DE2249793A1 - METHOD AND DEVICE FOR DEFORMING A CYLINDRICAL WORKPIECE BY ROLLING - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR DEFORMING A CYLINDRICAL WORKPIECE BY ROLLINGInfo
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Description
Formflo Limited 240/549Formflo Limited 240/549
Verfahren und Vorrichtung zum Verformen eines zylindrischen Werkstückes durch WalzenMethod and device for deforming a cylindrical workpiece by rolling
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ver-. formen eines zylindrischen Werkstückes auf eine vorgegebene Gestalt durch Walzen» bei dem man von einem zylindrischen Rohling ausgeht, dessen Abmessungen innerhalb eines Toleranzbereiches um ein Nominalmaß herum liegen,und in dem dasThe invention relates to a method for ver. Forming a cylindrical workpiece to a predetermined shape by rolling »in which one of a cylindrical Goes out with a blank whose dimensions are within a tolerance range around a nominal dimension, and in which the
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Werkstück zwischen wenigstens zwei rotierenden Verformungsgliedern gepreßt wird, die sich bis zu einer Endstellung relativ aufeinander zubewegen, um dem Werkstück seine vorgegebene Gestalt aufzuprägen, worauf eine Phase folgt, in der die Verformungsglieder für eine die Verweilzeit genannte Zeitspanne in ihrer Endstellung verweilen, um den Walzvorgang zu vollenden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Workpiece is pressed between at least two rotating deformation members, which extend up to an end position move relatively towards each other in order to impress the given shape on the workpiece, which is followed by a phase, in which the deformation members stay in their end position for a period of time called the dwell time, in order to to complete the rolling process. The invention relates to furthermore a device for carrying out the method according to the invention.
Das Verfahren findet Anwendung beim Walzen von Hingen, insbesondere beim Walzen von inneren und äußeren Lagerringen aus zylindrischen Rohlingen.The method is used when rolling Hingen, especially when rolling inner and outer Bearing rings made from cylindrical blanks.
Anfänglich zylindrische Rohlinge lassen sich zwischen.einem Paar Verformungsglieder walzen und pressen, so daß sie die Gestalt von Ringen annehmen, wobei die Formwalzen dem Werkstück eine Gestalt aufprägen, die dem Profil der Verformungsglieder entspricht. Es ist festgestellt worden, daß die Rohlinge ein genau bestimmtes Ausgangsvolumen besitzen müssen, wenn die ausgewalzten Hinge durchweg eine hohe Genauigkeit in den Durchmessermaßen aufweisen sollen, wie das für die Verwendung als innere und äußere Lagerringe erforderlich ist. Kleinere Abweichungen zwischen den einzelnen Rohlingen können große Haßabweichungen zwischen den gewalzten Ringen verursaohen, sie können sogar zu unvollständig ausgeformten Ringen oder zum Bruch von Ringen führen. Eine Möglichkeit zum Erzielen einer hohen Genauigkeit liegt darin« Rohlinge mit sehr geringenInitially cylindrical blanks can be rolled and pressed between a pair of deformation members, so that they assume the shape of rings, the forming rollers imprint a shape on the workpiece that corresponds to the Corresponds to the profile of the deformation members. It has been found that the blanks have a precisely defined starting volume must have if the rolled hinge consistently high accuracy in terms of diameter should have as required for use as inner and outer bearing rings. Minor deviations between the individual blanks can cause great deviations of hatred between the rolled rings, they can even lead to incompletely formed rings or ring breakage. One way to achieve a high accuracy lies in «blanks with very low
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Maßtoleranzen zu fertigen, jedoch ist dies naturgemäß ziemlich teuer.To manufacture dimensional tolerances, however, this is naturally quite expensive.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren verfügbar zu machen, durch welches ausgehend von Rohlingen mit handelsüblichen Maßtoleranzen durch Ifelzen Ringe hergestellt v/erden können, die untereinander konstante Durchmessermäße aufweisen.It is therefore the object of the present invention to make available a method by which starting from blanks with customary dimensional tolerances by Ifelzen rings can be produced, which can be connected to each other have constant diameters.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe dadurch, daß die Abweichungen der Abmessungen des zylindrischen Rohlings vom Nominalmaß bestimmt werden und' die Vorfahrstrecke der Verformungsglieder oder die Verweilzeit gegenüber der für einen Rohling mit Nominalabmessungen erforderlichen Vorfahrstrecke bzw. Verweilzeit in Abhängigkeit von den bestimmten Abweichungen derart abgeändert wird, daß ein gewalztes Werkstück hergestellt wird, dessen Durchmesser genau dem Durchmesser eines solchen entspricht, das unter Zugrundelegung einer Normalvorfahrstrecke und einer Normalverweilzeit aus einem Rohling von Npminalabmessungen hergestellt ist.The inventive method solves this problem in that the deviations in the dimensions of the cylindrical Blank can be determined by the nominal dimension and 'the distance to the front of the deformation elements or the dwell time in relation to the travel distance or dwell time required for a blank with nominal dimensions is changed from the certain deviations so that a rolled workpiece is produced, the diameter of which corresponds exactly to the diameter of one that is based on a normal pre-travel distance and a normal dwell time is made from a blank of nominal dimensions.
Die Abweichung von der Normalvorfahrstrecke der Verformungsglieder oder von der Verweilzeit für einen spezifischen Walzvorgang und für einen spezifischen Werkstoff wird aua der algebraischen Summe aus den Abweichungen der Wandstärke, der Breite und des mittleren Durchmessers gegenüber einem Rohling von Nominalabmessungen abgeleitet, d.h. gegenüber einem Rohling, dessen Maße genau den geforderten Maßen entsprechen und dessen Maßabweichungen deshalb gleichThe deviation from the normal pre-travel distance of the deformation members or from the dwell time for one specific rolling process and for a specific material is also the algebraic sum of the deviations the wall thickness, the width and the mean diameter compared to a blank derived from nominal dimensions, i.e. compared to a blank whose dimensions correspond exactly to the required dimensions and whose dimensional deviations are therefore the same
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null sind. Die durch die algebraische Summe bestimmte Abweichung von den normalen Walzbedingungen hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z.B. von der jeweiligen Gestalt, in die der Rohling gewalzt werden soll, von den jeweiligen Abmessungen und vom Material des RohlingB, sowie von den Walzbedingungen. FUr einen ausgewählten Walzvorgang ist es jedoch schnell möglich, durch einfache Versuche herauszufinden, auf welche Weise die normalen Walzbedingungen abgeändert werden müssen, um in Einklang mit der obigen algebraischen Summe zu verfahren.are zero. The deviation from normal rolling conditions determined by the algebraic sum depends on a number of factors, such as the particular shape into which the blank is to be rolled, the particular dimensions and material of the blankB, and the rolling conditions. For a selected rolling process, however, it is quickly possible, through simple experiments, to find out in which way the normal rolling conditions must be modified in order to proceed in accordance with the above algebraic sum.
Volumenabweichungen zwischen Rohlingen können dadurch ausgeglichen werden, daß man beim Walzen Änderungen der Wandstärke der gewalzten Ringe zuläßt. Die Volumenabweichungen an Rohlingen können in drei Anteile aufgeteilt werden: 'Volume deviations between blanks can be compensated for by making changes during rolling the wall thickness of the rolled rings. The volume deviations on blanks can be divided into three parts will: '
a) Abweichungen in der Wandstärke,a) deviations in wall thickness,
b) Abweichungen in der Breite,b) deviations in width,
c) Abweichungen des mittleren Durchmessers.c) Deviations in the mean diameter.
Diese Aufteilung ist erforderlich, weil ein bestimmter Volumenzuwachs aufgrund eines Zuwachses in der Breite eine andere Auswirkung auf das Durchmesserwachstum besitzt als der gleiche VolumenZuwachs aufgrund einer Zunahme der Wandstärke oder des mittleren Durohmessers.This division is necessary because a certain increase in volume due to an increase in the Width has a different effect on diameter growth than the same increase in volume due to an increase the wall thickness or the mean diameter of the durometer.
Änderungen der Wandstärke und der Breite stehen beim Walzen in Abhängigkeit vom jeweils vorgegebenen Ring in einem bestimmten Verhältnis zueinander. Bei der Änderung des mittleren Durchmessers ist das Änderungsverhältnis stets 1 : 1, da der mittlere Durchmesser bereits durch den RohlingChanges in the wall thickness and width are dependent on the particular ring given during rolling in a certain relationship to each other. When changing the mean diameter, the change ratio is always 1: 1, as the mean diameter is already through the blank
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vorgegeben ist. Man kann deshalb sagen» daß ohne Korrektur der Durchmesserfehler D des fertig gewalzten Werkstückeis given. One can therefore say 'that without correction the diameter error D of the finished rolled work piece
D β Rt χ Vt + Rw χ Vw + Vd "beträgt. Darin bedeutenD β Rt χ Vt + Rw χ Vw + Vd "
Rt das Verhältnis der Änderung im Durchmesser des gewalzten Ringes zum Wandstärkenfehler des RohlingsRt is the ratio of the change in the diameter of the rolled ring to the wall thickness error of the blank
Rw das Verhältnis der Änderung im Durchmesser des gewalzten Ringes zum Breitenfehler"des RohlingsRw is the ratio of the change in the diameter of the rolled ring to the width error "of the blank
Vt die Abweichung der Wandstärke des Rohlings vom Nominalmaß,Vt is the deviation of the wall thickness of the blank from the nominal dimension,
Vw die Abweichung der Breite des Rohlings vom Nominalmaß, und ■ _Vw is the deviation of the width of the blank from the nominal dimension, and ■ _
V d die Abweichung des mittleren Durchmessers vom Nominalmaß.V d is the deviation of the mean diameter from the nominal dimension.
Dieser Durchmesserfehler des fertig gewalzten Werkstücks kann dadurch korrigiert werden, daß man, wie oben beschrieben, beim Walzen die Wandstärke verändert, und zwar entweder durch Änderung der Vorfahrstrecke der Verformungsglieder oder durch Änderung der Verweilzeit. Dabei wird die Verweilzeit konstant gehalten, wenn die Vorfahrstrecke der Verformungsglieder geändert wird, während die Vorfahrstrecke unverändert bleibt, wenn die Verweilzeit abgeändert wird.This diameter error of the finished rolled workpiece can be corrected by how described above, the wall thickness changed when rolling, either by changing the anterior distance of the Deformation members or by changing the dwell time. The dwell time is kept constant if the drive upstream the deformation members is changed, while the lead distance remains unchanged when the dwell time is modified.
Falls die Verweilzeit konstant gehalten und . die Vorfahrstrecke geändert wird, dann hat dieses gerade die entgegengesetzte Auswirkung, als wenn man Werkstücke von unterschiedlicher Wandstärke durch Walzen auf konstanteIf the residence time is kept constant and. the ancestor route is changed, then this has just the opposite effect, as if you work pieces of different wall thickness by rolling to constant
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Wandstärke bringt, d.h. daß beim Walzen der mittlere Durchmesser um den Faktor X · Rt abnimmt, wenn die Wandstärke um den Betrag X zunimmt. Um beim Walzen von Inneren lagerringen, die sich drehbar auf einem Dorn befinden und zwischen einem Paar Formwalzen gepreßt werden, die Wandstärke durch Walzen um den Betrag X zu erhöhen, dürfen die Formwalzen nur um eine Strecke aufeinander zu verfahren werden, die um den Betrag 2 X geringer ist als die Normalvorfahrstrecke, weil die beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Ringes gleichzeitig gewalzt werden. Die Abweichung der tatsächlichen Vorfahrstrecke von der Normalvorstreoke wird daher:Brings wall thickness, i.e. that during rolling the mean diameter decreases by the factor X · Rt if the wall thickness increases by the amount X. In order to roll inner bearing rings, which are rotatably located on a mandrel and pressed between a pair of forming rollers through the wall thickness To increase rollers by the amount X, the forming rollers may only be moved towards one another by a distance that is 2 X less than the normal drive-up distance, because the two opposite sides of the ring are rolled at the same time. The deviation of the actual ancestral route from the normal pre-distribution therefore:
2 (Rt » Yt + Rw * Vw + Vd) Rt 2 (Rt »Yt + Rw * Vw + Vd) Rt
Um dieses zu verdeutlichen, soll ein Zahlenbeispiel betrachtet werden. Es seitTo make this clear, a numerical example should be considered. It's been
Rt a 6 : 1Rt a 6: 1
Rw - 2 : 1Rw - 2: 1
Vt = -0,0406 mm · ^Vt = -0.0406 mm * ^
Vw = +0,0533 mmVw = +0.0533 mm
Vd - 0,0381 mmVd - 0.0381 mm
In diesem Fall muß die Vorfahrstrecke der Formwalzen umIn this case, the feed section of the forming rollers has to change
[ 2 (-6 χ 0,0406) + (2 χ 0,0533) + 0,03811 =-0,033 mm [2 (χ -6 0.0406) + (2 χ 0.0533) + 0.03811 = -0.033 mm
gegenüber der Normalvorfahrstrecke abgeändert werden. Dies bedeutet, daß der Walzspalt um 0,033 mm enger gesetzt werden muß als der Normalwalzspalt für einen Ring mit Normalabmessunge n.can be changed compared to the normal route. This means, that the roll gap must be set 0.033 mm narrower than the normal roll gap for a ring with normal dimensions.
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Die Vorfahrstrecke der Verformungsglieder läßt " sich in einfacher Weise dadurch verändern, daß auf den Trägern der Verformungsglieder, die vorzugsweise die Kolbenstangen von Hydraulikkolben sind, einstellbare Anschläge angebracht sind, die ein weiteres Vorfahren der Veri'ormungsglieder unterbinden, wenn die geforderte Vorfahrstrecke zur Erzielung des vorgegebenen Durchmessermaßes des Werkstücks erreicht ist. Die Position dieses Anschlags kann automatisch eingestellt werden, z.B. dadurch, daß die Kolbenstange mit einem Gewinde versehen ist, auf welches der Anschlag aufgeschraubt ist und darauf durch einen Schrittmotor in Drehung versetzt und einjustiert werden kann. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Abmessungen des Werkstücks automatisch gemessen werden können, daß die erforderliche Bewegung des Anschlags automatisch berechnet und der Anschlag automatisch gesetzt werden kann. Im oben gerechneten Beispiel würde der Anschlag auf beiden Kolbenstangen um 0,0165 mm nach außen versetzt werden müssen, um den Walzspalt zu verkleinern. Wenn jedoch die Stellgröße . positiv gewesen wäre, dann hätten die Anschläge nach innen versetzt werden müssen, um den Walzspalt zu vergrößern.The anterior section of the deformation elements allows " change in a simple manner that on the supports of the deformation members, which are preferably the piston rods of hydraulic pistons, adjustable stops are attached, which is a further ancestor of the Veri'ormungsglieder prevent if the required approach route to achieve the specified diameter of the workpiece is achieved. The position of this stop can can be set automatically, e.g. in that the piston rod is provided with a thread to which the stop is screwed on and then rotated and adjusted by a stepper motor can. This has the additional advantage that the dimensions of the workpiece can be measured automatically that the required movement of the stop can be calculated automatically and the stop can be set automatically. In the example calculated above, the stop on both piston rods would have to be offset outwards by 0.0165 mm, to reduce the roll gap. However, if the manipulated variable. had been positive, then the attacks would have been inward must be moved to enlarge the roll gap.
I.I.
Das oben angeführte Beispiel bezieht sich auf die Herstellung von Ringen, die zwischen einander gegenüberliegenden Formwalzen ausgeformt werden und in deren äußere Oberfläche ein Profil eingeprägt ist, also z.B. innere Lagerringe. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen für die Ausformung von Ringen geeignet, in deren innere zylindrischeThe example given above relates to the manufacture of rings that lie between opposite one another Forming rollers are formed and a profile is embossed into their outer surface, e.g. inner bearing rings. However, the invention is equally suitable for the formation of rings, in their inner cylindrical
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Oberf lachen Profile eingeprägt sind, alBO z.B. äußere Lagerringe. Diese kann man etwa dadurch erhalten, daß man das Werkstück zwischen einer inneren Formwalze und einem äußeren ringförmigen Gesenk preßt· In beiden Fällen wird die Fressung durch die Verformungsglieder vorzugsweise durch hydraulischen Druck auf mit den Formwalzen verbundene Hydraulikkolben bewirkt. Im letzteren Fall ist die Korrektur, die an der Vorfahrstrecke von Formwalze und Gesenk aufeinander zu vorgenommen werden muß, durch den AusdruckSurface profiles are embossed, e.g. outer bearing rings. This can be obtained, for example, by placing the workpiece between an inner forming roller and an outer one annular die presses · In both cases the seizure occurs caused by the deformation members, preferably by hydraulic pressure on hydraulic pistons connected to the forming rollers. In the latter case, the correction is made on the approach path of the forming roller and die towards one another must be, through the expression
Rt * Vt + Rw * Vw + Vd
Rt Rt * Vt + Rw * Vw + Vd
Rt
gegeben, der natürlich nur halb so groß ist wie im zuerst erwähnten Fall, weil die Wandung nicht gleichzeitig an zwei Stellen, sondern nur an einer Stelle gewalzt wird.given, which is of course only half the size of the first one mentioned case, because the wall is not rolled in two places at the same time, but only in one place.
Es hat sich gezeigt, daß man. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren über eine sehr genaue Kontrolle der Herstellung von Ringen, die durch Walzen ausgeformt werden, verfügt. Wenn man beispielsweise Rohlinge mit einer Toleranz von - 0,076 mm in jeder Richtung verwendet, dann kann man daraus gewalzte Ringe mit einer handelsüblichen Durchmessertoleranz von - 0,076 mm herstellen. Wenn jedoch die Wandstärke des Rohlings eine Toleranz von nur 0,038 mm besitzt, dann kann die Durchmessertoleranz des Rohlings auf - 0,13 mm heraufgesetzt werden, ohne daß die Durchmessertoleranz des gewalzten Rings von - 0,076 mm verändert wird. It has been shown that one. with the invention Procedure for very precise control of the production of rings formed by rolling, disposes. For example, if you are using blanks with a tolerance of -0.076 mm in each direction, then you can rolled rings with a commercially available diameter tolerance of - 0.076 mm can be produced from it. However, if the Wall thickness of the blank has a tolerance of only 0.038 mm, then the diameter tolerance of the blank can be - 0.13 mm can be increased without changing the diameter tolerance of the rolled ring from - 0.076 mm.
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Dies rührt dahert daß Abweichungen In der Wandstärke den Durchmesser des gewalzten Ringes wesentlich stärker beeinflussen als der mittlere Durchmesser oder die Breite des !Rohlings. Dies wiederum kann die Herstellungsweise des Rohlings beeinflussen· Würde man die Korrektur durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht vornehmen, dann wäre bei den gleichen Ausgangstoleranzen die Durchmessertoleranz des fertigen Werkstücks etwa - 0,64 mm, was bedeutet, daß u.U. die kleineren Hinge nicht vollständig ausgeformt sind und die größeren Ringe der Bruchgefahr unterliegen.This stems from the fact t that deviations in the wall thickness of the diameter of the rolled ring considerably stronger influence than the mean diameter or width of the! Blank. This in turn can influence the way the blank is manufactured.If the correction is not made using the method according to the invention, the diameter tolerance of the finished workpiece would be about -0.64 mm with the same initial tolerances, which means that the smaller hinge may not be fully formed and the larger rings are subject to breakage.
Anstatt wie oben beschrieben die Walztiefe einzujustieren, kann auch die Verweilzeit verändert und die Walztiefe dabei konstant gehalten werden. Diese Verfahrensweise führt zu dem gleichen Endergebnis, nämlich zu gleichmäßig bemessenen und gestalteten gewalzten Ringen. Dies ist möglich, weil mit zunehmender Verweilzeit der Enddurchmesser des gewalzten Rings abnimmt, wenn durch zwei einander gegenüberliegende lOrmwalzen ein Profil in die Außenfläche des Werkstücks gewalzt wird. Hingegen wächst der Enddurchmesser des gewalzten Rings mit zunehmender Verweilzeit, wenn das Werkstück zwischen einer inneren Formwalze und einem äußeren Gesenk gewalzt wird und dadurch ein Profil auf seiner Innenfläche eingeprägt erhält. Die Einstellung der Verweilzeit läßt sich ebenso wie die Einstellung der Walztiefe in Einklang mit der aus den Abweichungen der Wandstärke, der Breite und des mittleren Durchmessers vom Nominalmaß gebildeten alge-.braisehen Summe vornehmen, wobeiInstead of adjusting the rolling depth as described above, the dwell time can also be changed and the rolling depth can be kept constant. This procedure leads to the same end result, namely, evenly sized and shaped rolled rings. This is possible because the final diameter of the rolled ring decreases with increasing dwell time, if by two opposite one another Standard rolling a profile is rolled into the outer surface of the workpiece. In contrast, the final diameter increases of the rolled ring with increasing dwell time when the workpiece is between an inner forming roll and an outer one Is die-rolled and thereby receives a profile embossed on its inner surface. Setting the dwell time can, like the setting of the rolling depth, be in accordance with that from the deviations in the wall thickness, the width and the mean diameter of the nominal dimension formed by algae Make a sum, where
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1 die Einstellung für einen bestimmten Arbeitsablauf, z.B. für ein bestimmtes Walzprofil und für bestimmte Maße und Materialien des Werkstücks konstant ist. PUr veränderte Walz- ; parameter kann die erforderliche Einstellung leloht ermittelt werden. Die Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt Mittel zur Voreinstellung 'entweder der Strecke, die die Verformungsglieder aufeinanderzu vorgefahren werden, oder der Verweilzeit, während der die Verformungsglieder in ihrer Endstellung verbleiben, wobei die Mittel die jeweilige Voreinstellung in Abhängigkeit von den Abweichungen der Abmessungen des zylindrischen Werkstücks von einem Werkstück mit Nominalabmessungen vornehmen. 1 the setting for a specific workflow, e.g. for a specific rolled profile and for specific dimensions and materials of the workpiece, is constant. PUr modified rolling; parameter, the required setting can be determined leloht. The machine for performing the method according to the invention has means for presetting 'either the distance that the deformation members are moved forward towards each other, or the dwell time during which the deformation members remain in their end position, the means the respective presetting depending on the deviations in the dimensions of the cylindrical workpiece from a workpiece with nominal dimensions.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zur Voreinstellung eineApparatur zum automatischen Vermessen der Rohlinge, die in Abhängigkeit von den gemessenen Abweichungen vom Nominalmaß eine Stellgröße an ein Stellglied übermittelt.The means for presetting preferably comprise an apparatus for automatically measuring the blanks which Depending on the measured deviations from the nominal dimension, a manipulated variable is transmitted to an actuator.
Eine Maschine zur Herstellung von Lagerinnenringen besitzt zweckmäßigerweise ein Paar einander diametral gegenüberliegender Formwalzen, die durch einen oder mehrere Hydraulikkolben aufeinander zubewegt werden können, um das Werkstück zwischen sich zu pressen. Die genaue Einstellung der Vorfahrstrecke der Formwalzen wird bei einer solchen Maschine vorzugsweise dadurch ermöglicht, daß der oder die Hydraulikkolben als Stellglied einen einstellbaren Anschlag besitzen, um die Vorfahrbewegung der Formwalzen relativ aufeinander zu bei vorgegebener Walztiefe zu stoppen, und daß als Stellantrieb zur Voreinstellung des einstellbaren An-A machine for the production of bearing inner rings expediently has a pair diametrically opposite one another opposing forming rollers, which can be moved towards one another by one or more hydraulic pistons in order to achieve the To press the workpiece between them. The exact setting the feed path of the forming rollers is preferably made possible in such a machine that the or the Hydraulic pistons as actuators have an adjustable stop to prevent the forward movement of the forming rollers relative to one another to stop at the specified rolling depth, and that as an actuator for presetting the adjustable
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schlags ein Schrittmotor vorgesehen ist.a stepper motor is provided.
Die Verweilzeit läßt sich bei einer solchen Maschine dadurch leicht regeln, daß der oder die Hydraulikkorben einen festen Anschlag besitz en ,der das Aufeinanderzubewegen der Eormwalzen "begrenzt, und daß ein auf hydraulischen Druck ansprechender Schalter vorgesehen ist, der jedesmal, wenn der oder die Hydraulikkolben an den festen Anschlag gelangen, einen als Stellglied vorgesehen Zeitschalter betätigt, der zur Regelung der Verweilzeit dient und in Abhängigkeit von den gemessenen.Abweichungen durch die Apparatur voreinstellbar ist. Wenn nämlich der Hydraulikkolben an den Anschlag fährt, steigt der Druck im Hydraulikzylinder rasch an und löst bei Erreichen eines vorgegebenen Druckes den druckempfindlichen Schalter aus· Dieser startet dann den Zeitschalter, der durch die Apparatur den Maßabweichungen entsprechend voreingestellt ist, jedoch auch von Hand voreingestellt werden kann. Der auf das Werkstück ausgeübte Druck ist während der Verweilzeit selbstverständlich konstant.In such a machine, the dwell time can easily be regulated by the hydraulic cage or cages have a fixed stop that allows them to move towards each other the Eormwalzen "limited, and that one on hydraulic Pressure responsive switch is provided each time the hydraulic piston or pistons to the fixed Stop reaching, actuated a timer provided as an actuator, which is used to regulate the dwell time and can be preset by the apparatus as a function of the measured deviations. If namely the hydraulic piston moves to the stop, the pressure in the hydraulic cylinder rises rapidly and is released when a specified value is reached Press the pressure-sensitive switch is preset accordingly, but can also be preset manually. The one on the workpiece The pressure exerted is of course constant during the dwell time.
Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and will be explained in more detail below explained. Show:
Pig· 1 in schematischer Darstellung eine Maschine zum Verformen eines zylindrischen WerkstücksPig · 1 in a schematic representation of a machine for deforming of a cylindrical workpiece
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durch Walzen, Dei der an der linken Formwalze die Einrichtungen zur Regelung der Walztiefe und an der rechten Formwalze die Einrichtungen zur Regelung der Verweilzeit dargestellt sind,by rolling, the devices for regulating the rolling depth on the left forming roller and the devices for regulating the dwell time on the right forming roller,
Fig. 2 eine grafische Darstellung der zur Er· zielung von gleichmäßig maßgenauen Ringen erforderliche Änderung der Walztiefe in Abhängigkeit vom Volumen· abweiohfaktor des AusgangswerkstUcks, bezogen auf einen bestimmten WalzVorgang und2 shows a graphic representation of the for achieving uniformly dimensionally accurate Ring required change of the rolling depth depending on the volume deviation factor of the original workpiece, based on a specific rolling process and
Fig. 3 die grafisohe Darstellung der zur Erzielung gleichmäßig maßgenauer Ringe erforderliche Änderung der Verweilzeit in Abhängigkeit vom Volumenabweichfaktor des Ausgangswerkstücks, bezogen auf einen bestimmten Walz Vorgang.Fig. 3 is the graphical representation of the Achievement of evenly dimensionally accurate rings required change of the residence time depending on the Volume deviation factor of the initial workpiece, based on a specific rolling process.
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Die Pig. 1 dargestellte Maschine 10 zum Walzen "besitzt ein Paar Forrawalzen 12 und 14< die einander diametral gegenüber liegen. Diese sind drehbar in Walzenlagern 16 gelagert. Letztere sind jeweils fest mit den Kolbenstangen .18 von Hydraulikkolben 20 verbunden, die über Hydraulikleitungen 22 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden. The Pig. Machine 10 illustrated 1 for rolling "has a pair of Forrawalzen 12 and 14 <diametrically opposed to each other. These are rotatably supported in roller bearings 16. The latter are fixedly connected with the piston rods .18 of hydraulic pistons 20, which supplies via hydraulic lines 22 with a hydraulic fluid will.
Ein Werkstück 24, welches durch Walzen verformt werden soll, ist zwischen den Formwalzen 12 und 14 drehbar auf einem Dorn 26 gelagert. Zu beiden Seiten des Werkstücks ist ein Paar Regelwalzen 28 derart einander diametral gegenüber angeordnet; daß die Verbindungsebene ihrer Achsen zur Verbindungsebene der Achsen der Formwalzen 12 und 14 senkrecht verläuft.A workpiece 24 which is deformed by rolling is to be rotatably mounted on a mandrel 26 between the forming rollers 12 and 14. On both sides of the workpiece a pair of regulating rollers 28 are so disposed diametrically opposite to each other; that the connecting plane of their axes to Connecting plane of the axes of the forming rollers 12 and 14 is perpendicular.
Zum Verformen des Werkstücks 24 wird dieses zunächst auf den Dorn 26 aufgebracht, und anschließend wird den Hydraulikkolben 20 Hydraulikflüssigkeit zugeleitet, welche quf die Druckstempel 30 einwirkt, so daß die Walzenlager 16 durch sie aufeinander zubewegt werden. Gleichzeitig mit dem Aufeinanderzubewegen werden die Forrawalzen 12 und 14 gleichsinnig angetrieben, ergreifen das Werkstück 24, und das Profil der Formwalzen wird in das Werkstück eingeprägt. Gleichzeitig werden die Regelwalzen 28, die die Formänderung überwachen, aufeinander zubewegt, um zu vermeiden; daß das Werkstück unrund wird und dadurch das Risiko eines äpäteren Bruches entsteht.To deform the workpiece 24, this is first applied to the mandrel 26, and then is the hydraulic piston 20 is supplied with hydraulic fluid which acts on the pressure ram 30 so that the roller bearings 16 are moved towards each other by them. Simultaneously with the moving towards one another, the form rollers 12 and 14 are in the same direction driven, grip the workpiece 24, and the profile of the forming rollers is impressed into the workpiece. At the same time, the regulating rollers 28, which monitor the change in shape, are moved towards one another in order to avoid; that the workpiece becomes out of round and this creates the risk of later breakage.
, In soweit ist die Arbeitsweise der MaschineSo far is the mode of operation of the machine
in der älteren deutschen Patentanmeldung P 22 085 15. 0 beschrieben. Auch die Formwalzeo 12 und 14 und die Arbeitsweise der Regelwalzen 28 sind ausführlich beschrieben.in the earlier German patent application P 22 085 15.0. The forming rollers 12 and 14 and the mode of operation of the regulating rollers 28 are also described in detail.
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Gemäß diesem älteren Vorschlag verschiebenMove according to this older suggestion
die Hydraulikkolben die Formwalzen 12 und 14 bis zu einer vorbestimmten Stelle, um eine bestimmte Walztiefe zu erzielen. Das Ausmaß, in dem die Walzen 12 und 14 vereohoben werden, wird entweder durch einen festen Anschlag 34» wie am Ende der linken Kolbenstange 18 gezeigt oder durch einen einstellbaren Anschlag 36, wie am Ende der rechten Kolbenstange 18 gezeigt ist, begrenzt. Wenn diese auf den Kolbenstangen befestigten Anschläge die Hydraulikzylinder erreichen, wird eine weitere Vorschubbewegung der Formwalzen 12 und 14 unterbunden und ist die verlangte Walztiefe erreioht.the hydraulic rams the forming rollers 12 and 14 up to a predetermined one Position to achieve a certain rolling depth. The extent to which rollers 12 and 14 are lifted is either by a fixed stop 34 »as shown at the end of the left piston rod 18 or by an adjustable one Stop 36, as shown at the end of the right piston rod 18, is limited. If this is on the piston rods If the stops reached the hydraulic cylinder, a further feed movement of the forming rollers 12 and 14 is prevented and the required rolling depth is reached.
Wenn die Formwalzen diesen Funkt erreicht haben, werden sie in dieser Stellung gehalten und setzen den Walzvorgang am Werkstück 24 noch für eine gewisse Zeitspanne fort» die auch als Verweilzeit bezeichnet wird, bis sich die Hydraulikkolben zurückziehen und die Formwalzen 12 und 14 mit sich nehmaaund gleichzeitig sich auch die Regelwalzen 28 zurückziehen. Das verformte Werkstück 24 kann dann von dem Dorn 26 abgenommen werden.When the forming rolls have reached this point, they are held in this position and start rolling on the workpiece 24 for a certain period of time, which is also referred to as the dwell time, until the hydraulic pistons retract and take the forming rollers 12 and 14 with you and at the same time the regulating rollers 28 as well withdraw. The deformed workpiece 24 can then be removed from the mandrel 26.
Weil die Abmessungen des Ausgangswerkstüoks 24 innerhalb der zulässigen Toleranzen schwanken können, besteht beim Werkstück Bruchgefahr oder das Risiko, daß das Werkstück nicht exakt das verlangte Profil erhält, wenn nicht . Schritte unternommen werden, um die Abweichungen vom Nominalmaß zu berücksichtigen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, daß das endgültige Durohmessermaß des Werkstückes genau mit dem Sollmaß übereinstimmt, und dies 'Because the dimensions of the starting workpiece 24 can fluctuate within the permissible tolerances, there is Risk of breakage on the workpiece or the risk that the workpiece will not have the exact profile required, if not. Steps are taken to account for the deviations from the nominal dimension. By the method according to the invention it is ensured that the final Durohmesser size of the workpiece corresponds exactly to the nominal size, and this'
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wird auf einem-von zwei möglichen Wegen erreicht.is achieved in one of two ways.
Bevor das Werkstück 24 auf den Dorn aufgeschoben wird, wird seine Größe sehr sorgfältig gemessen. Dies kann manuell geschehen, wird aber vorzugsweise automatisch durch eine Apparatur 40 vorgenommen, die die Werkstückgröße mißt und die Volumenabweichung vom Nominalmaßberechnet. Anschließend wird das Werkstück auf den Dorn geschoben, und der Walzvorgang läuft wie oben beschrieben ab.Before the workpiece 24 is pushed onto the mandrel, its size is measured very carefully. this can be done manually, but is preferably done automatically by an apparatus 40 that measures the workpiece size measures and calculates the volume deviation from the nominal dimension. Afterward the workpiece is pushed onto the mandrel and the rolling process proceeds as described above.
XJm das gewünschte Durchmesserendmaß zu erreichen, können beide Kolbenstangen 18 mit einstellbaren Anschlägen wie auf der rechten Seite der Pig. I versehen sein. Diese Anschläge werden auf die Enden der Kolbenstangen 18 geschraubt, und wenn die Apparatur 40 die Volumenabweichung berechnet hat, überträgt sie über die Leitung 42 ein Signal zu einem Schrittmotor 44, der den einstellbaren Anschlag. 36 so lange dreht, bis er die richtige Position erreicht, in der die Walztiefe gerade den gewünschten gleichmäßigen Enddurchmesser ergibt. Wie oben erläutert, kann dies ein Vor- oder Zurückfahren des einstellbaren Anschlags 36 relativ zum Druckstempel 30 mit sich bringen.To achieve the desired diameter gauge block, both piston rods 18 can have adjustable stops like on the right the Pig. I be provided. These Stops are screwed onto the ends of the piston rods 18 and when the apparatus 40 calculates the volume deviation has, it transmits a signal to one on line 42 Stepper motor 44 that has the adjustable stop. 36 rotates until it reaches the correct position in which the The rolling depth just gives the desired uniform final diameter. As explained above, this can be an advantage or Bring back the adjustable stop 36 relative to the plunger 30 with it.
In der zweiten möglichen Verfahrensweise gemäß der Erfindung berechnet die Apparatur 40 die geeignete Verweilzeit. In diesem Fall sind beide Kolbenstangen 18 wie auf der linken Seite der Fig. 1 mit einem festen Anschlag 34 versehen· Den Hydraulikzylindern wird über die Leitung 22In the second possible procedure according to the invention, the apparatus 40 calculates the appropriate residence time. In this case, both piston rods 18 have a fixed stop 34, as on the left-hand side of FIG. 1 The hydraulic cylinders are connected via line 22
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Hydraulikflüssigkeit zugeführt, und wenn die festen Anschläge 34 an den Enden der Hydraulikzylinder anstoßenf baut sich ein hydraulischer Druck auf* der Über die Leitung 48 auf einen druckempfindlichen Schalter 50 übertragen wird und diesen betätigt. Der Schalter 50 startet einen Zeitschalter 52« der zuvor durch die Apparatur 40 auf die gewünsohte Verweilzeit voreingestellt wurde. Am Ende der Verweilzeit löst der Zeitschalter 52 das Zurückfahren der Formwalzen 12 und 14 aus.Hydraulic fluid supplied, and when the fixed stops 34 abut the ends of the hydraulic cylinder F, a hydraulic pressure builds up * via line 48 to a pressure-sensitive switch 50 is transmitted and actuates this. The switch 50 starts a time switch 52 'which has previously been preset by the apparatus 40 to the desired dwell time. At the end of the dwell time, the timer 52 triggers the retraction of the forming rollers 12 and 14.
Wenn man gemäß einer der beiden erfindungsgemäßen Arbeitsweisen verfährt ,kann man sicher sein, daß das endgültige Durchmessermaß des Werkstücks trotz der Schwankungen der ' Rohlingsabmessungen innerhalb der für zylindrische Werkstücke handelsüblichen Toleranzen stets das gleiche ist.If you proceed according to either of the two modes of operation of the invention, you can be sure that the final Diameter of the workpiece despite the fluctuations in the ' Blank dimensions within those for cylindrical workpieces commercial tolerances is always the same.
* Fig. 2 zeigt ein Diagramm ,aus dem man die Position entnehmen kann, auf die der einstellbare Anschlag 36 In Abhängigkeit des von der Apparatur 40 für einen bestimmten Walzvorgang berechneten Volumen abwelchfaktors einzustellen ist, z.B. unter Verwendung eines besonderen Werkstücke und bestimmter Walzbedingungen. Wie man sieht, ist die Abhängigkeit zwischen der Lageänderung des Anschlags 36 und dem von der Apparatur 40 berechneten Volumenabweichfaktor linear»* Fig. 2 shows a diagram from which the Can refer to the position to which the adjustable stop 36 depending on the apparatus 40 for a certain The volume calculated from the rolling process, e.g. using a special work piece and certain rolling conditions. As you can see, the relationship between the change in position of the stop 36 and the Volume deviation factor calculated by the apparatus 40 linear »
Flg. 3 zeigt den entsprechenden Fall, wo die Regelung durch Änderung der Verweilzeit vorgenommen wird. Das Diagramm gibt für bestimmte Walzbedingungen und für ein bestimmtes Werkstück die Verweilzeit an, die durch dieFlg. 3 shows the corresponding case where the regulation is carried out by changing the dwell time. The diagram shows the dwell time for certain rolling conditions and for a certain workpiece, which is caused by the
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. ι Apparatur 40 auf der Grundlage des von ihr berechneten Vo- | lumenabweichfaktors am Zeitschalter 52 eingestellt wird. .. i Es sei bemerkt, daß in diesem Fall der Zusammenhang zwischen ', dem Volumenabweiohfaktor und der Verweilzeit nioht linear ist. Im besonderen Beispiel der Fig. 3 ist bei einer Werkstückdrehzahl von 5»7 U/sek. für einen Rohling mit Nominalabmessungen eine Verweilzeit von 0,78 sek. erforderlich, und wenn der Volumenabweiohfaktor von null verschieden ist, wird eine andere Verweilzeit benötigt« . ι Apparatus 40 on the basis of the Vo- | lumen deviation factor is set at the time switch 52. .. i It should be noted that nioht in this case, the relationship between 'the Volumenabweiohfaktor and the residence time is linear. In the particular example of FIG. 3, at a workpiece speed of 5 »7 rev / sec. for a blank with nominal dimensions a dwell time of 0.78 sec. required, and if the Volumenabweiohfaktor is different from zero, a different residence time is required "
- Patentansprüche -- patent claims -
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Claims (9)
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