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Vorrichtung zum Glattwalzen von Werkstücken mit zylindrischen
Oberflächen
Die Erfindung bezieht sich auf-eine Vorrichtung zum Glattwalzen
von Werkstücken mit zylindrischen Oberflächen mittels gegeneinander verschiebbarer
Walzbacken. Die grfindung bezweckt, mit Hilfe dieser Walzbacken insbesondere zylindrische
Werkstücke mit Längen größer als der -Durch... messer im burchlaufverfähren glatt-
bzw. festzuwalzene-Es sind. Gewin dewalzmaschinen bekannt, bei denen das Gewindeprofil
zwischen gegeneinander verschiebbaren Flachbacken mit eingearbeitetem Gewindeprofil
eingewalzt-wird Es sind auch Maschinen bekannt, die einfache Rotationskör. per auf
die gleiche Art verformen. In jedem. Falle entsteht nach-der-Verformung aus einem
Rohling-ein Körper anderer . Gestalt, bei dem die Formgebungs4rbeit die entscheidende
Be deutung: hat #,;, @-x _
Demgegenüber soll mit Hilfe der Vorrichtung
nach der Erfindung nur die Oberfläche eines vorgearbeiteten zylindri-, schen Körpers
verbessert werden, während seine geometrische Form erhalten bleiben soll. Eine Lagerstelle
oder ein Paßsitz z. B. sollen innerhalb enger Toleranzen glattgewalzt, d. h. mit
einer Oberfläche geringster Rauhtiefe versehen werden.
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Unter Glattwalzen versteht man die mechanische Bearbeitung von Oberflächen
durch umlaufenden ',idalzdruck mit plastischer Materialverformung unter der Glattwalzrolle.
Die hochglanzpolierte Oberfläche des Werkzeuges erzeugt eine Oberfläche geringster
Rauhtiefe. Bekannt ist das Einstechverfahren, bei dem das Werkzeug (Glattwalzrolle)
so breit ist wie der zu bearbeitende #Merkstückabschnitt. Es erfolgt eine Linienberührung
zwischen Werkzeug und Werkstück, und es sind daher sehr große Kräfte erforderlich,
um ein befriedigendes Ergebnis zu erzielen. Hinzu kommt, da.D beim Einstechwalzen,
wie aus Untersuchungen bekannt ist, die Formgenauigkeit schwer einzuhalten ist,
vielmehr 5- bzw. ?-eckige Gleichdicke erzeugt werden.
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Das Glattwalzen zwischen zwei parallel gegeneinander verschiebbaren
Flachbacken gleicht dem Einstechverfahren. Die vorerwähnten Nachteile treten auch
hier auf.
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Beim Vorschub verfahren dagegen ist die Berührungsfläche zwischen
'Werkzeug und Werkstück klein. Das Merkzeug wird parallel zur Werkstückachse verschoben,
so daß die Berührungsfläche am Werkstück schraubenförmig umläuft. Das (Merkzeug
(die Glattwalzrolle) ist etwas schräggestellt, so daß eine kleine tropfenförmige
Berührungsfläche zwischen 'Merkstück und Werkzeug entsteht. Bei kleinen Rollenandrückkräften
entsteht in der Berührungsfläche ein sehr hoher spezifischer Walzdruck.
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Das Glattwalzen von Werkstücken nach dem beschriebenen herkömmlichen
Verfahren macht erhebliche Schwierigkeiten beim Bearbeiten von Kleinteilen, die
sich schwer spannen und abstützen
lassen. Für
solche Teile ist das Walzen zwischen
Flachbacken besser geeignet,
weil keine Spannprobleme auf-Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe,
WerkstUckekleiner Durchmesser, die schlecht zu spannen sind und bei
der
Bearbeitung nicht abgestützt werden können, nach dem
Zweibackenwalzverfahren
aufzunehmen, sie aber im Vorschubverfahren au bearbeiten, tun
bei besten Glattwalzbedingungen und geringsten Drücken einoptimales
Ergebnis zu erzielen.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dap
die
Arbeitsfläche wenigstens einer der Walzbacken kürzer
ist als
die Länge der glattzuwalzenden zylindrischen Oberfläche
und in einem Winkel schräg zur Arbeitsrichtung verläuft. Dadurch
wird der Vorteil erzielt, daß stets eine engbegrenzte Stelle
der
Werkstüakoberfläche unter hohem spezifischem Druck plastisch
verformt
wird und die Glattwalzsone in einer Schräubenlinie tun
das Werkstück herumläuft, wie dies beim Glattwalzen zwischen
zwei umlaufenden Rollen der Fall ist. Das Werkstück wird
spitzenlos
auf seiner Umfangsfläche aufgenommen, so daß keine
Verspannungen
auftreten können. Ein Werkstück mit einem Durch- ' messer bis
herunter zur Drahtstärke bleibt gerade, ja kann auf diese Weise sogar
gerichtet werden. Die aufgewandten Walzkräfte sind wesentlich geringer
als bei dem geschilderten Einstechverfahren, so daB die elastischen
Verbiegungen der Walzvorrichtung wesentlich vermindert und genauere
Walzergebnisse
erzielt werden. '` Nach einer Ausführungsform
der Erfindung wird die geschilderte und angestrebt* Wirkung. des Walzvorgangs
noch da-
durch verbessert, daß die schmale, schräg
zur Arbeitsrichtung verlaufende Arbeitsfläche erhaben. aus der Walsbaekenober.
flache herausragt und in Vorachubrichtung abgerundate,*in. entgegengesetzter
Richtung leiab: abfallende Kontur= aufweist. Die jeweils bearbeitete
Stele der Werkstüekoberflächo kannauf diese Weine noch enger'begrenst
werden,, die gewMaahte' plastisetre Verformung wird noch- verbeosert.. Inabevoadere'
wird
eine tropfentösuige BerUlu^ungatl#ahe swiechen der Arbeite»
fltiche und dm Werkstück erzielt, die biste OLLttwalsbedingungen gewährleistet.
Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen beide Walzbacken eine schräg
zur Arbeitsrichtung verlaufende Arbeitsfläche auf und verlaufen die Schrägen der
Arbeitsflächen entgegengesetzt zueinander. Je nach der zu erzielenden Oberflächengüte
und der Werkstückoberfläche können hiermit die günstigsten Glattwalzbedingungen
erreicht werden. Weist das zu bearbeitende Werkstück keinen Bund auf, der zur Führung
des Werkstücks beim Glattwalzen dienen könnte, handelt es sich also z. B. um.einen
glatten zylindrischen Stift oder dergleichen, so ist es in weiterer Ausbildung der
Erfindung zweckmäßig, wenn diese glatten zylindrischen Werkstücke von einem zwischen
den Walzbacken liegenden Käfig geführt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsb ei spi e-1 der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt und Fig. 2 die Vorderansicht einer Vorrichtung
nach der Erfindung mit einer Arbeitsfläche an einer Walzbacke, Fig. 3 eine Schnittansicht
gemäß Linie I-I der Fig. 5 in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 die Ansicht eines
Abdrucks der Arbeitsfläche der Walzbacke auf dem Werkstück.
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Fig. 5 schematisch die Stellung der Walzbacken und des Werkstücks
zueinander in vergrößerter Darstellung bei einer Vorrichtung mit jeweils einer Arbeitsfläche
auf beiden äialzbacken, Das Werkstück 1 wälzt sich zwischen der festen Walzbacke
2 und der beweglichen Walzbacke 3 ab. Die feste Walzbacke 2 ist mit den Schrauben
ö fest am Rahmen 10 der Glattwalzvorrichtung angeordnet. Die bewegliche Walzbacke
ist mit den Schrauben 5 am Schlitten 4 befestigt. Der Schlitten 4 gleitet im Gehäuse
10 und wird durch die Führungsleiste 7 gehalten, die mit den Schrauben $ gleichfalls
am Rahmen 10 angeschraubt ist.
Der Schlitten 4 ist mit einer Zahnstangenverzahnung
1$ versehen, die mit einem Ritzel 9 kämmt und vom Motor 15 und dem Zahntrieb 13,
14 angetrieben wird.
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An der feststehenden Führungsleiste 7 ist der Begrenzungsschalter
16 für das Um- bzw. Ausschalten des Antriebsmotors 15 befestigt,, der von den Anschlägen
17 und 17a geschaltet wird. Diese Anschläge 17 .bzw. 17a sind am Schlitten 4 in
einer Schwalbenschwanzführung 21 befestigt und können in dieser verschoben und mit
zwei Schrauben geklemmt werden. Durch Einstellung der Anschläge 17 und 17a lassen
sich Beginn und Ende des Glattwalzens so,bestimmen, daß die Glattwalzfläche am Bund
und am Ende einwandfrei wird.
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Fig. 3 zeigt das Werkstück 1 mit der beweglichen Glattwalzbacke 3
und der Arbeitsfläche 19 in starker Vergrößerung. Die Arbeitsfläche 19 ragt aus
der Oberfläche 22 der Glattwalzbacke 3 hervor und zeigt in Vorschubriehtung eine
Abrundung 23, in entgegengesetzter Richtung eine schräg und weniger geneigt verlaufende
Fläche 24. Die Berührungsfläche zwischen Arbeitsfläche und Werkstück zeigt eine
Tropfenform 25 (Fig. h) . Die Neigung der Fläche 24 gegenüber der Werkstückachse
bzw. gegenüber der Oberfläche 22 ist übertrieben stark gezeichnet.
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Fig: 5 zeigt schematisch die Glattwalzbacken in Drauf.. sieht. Dabei
sind beide Glattwalzbacken mit einer Arbeitsfläche versehen, nämlich die feste Glattwalzbaeke
2 mit der geschilderten nach unten gerichteten Arbeitsfläche 20 und die bewegliche
Glattwalzbacke 3 mit der nach oben gerichteten Arbeitsfläche 19. Beide Arbeitsflächen
19 und 20 verlaufen in einem Winkel schräg zur Arbeitsrichtung, dabei verlaufen
die Schrägen der Arbeitsflächen 19 und 20 entgegengesetzt zuein. ander. Zwischen
beiden Arbeitsflächen liegt das Werkstück 1.
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Hat das Werkstück 1 einen Absatzoder einen Bund, wie in Fig. 1, 3
und 5 dargestellt, so wird die Einrichtung so eingestellt, da.ß die axiale Vorschubkraft
das Werkstück 1 mit seinem Bund gegen die Stirnflächen der Glattwalzbacken 2, 3
drückt. Hat das Werkstück keinen Bund, handelt es sich also um einen glatten zylindrischen
Stift, wird das Werkstück von einem zwischen den Walzbacken 2, 3 liegenden Käfig
geführt.