DE202015000360U1 - Powered impact compression system - Google Patents

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    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
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Abstract

Das angetriebene Schlagverdichtungssystem, das aus einer CNC Werkzeugmaschine mit Möglichkeit zur Werkzeughalterung auf Drehspindel, die angetriebenen Schlagverdichtungseinheit (Vorrichtung) und CAM-Software zur Berechnung von Vorschub, Schlagfrequenz, Schlagkraft und kollisionsfreien Schlagbahnen besteht, das zur Oberflächenbearbeitung von einem metallischen Werkstück angewandt.The powered impact compacting system consisting of a CNC machine tool with possibility of tool mounting on spindle, the driven impact compacting unit (apparatus) and CAM software for calculating the feed, impact frequency, impact force and collision free impact paths used for surface machining of a metallic workpiece.

Description

Darstellung der Erfindung:Presentation of the invention:

Das angetriebene Schlagverdichtungsystem ist ein mechanisches Ergänzungssystem, das durch Schlagverdichtung die Oberfläche des Werkstücks verändert und dabei härtet. Hierbei wird die Oberflächengüte wie Härte, Druckeigenspannung, Rauhigkeit usw. verbessert. Das System wird angewandt, um bessere Oberflächengüte eines Werkstücks zu erzielen. Die angetriebene Schlagverdichtungseinheit wandelt mit seinem Getriebe einerseits die Drehzahl der Drehspindel in Schlagfrequenz und andererseits das Drehmoment in Schlagkraft um, es wird an der Drehspindel der Werkzeugmaschine mit passender Aufnahme montiert. Außerhalb von Werkzeugmaschinen kann es nur dann benutzt werden, wenn es einen Drehantrieb sowie eine Möglichkeit zur Aufnahme der Reaktionskräfte gibt. Die Schlageinheit ist auswechselbar und wird je nach Gebrauch in unterschiedlichen Geometrien und Werkstoffen hergestellt, z. B. aus Stahl, Vollhartmetall, Industriediamanten oder anderen Materialien. Das System ist als handelsübliches Werkzeug sowohl bei konventionellen als auch bei CNC-Werkzeugmaschinen anwendbar. Es kann auch mit handelsüblichen CAM-Programmen als spezielles Werkzeug (geometriedefiniert) programmiert und an unterschiedlichen Werkstücken verwendet werden.The powered impact compaction system is a mechanical supplement system that changes the surface of the workpiece by impact compression and hardens it. Here, the surface quality such as hardness, compressive residual stress, roughness, etc. is improved. The system is used to achieve better surface quality of a workpiece. The driven impact compaction unit converts with its gear on the one hand, the speed of the rotary spindle in impact frequency and on the other hand, the torque in impact force, it is mounted on the spindle of the machine tool with a suitable recording. Outside of machine tools, it can only be used if there is a rotary drive and a way to absorb the reaction forces. The beater unit is interchangeable and is made depending on the use in different geometries and materials, eg. As steel, solid carbide, industrial diamonds or other materials. The system is applicable as a commercial tool in both conventional and CNC machine tools. It can also be programmed with customary CAM programs as a special tool (geometry-defined) and used on different workpieces.

1, eine Schematische Anordnung einer angetriebene Schlagverdichtungseinheit 1 , A Schematic arrangement of a powered impact compacting unit

2, Schnitt Darstellung von 1 2 , Sectional view of 1

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Werkzeugmaschinemachine tool
22
Drehspindelspindle
33
Antriebswelle mit AufnahmeDrive shaft with receptacle
44
Lagerpaket zwischen Gehäuse und AntriebswelleBearing package between housing and drive shaft
55
Zahnradgetriebegear transmission
66
Lager zur Lagerung der KurbelwelleBearing for bearing the crankshaft
77
Zahnradgetriebe um Drehzahl zu ÄndernGear transmission to change speed
8 8th
Kurbelwellecrankshaft
99
Mechanismus zu Einstellbares AnschlaghöheAdjustable stop height mechanism
1010
Wechselbares Schlageinheit.Removable beater unit.
1111
Metallischen WerkstückMetallic workpiece
1212
Anschlag zur VerdrehsicherungStop to prevent rotation
1313
Pneumatisch gesteuerte VerdrehsicherungPneumatically controlled anti-twist device
HH
Schlag HöheBlow height

Claims (11)

Das angetriebene Schlagverdichtungssystem, das aus einer CNC Werkzeugmaschine mit Möglichkeit zur Werkzeughalterung auf Drehspindel, die angetriebenen Schlagverdichtungseinheit (Vorrichtung) und CAM-Software zur Berechnung von Vorschub, Schlagfrequenz, Schlagkraft und kollisionsfreien Schlagbahnen besteht, das zur Oberflächenbearbeitung von einem metallischen Werkstück angewandt.The powered impact compacting system consisting of a CNC machine tool with possibility of tool mounting on spindle, the driven impact compacting unit (apparatus) and CAM software for calculating the feed, impact frequency, impact force and collision free impact paths used for surface machining of a metallic workpiece. Angetriebenes Schlagverdichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Oberfläche erzeugte Druckeigenspannungen von metallischen Werkstück (11) größer als vor dem Bearbeitung sind.Powered impact compaction system according to claim 1, characterized in that the compressive residual stresses generated on the surface of the metallic workpiece ( 11 ) are larger than before processing. Angetriebenes Schlagverdichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Oberflächen eingebrachte Randschichthärtung von metallischen Werkstück (11) größer und homogener als vor dem Bearbeitung sind.Driven impact compaction system according to claim 1, characterized in that the surface hardening of metallic workpiece ( 11 ) are larger and more homogeneous than before processing. Angetriebenes Schlagverdichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Oberfläche Rauigkeiten und Kerbspannungen von metallischen Werkstück (11) nach dem Bearbeitung abgebaut und Oberflächenporen geschlossen sind.Driven impact compaction system according to claim 1, characterized in that in the surface roughness and notch stresses of metallic workpiece ( 11 ) degraded after processing and surface pores are closed. Die angetriebenen Schlagverdichtungseinheit des angetriebene Schlagverdichtungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der im Werkzeugmagazin der CNC-Werkzeugmaschine gelagert, die Werkzeuglänge in der Maschinensteuerung mit entsprechender Werkzeugnummer hinterlegt, durch Aufrufen der Werkzeugnummer anhand der Maschinensteuerung vollautomatisch aus dem Werkzeugmagazin an der Drehspindel über Werkzeugaufnahmen befestigt.The driven impact compression unit of the driven impact compression system according to claim 1, characterized in that mounted in the tool magazine of the CNC machine tool, the tool length deposited in the machine control with appropriate tool number, fully automatically by calling the tool number based on the machine control from the tool magazine attached to the rotary spindle tool holders. Die angetriebenen Schlagverdichtungseinheit des angetriebene Schlagverdichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit ihrer Antriebswelle (3) der Kraftübertragung an der Drehspindel (2) der Werkzeugmaschine (1) montiert, die mit seinem Getriebe mit den Zahnrädern (5) und (7) zur Änderung der Drehrichtung und Übertragung der Drehzahl und Drehmoment dienen, die Kurbelwelle (8) mit der Schlageinheit (10) so verbindet, dass es eine Umwandlung der Drehzahl in Schlagfrequenz und Drehmomente im Schlagkraft stattfindet und Schlaghöhenverstelleinrichtung (9) ermöglicht.The driven impact compression unit of the driven impact compression system according to claim 1, characterized in that with its drive shaft ( 3 ) of the power transmission to the rotary spindle ( 2 ) of the machine tool ( 1 ) mounted with its gear with the gears ( 5 ) and ( 7 ) for changing the direction of rotation and transmitting the speed and torque, the crankshaft ( 8th ) with the beating unit ( 10 ) so that there is a conversion of the speed in impact frequency and torques in the impact force and Schlaghöhenverstelleinrichtung ( 9 ). Die Antriebswelle nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die mit Spielarm ausgeführt Lagerpaket (4) in einem geschlossene Gehäuse zur Gewährleistung eine nahezu verlustfreie Übertragung des Drehmoments und zur Ausglich der radiale und Axiale Kräfte gelagert, der zur Übertragung der Drehbewegung und der Antriebsdrehmomente dient, wobei das Drehrichtung die Maschinenspindel nicht maßgebend aufweist.The drive shaft according to claim 6, characterized in that the running with play arm bearing package ( 4 ) In a closed housing to ensure a virtually lossless transmission of the torque and to compensate for the radial and axial forces stored, which serves to transmit the rotational movement and the drive torque, the direction of rotation does not have the machine spindle authoritative. Die Getriebe nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die winklig zueinander stehenden An- und Abtriebswellen, die eine mechanische Form von Kegelrad-, Kegelschraubrad-, Schnecken-, Kronenrad-, Wälz- bzw. Hyploidgetriebe oder auch Druckluft- bzw. hydraulische Getriebe im Einsatz kommen, wobei mit Hilfe der Getriebe eingesetzte Übersetzungsverhältnis die Schlagfrequenz eingestellt wird. The transmission according to claim 6, characterized in that the mutually angled input and output shafts, the mechanical form of bevel, Kegelschraubrad-, worm, Kronenrad-, Wälz- or hypoid or even compressed air or hydraulic transmission in use come, with the transmission gear ratio used the beat frequency is set. Das Gehäuse nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die über eine pneumatisch gesteuerte Verdrehsicherung (13) stationär am Flansch (12) der Werkzeugmaschine befestigt.The housing according to claim 7, characterized in that via a pneumatically controlled anti-rotation ( 13 ) stationary on the flange ( 12 ) of the machine tool attached. Die Kurbelwelle nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die an der Lagerung (6) mit Hilfe der Passscheibe axiale höhenverstellbar gelagert.The crankshaft according to claim 6, characterized in that the bearing ( 6 ) with the help of the shim axially adjustable in height. Die Kurbelwellen Lagerung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die zur Gewährleistung einen sicheren Zahneingriff der Zahnräder (5) und (7) dient, die Harmonisierung des Zahnflankenspiels und zum ruhigen Lauf der angetriebene Schlagverdichtungseinheit beitragen.The crankshaft bearing according to claim 11, characterized in that to ensure a secure meshing of the gears ( 5 ) and ( 7 ), the harmonization of the backlash and the smooth running of the driven impact compression unit contribute.
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