungsdruck     in Achsrichtung zu recken, so ergeben sich hier  aus verschiedene Nachteile.     Beim        Einstech-          Gewinderollen,    wo Werkstück- und Werkzeug  achsen parallel stehen und das Werkstück  während der     Verformung    praktisch keine           Axialbewegung    ausführt, ist das Ausbrechen  vorstehender     Kanten,    des Werkzeuges unter  dem in Achsrichtung wirkenden Teildruck  eine     bekannte    Erscheinung.

       Beim-Durchlauf-          rollen        dagegen,    wo die Werkzeugachsen um  den Betrag des     Gewindesteigungswinkels     gegen die     Werkstückachse        verschwenkt    sind  und das     Werkstück    bei der Bearbeitung axial  wandert, zeigt sich der Übelstand, dass     mit     dem Recken des Werkstoffes die     Steigung     des erzeugten     Gewindes    wächst, also ungenau  wird, und zwar um so mehr, je     grösser    das  Verhältnis     Gewindesteigung    : Gewindedurch  messer wird.

   Wenn dagegen die Gewindeher  stellung in Einzelvorgänge unterteilt ist und  in den Pausen zwischen diesen das Werkstück  frei von verformender Berührung mit dem  Werkzeug wird,     dann    tritt der beschriebene  Nachteil weniger oder gar nicht auf. Es kön  nen ein oder mehrere Träger mit Formrollen  vorgesehen sein, wobei die relative Vorschub  bewegung     zwischen    Werkzeug und Werkstück  entlang den zu erzeugenden Gewinderillen       zweckmässigerweise    durch eine     schrauben-          linienförmige    Bewegung des Werkstückes er  folgt,

   während der oder die Werkzeugträger  während des gesamten Arbeitsganges sowohl  unter sich als auch in bezug auf ihre Lage       ziun        Werkstück        -umbeweglich    bleiben.  



  An Hand eines auf der     Zeichnung    dar  gestellten Ausführungsbeispiels der Maschine  nach der     Erfindung    ist im folgenden auch ein  Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen  Verfahrens     beschrieben.    Es zeigen:       Fig.1    und 2 das beispielsweise     Verfahren,          Fig.    3 bis 9 die Maschine,     -und        zwar    eine  solche zur Herstellung von Aussengewinden.

    Im     einzelnen    zeigen:       Fig.    1 Werkzeuge     und    Werkstück beim       spanlosen    Formen eines Aussengewindes am  letzteren im Schnitt,       Fig.2    desgleichen in     Draufsicht,          Fig.    3 eine Maschine zur     Verwirklichung     dieses Formverfahrens, mit zwei Werkzeug  supporten,       Fig.    4 einen     einzelnen        Werkzeugsupport     mit einem     Rollentragkopf    mit Antrieb jeder       Formrolle,

              Fig.5    einen Schnitt durch den Tragkopf  nach     Fig.    4 in der Ebene<B>A -A,</B>       Fig.    6 eine weitere     Ausführung    eines     Werk-          zeugsupportes    mit ringförmigem     Rollentrag-          -kop.f,          Fig.    7 einen Support mit     Rollentragkop    f  mit angetriebenem Werkzeug, in Verbindung  mit einem Support mit antriebslosem Gegen  halter,       Fig.    8 einen Schnitt durch Werkzeuge und  ein Werkstück entsprechend     Fig.    2,

   wobei zwei  einander gegenüberliegende Formrollen ver  schiedenartige     Walzarbeit    leisten,       Fig.    9 einen Schnitt wie     Fig.    8, wobei die       hintereinanderliegenden    Formrippen einer  einzelnen Formrolle verschiedenartige Arbeit  leisten.  



  In den     Fig.    6 und 7 tragen die dargestell  ten     Werkzeugsupporte    nur je eine Werkzeug  rolle, in     Fig.    3 bis 5 mehrere.  



  In     Fig.l    ist dargestellt, wie das     spanlos     mit Aussengewinde zu versehende Werkstück       ca    eine drehende und entsprechend der Gewinde  steigung gleichzeitig eine axiale Vorschub  bewegung     ausführt.    Die Bearbeitung des  Werkstückes a geschieht nun in der Weise,  dass die Formrollen b, b', deren Umfangsform  derjenigen des zu erzeugenden Gewindes an  gepasst ist, mehrmals an dem     Werkstück    in  einer Bahn c bzw.

   c' vorbeigeführt werden,  wobei sie je in einer Planetenbahn entgegen  gesetzt zur Drehbewegung des Werkstückes  kreisen und beim jeweiligen verformenden  Eingriff entlang der zu erzeugenden Gewinde  rille jeweils zunächst bis auf die herzustel  lende     Gewinderillentiefe    an das Werkstück  herangeführt werden, das heisst bis zu der  Stelle, welche dessen Achse zunächst liegt.  Dies geschieht, ohne dass bis zur Erreichung  dieser Stelle eine Berührung mit dem Werk  stück stattfindet, da die Formrollen in die  vom Anschnitt her bereits herausgearbeiteten  Nuten des Werkstückes eintauchen.

   Vom  Augenblick der     Berührung    an entfernt sich  die Formrolle auf ihrer Bahn c wieder von der  Achse -des Werkstückes     a    nach dessen Aussen  durchmesser zu, wobei während dieses Her  ausführens der     Formrolle    aus dem Werkstück      ein verformender Eingriff stattfindet, welcher  Material des Werkstückes entsprechend dem       Vorschuh    zwischen Werkzeug und Werkstück  in Richtung der zu erzeugenden Gewindegänge  nach dessen Aussendurchmesser zu vor der  Rolle her und zur Seite in Richtung der zu  erzeugenden Gewindeflanken walzt.

   Diese ein  zelnen Werkstoffportionen liegen, wie bei     d,   <I>d'</I>  punktiert angedeutet,     dachziegelartig    überein  ander, und zwar auf dem ganzen Werkstück  umfang. Dadurch, dass beim Beginn jedes ver  formenden Eingriffes die     bewegte    Werkstoff  menge von 0 an zunimmt, ergibt sich an die  ser Stelle eine besonders glatte und über  gangslose Oberfläche. Zwischen den Werk  zeugrollen b, b' und dem Werkstück ergibt  sich eine so starke rollende Reibung, dass die  Werkzeugrollen selbst vom Werkstück in eine  drehende Bewegung versetzt und auf diesem  abgerollt werden, sofern die Werkzeugrollen  nicht selbst für besondere Zwecke von der  Maschine aus eine     zwangläufige    Drehung um  ihre Drehachse erhalten.

   Ist dies der Fall,  dann kann dieser     zwangläufige    Antrieb der       'VVerkzeugrollen        iun    ihre Drehachse so gewählt  werden, dass zusätzlich zu der relativen     Ab-          rolibewegung    zwischen Werkzeug und Werk  stück eine Gleitbewegung zwischen diesen bei  den, vorzugsweise im entgegengesetzten Sinne  des     Vorschubes    erzeugt     wird.    Es hat sich ge  zeigt, dass auf diese Weise besonders glatte,  verschleiss- und ermüdungsfeste Oberflächen  an     Gewinden    erzeugt werden können.

   Um beim       Werkstückrohling,    welcher einen Aussendurch  messer etwa gleich dem Flankendurchmesser  des fertigen Gewindes besitzt, die Formrollen  von Anfang an berührungslos bis auf die dem       Gewindegrund    des fertigen Gewindes entspre  chende Eingriffstiefe an das Werkstück heran  führen zu können, wird das Werkstück an  der Stelle, wo das Gewinde beginnen soll, bis  zum     Gewindegrund    frei gedreht.  



       Fig.    3 zeigt eine nach dem vorgeschriebe  nen Verfahren arbeitende     Maschine    zum Her  stellen von Aussengewinden, teilweise in der  Arbeitsebene geschnitten. Auf einem Ständer  e sind     einerseits    der Getriebekasten f, ander  seits die Werkzeugsupporte g, g' angeordnet,    letztere je um die Achse Z     bzw.-Z'    in dem  Lager k bzw. k' drehbar. Von der Riemen  scheibe<I>i</I> aus werden einerseits über Achse<I>k,</I>  die     Schraubenrädertriebe        l    und     l'    sowie über  die Gelenkwellen<I>m</I> und<I>m'</I> die     Rollentrag-          köpfe-   <I>t, t'</I> der Supporte<I>g,</I> g' angetrieben.

    Anderseits wird von Welle k aus über das       Wechselrädergetriebe    n     uncd    Schneckengetriebe  o der     Werkstückträger    angetrieben. Dieser  letztere besteht aus einer Leitpatrone p, wel  che in ihrem     Innern    die     Werkstückspannvor-          riehtung    mit Zange q -und Handrad r     trägt.     Die Leitpatrone erhält durch-den Schnecken  trieb o über Keilnuten eine     Drehbewegung     und durch die Leitmutter s eine axiale Vor  schubbewegung.

   Die     Rollentragköpfe   <I>t, t'</I> be  wegen sich entgegen dem Drehsinn der     Vor..          schubdrehbewegung    des Werkstückes. Die in  den     Rollentragköpfen    parallel zu den Achsen       u,        u'    exzentrisch gelagerten." Formrollen b, b'  kreisen dabei je in einer Planetenbahn um die  Kopfachse und tauchen dabei an einem Ende  des Werkstückes beginnend und parallel zur  Gewindesteigung fortschreitend, periodisch  von beiden Seiten gleichzeitig in das Werk  stück ein und verformen dieses,. wie in     Fig.1     und 2 gezeigt.

   Dabei ist. die Achse     u    bzw. u'  jedes     Werkzeugtragkopfes        um    den Betrag des       Steigungswinkels    des zu     erzeugenden.    Gewin  des um die Achse Z, Z'     gedreht,    so dass sie  senkrecht zur Gewindesteigung ist     und    die  Formrollen genau in     Richtung    der gewünsch  ten Steigung der anzubringenden Gewinderil  len in das Werkstück eintreten. Ein Mittel  zum -möglichst     starren    Festhalten des Werk  stückes in seiner     Axiallage    ist durch eine Füh  rungsbüchse v angedeutet.  



  Da die Planetenflugbahn der     Formrollen     in ihrer Lage parallel zur aus der Dreh- und       Axialvorschubbewegimg    des Werkstückes re  sultierenden Bahn während des ganzen Ar  beitsganges     gleiehbleibt,    ist eine     gynchroni-          sierung    von     Rollentragkopfbewegtmg    und       @Verkstückbewegung    überflüssig, und beide       Bewegungen    können in ihrer Geschwindigkeit  unabhängig voneinander gewählt werden.  



  Es handelt sich hier nur um ein     möglichst     vereinfachtes     Ausführungsbeispiel.    -Natürlich           kann    die     Einspannung,    die Drehung     und    der  Vorschub des Werkstückes     auch    auf andere  Weise     bewerkstelligt    werden, beispielsweise  nach Art einer     Gewindefräsmaschine;    ebenso  kann durch andere     Anordnung    der Elemente  von     Fig.    3 die Maschine     ziun        spanlosen    For  men von Innengewinden ausgebildet sein.  



       Fig.    4 zeigt einen     einzelnen    Werkzeugsup  port, diesmal mit Einzelantrieb des     Rollen-          tragkopfes,    für seine kreisende Bewegung von  einem     Elektromotor    aus.

   Dieser Support zeigt  in     Fig:    4 und senkrecht dazu in Ebene<B>A -A</B>  geschnitten in     Fig.    5 den     zwangläufigen    An  trieb der Formrollen b um deren Drehachse:  Zu diesem Zweck ist im Hauptkörper des       Werkzeugsupportes    g     konzentrisch    zur An  triebsachse     zs'    ein     Planetengetrieberäd    w     un-          verdrehbar    angeordnet, welches über Zwi  schenräder<I>x, y</I> bzw.<I>x', y'</I> die Formrollen<I>b,</I>  b' in der in     Fig:

      5 angegebenen Pfeilrichtung  dreht,. sobald der Antrieb des     Werkzeugsup-          portes    für den Tragkopf in Betrieb ist. Dabei  wird das     Zähnezahlverhältnis    der Zahnräder       e          q.v,   <I>x, y</I> so gewählt, dass entweder der Umfang  der Formrollen b, b' sich auf dem Werkstück       abrollt    oder     wunschgemäss    gegenüber diesem  eine in bezug auf die     Vorschubdrehbewegung     des Werkstückes positive oder negative Zu  satzdrehung     ausführt.     



       Fig.    6 zeigt eine ringförmige Ausbildung  des     Rollentragkopfes,    durch dessen Bohrung  das Werkstück     exzentrisch    bei der Bearbei  tung     hindurchgeführt    wird.. Der Support     g'     trägt in diesem Fall einen mit ihm fest ver  bundenen Laufring 11, in welchem der ring  förmige     Rollentragkopf    12 umläuft, der einen       Innenzahnkranz    13 aufweist und von einem  Motor über das     Ritzel    14 angetrieben ist. Im       Rollentragkopf    12 ist wieder parallelachsig  mit ihm     mindestens    eine     Formrolle    b gelagert.

    In     Fig.    6 ist eine     einzelne    Formrolle darge  stellt,     und    zwar antriebslos. Sie kann aber  nach Art der     Fig.    4 und 5 vom Laufring 11  aus einen Antrieb erhalten. Die Elemente zur       Führung    und     Abstützung    des Werkstückes a  'sind hier als Backenfutter und Gegenspitze  angedeutet, können aber auch zum Beispiel  ähnlich     Fig.    3 ausgebildet sein.

   Die Elemente         können    gemeinsam     mit    der     Lagerung    des  Supportes g'     (Fig.6)    auf einer     Grundplatte          montiert    sein.     Mittels    der Supportlagerung  kann die Ringachse     u'    in der erforderlichen  Weise senkrecht zur am     -#Verkstüek    herzustel  lenden Gewindesteigung eingestellt werden.  



  Bei der in     Fig.    7 gezeigten, der in     Fig.    3  entsprechenden Maschine     trägt    nur der linke  Support g' einen     Rollentragkopf,    der rechte  Support g     trägt    einen Gegenhalter, der eine  oder     mehrere        antriebslose    Stützachsen 15 be  sitzt, welche parallel zur     Werkstückachse    ste  hen oder wie die     Rollenkopfachse    u' um den  Betrag des     Gewindesteigungswinkels        um    die  Supportachse Z verdreht sein können.

   Im  Falle von zwei oder mehr Stützachsen werden  diese vorzugsweise     achsparallel    zum Werk  stück und alle in gleichem Abstand zu dessen  Achse angeordnet sein. Die Anordnung der  auf den Stützachsen lose drehbaren Stützrol  len 16 kann wie     Fig.    7 so sein, dass sie das  Werkstück     a    vor und hinter der     Verformungs-          stelle    abstützen und entsprechend der Werk  stückform vor und nach der Bearbeitung  axial     hintereinanderliegend    verschiedene Um  fangsformen aufweisen.  



       Fig.    8 und 9     schliesslich    zeigen Beispiele,  wie die     Verformungsarbeit    entweder auf die       nebeneinanderliegenden    Rippen und Rillen  einer Formrolle b     (Fig.9)    oder auf solche,  untereinander verschiedene, hintereinander  arbeitende Formrollen b", b<B>\</B>     (Fig.8)    eines       Rollentragkopfes    t oder mehrerer     Rollentrag-          köpfe   <I>t, t'</I>     verteilt    werden kann.

   In     Fig.    8  wird das Werkstück     a    in der Weise bearbei  tet, dass Formrolle b" mit einer ersten Rippe  noch nicht bis zur endgültigen, gestrichelt  angedeuteten     Rillentiefe    vorarbeitet und  gleichzeitig mit weiteren Rippen die Aussen  kanten der Gewinderillen des von der     ent-          sprechend    tief in das Werkstück bewegten  Formrolle b<B>\</B> fertiggeformten Gewindes nach  richtet.  



  Gemäss     Fig.    9 werden von den hinterein  ander an der gleichen Formrolle b vorgese  henen Formrippen 16, 17, 18 stufenweise die  Gewinderillen am Werkstück     a    vertieft     und     der     Gewindeflankenwinkel    vergrössert.



      Method and machine for the non-cutting forming of threads There are known methods for the non-cutting forming of threads in which the work tool penetrates from the workpiece outer diameter to its center, the material of the workpiece against the feed force of the tool radially outward into the gaps of the Tool is pressed,

      so that the filling cylinder of the finished workpiece is larger than its raw shape by approximately the thread depth. Due to the opposing course of the feed force and the flow of the material, the latter is overstrained and the force required is unnecessarily high.



  According to the invention, at least one forming roller, the circumferential shape of which is adapted to the shape of the thread to be generated, repeatedly engages the workpiece in defor-ming manner in such a way that it engages along the thread grooves to be generated with at least one part each without touching the workpiece the largest thread groove depth to be machined is brought up to the workpiece and guided out of the workpiece during the subsequent deforming engagement, so that a portion of the material that is limited according to its advance relative to the workpiece in the direction of the threads to be generated is in front of itself in the direction of rolls the outer diameter of the workpiece.

   Since the forming roller rolls the material in the direction from the thread root to the thread outer diameter, the application of force and the flow of material can run approximately in the same direction, which results in an improvement in the structure of the thread and, according to experience, a higher surface quality and accuracy .



  One or all of the form rollers can themselves be driveless, so that when they move in a circling motion between the workpiece and the tool, a rolling movement takes place, or the form rollers can be driven around their axis of rotation, which either causes the rollers to simply roll on the workpiece surface or forces an additional sliding movement to smooth and improve the workpiece surface.



  The fact that the tool and workpiece are repeatedly brought into and out of deforming engagement has brought about a further improvement in the chipless thread form. In the previously known Ver drive, the tool and workpiece are in positive engagement with one another from the beginning of the deformation until the finished workpiece is reached.

   Since the shape of the hardened tool is unchangeable, the workpiece, on the other hand, grows in diameter and also has a tendency to stretch in the axial direction under the deformation pressure, so there are various disadvantages. In grooving thread rolling, where the workpiece and tool axes are parallel and the workpiece practically does not perform any axial movement during the deformation, the breaking out of protruding edges of the tool under the partial pressure acting in the axial direction is a known phenomenon.

       In the case of continuous rolling, on the other hand, where the tool axes are pivoted by the amount of the thread pitch angle against the workpiece axis and the workpiece moves axially during machining, the disadvantage is that as the material is stretched, the pitch of the thread generated increases, i.e. becomes imprecise The greater the ratio of thread pitch: thread diameter, the more so.

   If, on the other hand, the thread production is divided into individual processes and in the pauses between these the workpiece is free from deforming contact with the tool, then the disadvantage described occurs less or not at all. One or more carriers with forming rollers can be provided, with the relative feed movement between the tool and the workpiece along the thread grooves to be generated expediently by means of a helical movement of the workpiece,

   while the tool carrier (s) remain movable around the workpiece during the entire operation, both among themselves and with regard to their position.



  Using an exemplary embodiment of the machine according to the invention provided in the drawing, an exemplary embodiment of the method according to the invention is also described below. They show: FIGS. 1 and 2 the example method, FIGS. 3 to 9 the machine, namely one for producing external threads.

    In detail: FIG. 1 shows tools and workpiece during the non-cutting forming of an external thread on the latter in section, FIG. 2 likewise in plan view, FIG. 3 shows a machine for implementing this forming process with two tool support, FIG. 4 shows a single tool support with one Roller head with drive for each forming roller,

              5 shows a section through the support head according to FIG. 4 in the plane A-A, FIG. 6 shows a further embodiment of a tool support with an annular roller carrying head, FIG. 7 shows a support with roller carrying head f with powered tool, in connection with a support with non-powered counter holder, Fig. 8 is a section through tools and a workpiece according to Fig. 2,

   wherein two opposing forming rollers make ver different-like rolling work, Fig. 9 shows a section like Fig. 8, wherein the consecutive forming ribs of a single forming roller do different types of work.



  In Figs. 6 and 7, the dargestell th tool supports only each roll a tool, in Fig. 3 to 5 several.



  In Fig.l it is shown how the workpiece to be provided with an external thread without cutting executes a rotating and corresponding to the thread pitch at the same time an axial feed movement. The machining of the workpiece a now takes place in such a way that the forming rollers b, b ', the circumferential shape of which is matched to that of the thread to be generated, repeatedly on the workpiece in a path c or

   c ', whereby they each circle in a planetary path opposite to the rotational movement of the workpiece and during the respective deforming engagement along the thread groove to be produced are first brought up to the thread groove depth to be produced on the workpiece, i.e. up to the point which axis is next. This happens without touching the workpiece until this point is reached, since the forming rollers dip into the grooves of the workpiece that have already been worked out from the cut.

   From the moment of contact, the forming roller moves away on its path c again from the axis of the workpiece a to its outer diameter, with a deforming engagement taking place during this process of the forming roller from the workpiece, which material of the workpiece is between the workpiece according to the shoe Rolls the tool and workpiece in the direction of the thread turns to be generated according to its outer diameter in front of the roller and to the side in the direction of the thread flanks to be generated.

   As indicated by d, <I> d '</I> in dotted lines, these individual material portions lie on top of each other like roof tiles, namely over the entire circumference of the workpiece. The fact that at the beginning of each deforming intervention the amount of material moved increases from 0 onwards, resulting in a particularly smooth surface with no transition. Between the tool rolls b, b 'and the workpiece there is such a strong rolling friction that the tool rolls themselves are set in a rotating motion by the workpiece and are unrolled on it, unless the tool rolls themselves are forced from the machine for special purposes Get rotation around its axis of rotation.

   If this is the case, then this inevitable drive of the tool rollers can be selected in their axis of rotation so that in addition to the relative abrasion movement between tool and workpiece, a sliding movement is generated between them at the, preferably in the opposite sense of the feed. It has been shown that in this way particularly smooth, wear-resistant and fatigue-resistant surfaces can be produced on threads.

   In order for the workpiece blank, which has an outer diameter approximately equal to the pitch diameter of the finished thread, to be able to bring the forming rollers contactlessly from the beginning to the depth of engagement corresponding to the thread root of the finished thread, the workpiece is at the point where the thread should begin, turned freely to the thread base.



       Fig. 3 shows a working according to the prescribed method NEN machine for making external threads, partially cut in the working plane. On a stand e on the one hand the gear box f and on the other hand the tool supports g, g 'are arranged, the latter each rotatable about the axis Z or -Z' in the bearing k or k '. From the belt pulley <I> i </I>, on the one hand, the helical gear drives l and l 'and the cardan shafts <I> m </I> and <I> m' are connected via the axis <I> k, </I> </I> the roller carrying heads- <I> t, t '</I> the supports <I> g, </I> g' are driven.

    On the other hand, the workpiece carrier is driven from shaft k via the change gear n and worm gear o. The latter consists of a guide cartridge p, which carries the workpiece clamping device with pliers q and handwheel r inside. The guide cartridge receives a rotary motion through the worm drive o via keyways and an axial forward thrust motion through the guide nut s.

   The roller carrying heads <I> t, t '</I> move counter to the direction of rotation of the feed rotation of the workpiece. The forming rollers b, b ', which are eccentrically mounted in the roller bearing heads parallel to the axes u, u', each circle in a planetary orbit around the head axis and dive starting at one end of the workpiece and progressing parallel to the thread pitch, periodically from both sides at the same time into the workpiece and deform it, as shown in FIGS.

   It is. the axis u or u 'of each tool support head by the amount of the pitch angle of the to be generated. The thread is rotated about the axis Z, Z 'so that it is perpendicular to the thread pitch and the forming rollers enter the workpiece precisely in the direction of the desired pitch of the thread grooves to be attached. A means for holding the workpiece as rigidly as possible in its axial position is indicated by a guide bushing v.



  Since the position of the planetary trajectory of the forming rollers is parallel to the trajectory resulting from the rotational and axial feed movement of the workpiece during the entire work cycle, gynchronization of roller support head movement and block movement is superfluous, and the speed of both movements can be selected independently of one another will.



  This is only an exemplary embodiment that is as simplified as possible. -Of course, the clamping, the rotation and the advance of the workpiece can also be accomplished in other ways, for example in the manner of a thread milling machine; likewise, by arranging the elements of FIG. 3 differently, the machine can be designed for non-cutting For men of internal threads.



       4 shows a single tool support, this time with an individual drive of the roller support head, for its circular movement from an electric motor.

   This support shows in Fig: 4 and perpendicular to it in plane <B> A -A </B> in Fig. 5 the inevitable drive of the forming rollers b about their axis of rotation: For this purpose, in the main body of the tool support g is concentric to the drive axis zs' a planetary gear w non-rotatably arranged, which via intermediate gears <I> x, y </I> or <I> x ', y' </I> the forming rollers <I> b, </I> b 'in the in Fig:

      5 indicated arrow direction rotates. as soon as the drive of the tool support for the carrying head is in operation. The number of teeth ratio of the gears e qv, <I> x, y </I> is selected so that either the circumference of the forming rollers b, b 'rolls on the workpiece or, as desired, a positive one in relation to the feed rotation of the workpiece or executes negative additional rotation.



       Fig. 6 shows an annular design of the roller support head, through the bore of which the workpiece is passed eccentrically in the processing device .. The support g 'in this case carries a ver firmly connected race 11 in which the ring-shaped roller support head 12 rotates, which has an internal ring gear 13 and is driven by a motor via the pinion 14. In the roller support head 12, at least one forming roller b is again mounted parallel to it.

    In Fig. 6, a single forming roller is Darge provides, namely non-powered. However, it can receive a drive from the race 11 in the manner of FIGS. 4 and 5. The elements for guiding and supporting the workpiece a 'are indicated here as a jaw chuck and counter-tip, but can also be designed similarly to FIG. 3, for example.

   The elements can be mounted on a base plate together with the storage of the support g '(Fig. 6). By means of the support bearing, the ring axis u 'can be set in the required manner perpendicular to the thread pitch to be produced on the - # Verkstüek.



  In the case of the machine shown in Fig. 7, the corresponding machine in Fig. 3, only the left support g 'carries a roller bearing head, the right support g carries a counter holder that sits one or more non-driven support axles 15 which are parallel to the workpiece axis or how the roller head axis u 'can be rotated about the support axis Z by the amount of the thread pitch angle.

   In the case of two or more support axes, these are preferably axially parallel to the workpiece and all be arranged at the same distance from its axis. The arrangement of the support rollers 16, which are loosely rotatable on the support axes, can be such as in FIG. 7 that they support the workpiece a in front of and behind the deformation point and, depending on the workpiece shape, have different circumferential shapes axially one behind the other before and after machining.



       Finally, FIGS. 8 and 9 show examples of how the deformation work is carried out either on the adjacent ribs and grooves of a forming roller b (FIG. 9) or on such, mutually different, one behind the other working forming rollers b ", b ( Fig. 8) a roller support head t or several roller support heads <I> t, t '</I> can be distributed.

   In Fig. 8, the workpiece a is processed in such a way that the forming roller b ″ with a first rib has not yet worked up to the final groove depth, indicated by dashed lines, and at the same time with further ribs the outer edges of the thread grooves of the correspondingly deep in aligns the workpiece with the moving forming roller b <B> \ </B> the finished thread.



  According to FIG. 9, the thread grooves on the workpiece a are gradually deepened and the thread flank angle is increased by the one behind the other on the same forming roller b vorgese Henen forming ribs 16, 17, 18.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I Verfahren zum spanlosen Formen von Ge winden, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine Formrolle, deren Umfangs form derjenigen des zu erzeugenden Gewin des angepasst ist, wiederholt mit dem Werk stück in verformenden Eingriff bringt in der Weise, dass sie. PATENT CLAIM I A method for the non-cutting shaping of Ge threads, characterized in that at least one shaping roller, the circumferential shape of which is adapted to the shape of the thread to be generated, repeatedly with the workpiece in deforming engagement in such a way that it. entlang den zu erzeugenden Gewinderillen mit mindestens einem Teil je weils ohne Berührung mit dem Werkstück auf die grösste einzuarbeitende Gewinderillentiefe an das Werkstück herangeführt und während des anschliessenden verformenden Eingriffes aus dem Werkstück herausgeführt wird, so ilass sie eine entsprechend ihrem Vorschub re lativ zum Iferkstück in Richtung der zu er zeugenden Gewindegänge begrenzte Portion des Werkstoffes vor sich her in Richtung auf den Aussendurchmesser des Werkstückes walzt. UN TERANSPRÜCI-IE 1. along the thread grooves to be created with at least one part each Weil without contact with the workpiece to the largest thread groove depth to be worked in on the workpiece and is guided out of the workpiece during the subsequent deforming engagement, so that it is a relative to the Iferkstück in accordance with its feed rate the thread to be generated limited portion of the material rolls in front of it in the direction of the outer diameter of the workpiece. UN TER CLAIM 1. Verfahren nach Patentansprileh, da durch gekennzeichnet, dass die Bahn, in wel cher die Formrollen bewegt werden, eine Kreisbahn ist.. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass gleichzeitig eine Mehrzahl von Formrollen symmetrisch zur Werkstückachse wiederholt in verformenden. Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüehen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Formrollen während des verformenden Eingriffes mit dem Werkstück sieh auf diesem abrollen. Method according to patent claim, characterized in that the path in which the shaping rollers are moved is a circular path .. 2. Method according to patent claim, characterized in that simultaneously a plurality of shaping rollers symmetrically to the workpiece axis repeatedly in deforming. Engagement with the workpiece. 3. The method according to claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that the forming rollers roll on this during the deforming engagement with the workpiece. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Formrollen während des ver formenden Eingriffes mit dem Werkstück eine kombinierte Abr oll- und Gleitbewegung ausführen. PATENTANSPRUCH II Maschine zur Durchführung des Verfah rens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens eine Formrolle vor gesehen ist, die in entgegengesetztem Sinne zum Drehantrieb für das Werkstück in einer Planetenbahn um eine Achse kreisend angetrie- ben wird, welche senkrecht zur am Werkstück herzustellenden Gewindesteigung eingestellt ist, Method according to patent claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that the forming rollers perform a combined rolling and sliding movement during the deforming engagement with the workpiece. PATENT CLAIM II Machine for carrying out the method according to claim I, characterized in that at least one forming roller is provided, which is driven in a planetary orbit around an axis in a planetary orbit, which is perpendicular to the workpiece in the opposite direction to the rotary drive for the workpiece the thread pitch to be produced is set, und dass dem Drehantrieb für das Werk stück gleichzeitig ein axialer Vorsehubantrieb zugeordnet ist, damit das Werkstück eine der gewünschten Gewindesteigung entsprechende Bahn in bezug auf die Formrolle ausführt. UNTERANSPRÜCHE 5. Maschine nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Formrollen mit ihren Achsen symmetrisch zur Achse des eingesetzten Werkstückes um diese herum angeordnet ist. 6. and that the rotary drive for the workpiece is simultaneously assigned an axial pre-stroke drive so that the workpiece executes a path corresponding to the desired thread pitch with respect to the forming roller. SUBClaims 5. Machine according to claim II, characterized in that a plurality of forming rollers is arranged with their axes symmetrical to the axis of the workpiece used around them. 6th Maschine nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung umgerader Gewindegang- zahlen die gegenüberliegenden Formrollen be züglich der Mitte des in Bearbeitung befind lichen Werkstückteils versetzt zueinander an geordnet sind. 7. Maschine nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung gerader Gewindegang zahlen die gegenüberliegenden Formrollen be züglich der Mitte des in Bearbeitung befind lichen Werkstückteils spiegelbildlich angeord net sind. B. Machine according to claim II and dependent claim 5, characterized in that the opposing forming rollers are arranged offset to one another with respect to the center of the workpiece part being machined in order to generate even thread turns. 7. Machine according to claim II and dependent claim 5, characterized in that to generate a straight thread turn the opposing form rollers pay with respect to the center of the workpiece part being processed are a mirror image of angeord net. B. Maschine nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass von zwei gegen überliegenden Tragköpfen der eine eine an getriebene Formrolle trägt, der andere. als nicht angetriebener Gegenhalter ausgebildet ist (Fig.7). 9. Maschine nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass ein einziger Rol- lentragkopf vorgesehen ist und die Werkstück halterung zur Aufnahme des Gegendruckes zum Arbeitsdruck der Formrollen ausgebil det ist. 10. Machine according to patent claim II, characterized in that of two opposite support heads one carries a driven forming roller, the other. is designed as a non-driven counter holder (Fig. 7). 9. Machine according to claim II, characterized in that a single roller carrying head is provided and the workpiece holder is designed to absorb the counterpressure to the working pressure of the forming rollers. 10. Maschine nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollentragkopf vorgesehen ist, der das eingesetzte Werkstück ringförmig, in seiner Lage exzentrisch zum Werkstück, umschliesst (Fug. 6). 11. Machine according to claim II and dependent claim 9, characterized in that a roller support head is provided which surrounds the inserted workpiece in a ring shape, in its position eccentric to the workpiece (Fig. 6). 11. Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 8 und 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Gegenhalter das eingesetzte Werkstück vor und hinter der Bearbeitungs stelle abstützt und dazu mindestens zwei Stützorgane enthält, die in ihrer Form der Werkstückform an der betreffenden Abstütz- stelle angepasst sind. 12. Machine according to claim II and dependent claims 8 and 9, characterized in that the counter-holder supports the inserted workpiece in front of and behind the processing point and for this purpose contains at least two support members whose shape is adapted to the workpiece shape at the relevant support point. 12. Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die in den rotierenden Rollen tragköpfen angeordneten, in diesen drehbaren Formrollen in einem zum Drehsinn der Trag köpfe gegenläufigen Drehsinn angetrieben werden. 13. Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass den Formrollen eine Drehbewe gung erteilt wird, welche ungleich, z. Machine according to claim II and dependent claims 5 to 10, characterized in that the support heads arranged in the rotating rollers and rotatable in these forming rollers are driven in a direction of rotation opposite to the direction of rotation of the support heads. 13. Machine according to claim II and dependent claims 5 to 10, characterized in that the forming rollers a Drehbewe movement is granted which unequal, z. B. grö sser oder kleiner, derjenigen ist, die zur Er- zeugung einer reinen Abrollbewegung zwi schen den Formrollen und dem in Drehung versetzten Werkstück erforderlich ist. 14. Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass zum Zwecke des genau gleich zeitigen Eingriffes der Formrollen am Werk stück der Antrieb sämtlicher Werkzeugachsen synchronisiert ist. 15. B. larger or smaller, that which is required to generate a pure rolling movement between the forming rollers and the rotating workpiece. 14. Machine according to claim II and dependent claims 5 to 10, characterized in that the drive of all tool axes is synchronized for the purpose of precisely simultaneous engagement of the forming rollers on the workpiece. 15th Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass jede Werkzeugachse nur eine Formrolle trägt. 16. Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, da.ss jede Werkzeugachse eine Mehr zahl von hintereinander am Werkstück zum Eingriff kommenden Formrollen trägt. 17. Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass jede Formrolle die Gegenform nur eines Gewindeganges des am Werkstück zu erzeugenden Gewindes aufweist. 18. Machine according to patent claim II and dependent claims 5 to 14, characterized in that each tool axis carries only one forming roller. 16. Machine according to claim II and dependent claims 5 to 14, characterized in that each tool axis carries a plurality of form rollers coming into engagement one behind the other on the workpiece. 17. Machine according to claim II and dependent claims 5 to 14, characterized in that each forming roller has the counter-shape of only one thread turn of the thread to be generated on the workpiece. 18th Maschine nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 5 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass jede Formrolle die Gegenform mehrerer Gewindegänge des am Werkstück zu erzeugenden Gewindes aufweist. 19. Maschine nach Patentanspruch II und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Formrollen verschieden geformte Prägerippen aufweisen, welche bei der Ge- windeherstelliuig entsprechend der am Werk stück schraubenlinienförmig fortschreitenden Verformung nacheinander am Werkstück zur Wirkung kommen. Machine according to patent claim II and dependent claims 5 to 14, characterized in that each forming roller has the counter-shape of several threads of the thread to be produced on the workpiece. 19. Machine according to claim II and dependent claim 18, characterized in that the forming rollers have differently shaped embossing ribs, which come into effect one after the other on the workpiece during the threading process according to the deformation progressing helically on the workpiece.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2991672A (en) * 1958-05-16 1961-07-11 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Machine for the cold form generating of cylindrical workpieces
DE2549230A1 (en) * 1975-02-24 1976-09-02 Grob Ernst Fa METHOD OF MANUFACTURING A TUBULAR, STRAIGHT OR ANGLED INTERNAL AND EXTERNAL PROFILES
DE2930594A1 (en) * 1978-09-08 1980-03-20 Grob Ernst Fa COLD ROLLING METHOD AND COLD ROLLING MACHINE
DE3205633A1 (en) * 1982-02-17 1983-08-25 Altajskij nau&ccaron;no-issledovatel'skij institut technologii ma&scaron;inostroenija, Barnaul Device for the lengthwise rolling of parts
FR2521885A1 (en) * 1982-02-23 1983-08-26 Altaisky Inst T Longitudinal rolling equipment - has housing containing pass-forming friction rolls with clamping device slidable by power cylinders mounted on housing

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