EP0115012A1 - Verfahren zum Herstellen von Gewinden und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Gewinden und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0115012A1
EP0115012A1 EP83112747A EP83112747A EP0115012A1 EP 0115012 A1 EP0115012 A1 EP 0115012A1 EP 83112747 A EP83112747 A EP 83112747A EP 83112747 A EP83112747 A EP 83112747A EP 0115012 A1 EP0115012 A1 EP 0115012A1
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rolling
workpiece
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/04—Making by means of profiled-rolls or die rolls
    • B21H3/042—Thread-rolling heads
    • B21H3/044—Thread-rolling heads working axially

Definitions

  • the invention relates to a method for producing threads on workpieces with a thread rolling head with two thread rollers, which is arranged on the turret disk of a numerically controlled automatic lathe, and a device for carrying out the method.
  • Known thread rolling heads are not suitable for use on CNC automatic lathes (computer numbered controlled) with a turret disk that can be adjusted transversely and vertically on a slide to accommodate a thread rolling head or other automatically controlled lathes, because it requires considerable effort after the radial swiveling out the thread rolling to close the thread rolling head again to carry out another operation.
  • Another disadvantage is that a thread does not have to be rolled on a workpiece if the workpiece is clamped between two tips in a lathe, since then the axial feed is not possible.
  • the object of the invention is to provide a method in which for rolling a thread a thread rolling head can be used on an automatic lathe without requiring any special mechanical effort to close the opened thread rolling head again after a rolling process. According to the invention it is provided that the thread rolls after the thread is rolled using an axial thread rolling head transverse to the workpiece at a constant mutual distance from the workpiece tangentially.
  • the feed of the thread rolling head at the beginning of the rolling process can take place both in the axial direction and in the radial direction, so that rolling of a thread on a workpiece is also possible, which is clamped between two tips.
  • this reference refers to the circumferential surface of the thread rolls with respect to the outer circumference of the workpiece, so that the thread rolling head itself is radially removed from the workpiece.
  • the axes of the thread rolls can be held rigidly in a fork-shaped bracket of the thread rolling head or a carrier, but it is expedient if the axes of the thread rolls are designed as eccentric bolts and if the thread rolls are also axially displaceably mounted, possibly also against the pressure of springs.
  • the thread rolls are loosely rotatable on the axes. You do not need a fixed exit at the beginning of the rolling process. position to each other.
  • Grooved rollers are used, which are aligned with their axes at approximately the pitch angle of the thread to be produced, their axes therefore not being parallel to one another.
  • the axis of one roller is inclined to the axis of the other roller so that the axes are not, directed towards each other, but are at an angle to each other in parallel planes.
  • the angle between the inclined axes and the axis of the thread rolling head corresponds approximately to the pitch angle of the thread to be rolled.
  • the thread rolls do not need to be adjusted to one another again after moving the finished workpiece in the manner of a closing operation of the thread rolling head, so that new application options for NC or CNC machining centers are available with particularly simple axial thread rolling heads. Result in automatic lathes and the rolling of threads of any length is possible.
  • the axial thread rolling head 1 shown in the drawing which is particularly simple in construction, has a fork 2 which is open on one side and carries two thread rollers 3 and 3 '.
  • the two thread rolls 3 and 3 ' are at a fixed distance from one another and are freely rotatably mounted on eccentric bolts 7, which can compensate for dimensional inaccuracies which result from a suspension of the fork 2 of the thread rolling head.
  • the central section of the eccentric bolt 7 with the axis A-A is offset from the axis B-B of the thread roll.
  • the axis A-A corresponds to the axis of rotation of the thread roll 3 and the axis B-B to the axis of rotation of the eccentric bolt 7 which carries the thread roll 3.
  • the thread roll 3 can be adjusted radially by rotating the eccentric bolt 7.
  • the feed of the thread rolling head 1 for producing a thread on a workpiece 6 can take place both radially and axially, in accordance with positions 1 and 2 of FIG
  • the thread then takes place by axial movement of the thread rolling head in accordance with position 3 of FIG.
  • This tangential movement under a lightning-fast workflow can take place perpendicular to the axis of the workpiece 6, especially since the thread rolls are displaceable and are mounted on their axes against the pressure of a spring 4 are so that they can dodge axially on the rapid return stroke without damaging the formed thread.
  • the springs 4 serve to reset the thread rolls 3 and 3 'after the completion of a rolling process. If the springs 4 were not present, the thread rolls 3 and 3 'would remain in an axially displaced position at the end of a rolling process. However, they would then be able to be returned to the necessary starting position by the workpiece 6 at the beginning of a new rolling process, so that the arrangement of the springs is therefore not absolutely necessary.
  • the positive feed path X Z is smaller than the pitch-dependent feed X G and that the difference should correspond to the amount S O / 2 if the length l of the thread to be produced is of size X G corresponds.
  • the result is that the possible path of the displacement of a thread roll on its axis or the play "S" corresponds to the size.
  • the scope S o is divided into S 1 and S 2 . It is useful if at the end of the rolling process the sizes S 1 and S 2 are of the same size or correspond to the value S O / 2, namely for both thread rolls 3 and 3 ', so that they dodge in opposite directions when the thread rolling head is pivoted away can.
  • the displacement of the thread rolls also results from the programming of the positive feed X z of the machine. It can be assumed that the positive feed of the thread rolling head 1, which is exerted by the machine, is smaller than the feed X G of the thread rolls 3 and 3 ', which results from the pitch of the thread produced.
  • the individual thread roll 3 and 3 moves on its axis in the sense that instead of the original play S o, a play occurs in the size S O / 2, which is expedient in order not to damage the finished roll when the thread rolls are pulled off tangentially Thread of the workpiece 6 cause.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken (6) mit einem Gewinderollkopf (1) mit zwei Gewinderollen (3, 3'). Bei einem bekannten Verfahren wird der Gewinderollkopf dem Werkstück axial zugeführt und nach dem Rollvorgang werden die Gewinderollen radial vom Werkstück abgeschwenkt. Nach einem axialen Zurückfahren wird der Gewinderollkopf wieder geschlossen. Unter Anwendung eines NC- oder CNC- Drehautomaten mit einer Revolverscheibe für die Aufnahme eines Gewinderollkopfes (1) bedarf es eines erheblichen mechanischen Aufwandes, nach dem radialen Ausschwenken der Gewinderollen den Gewinderollkopf wieder zu schließen. Um diesen mechanischen Aufwand zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, daß die Gewinderollen (3, 3') nach dem Rollen des Gewindes unter Verwendung eines Axialgewinderollkopfes (1) quer zum Werkstück (6) unter gleichbleibendem gegenseitigen Abstand von dem Werkstück (6) tangential abgezogen werden. Die Zustellung des Gewinderollkopfes (1) kann dabei sowohl in axialer Richtung wie auch in radialer Richtung erfolgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken mit einem Gewinderollkopf mit zwei Gewinderollen, der auf der Revolverscheibe eines numerisch gesteuerten Drehautomaten angeordnet ist, sowie eine Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens.
  • Es ist bekannt, zum Rollen eines Gewindes auf einem Werkstück den Gewinderollkopf axial zuzuführen und nach dem Rollen des Gewindes die Gewinderollen radial vom Werkstück abzuschwenken unter Zuhilfenahme von Exzentern und einem Mechanismus, durch welchen die Rollen radial vom Werkstück fortgeschwenkt werden. Danach wird der Rollkopf axial zurückgefahren. Anschließend muß der Gewinderollkopf wieder geschlossen werden. Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Herstellen von Gewinden werden die Gewinderollen nach dem Rollen des Gewindes zurückgedreht, so daß kein Abschwenken notwendig ist. Für die Anwendung auf CNC-Drehautomaten (Computer numbered controlled) mit einer queraxial und höhenmäßig auf einem Schlitten gelagert verstellbaren Revolverscheibe für die Aufnahme eines Gewinderollkopfes oder andersartigen automatisch gesteuerten Drehmaschinen sind bekannte Gewinderollköpfe nicht geeignet, weil es eines erheblichen Aufwandes bedarf, nach dem radialen Ausschwenken der Gewinderollen den Gewinderollkopf wieder zu schließen für die Durchführung eines weiteren Arbeitsganges. Ein weiterer Nachteil ist es, daß auf einem Werkstück nicht ein Gewinde zu rollen ist, wenn sich das Werkstück zwischen zwei Spitzen in einer Drehbank eingespannt befindet, da dann die axial Zuführung nicht möglich ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem zum Rollen eines Gewindes ein Gewinderollkopf auf einem Drehautomaten Anwendung finden kann, ohne daß es eines besonderen mechanischen Aufwandes bedarf, nach einem Rollvorgang den geöffneten Gewinderollkopf wieder zu schließen. Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß die Gewinderollen nach dem Rollen des Gewindes unter Verwendung eines Axialgewinderollkopfes quer zum Werkstück unter gleichbleibendem gegenseitigen Abstand von dem Werkstück tangential abgezogen werden.
  • Die Zustellung des Gewinderollkopfes zu Beginn des Rollvorganges kann dabei sowohl in axialer Richtung wie auch in radialer Richtung erfolgen, so daß also auch das Rollen eines Gewindes auf einem Werkstück möglich ist, welches zwischen zwei Spitzen eingespannt ist.
  • Wenn vorstehend von einem tangentialen Fortbewegen der Gewinderollen gesprochen ist, so bezieht sich dieser Hinweis auf die Umfangsfläche der Gewinderollen in bezug auf den Außenumfang des Werkstückes, so daß also der Gewinderollkopf an sich radial abgezogen wird vom Werkstück. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Achsen der Gewinderollen in einem gabelförmigen Bügel des Gewinderollkopfes bzw. einem Träger starr gehalten sein, wobei es jedoch zweckmäßig ist, wenn die Achsen der Gewinderollen als Exzenterbolzen ausgebildet sind und wenn darüber hinaus die Gewinderollen axial verschiebbar gelagert sind, eventuell auch gegen den Druck von Federn. Die Gewinderollen sitzen dabei lose drehbar auf den Achsen. Sie brauchen zu Beginn des Rollvorganges keine feste Ausgangs-. stellung zueinander einzunehmen. Anwendung finden dabei Rillenrollen, die in etwa dem Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes schräg mit ihren Achsen zueinander ausgerichtet sind, wobei also ihre Achsen nicht parallel zueinander stehen. Die Achse der einen Rolle ist dabei zu der Achse der anderen Rolle derart schräg gestellt, daß die Achsen nicht, aufeinander zugerichtet sind, sondern in parallelen Ebenen schräg zueinander stehen.
  • Der Winkel zwischen den schräg gerichteten Achsen und der Achse des Gewinderollkopfes entspricht etwa dem Steigungswinkel des zu rollenden Gewindes. Bei dem Verfahren und der Gestaltung des Gewinderollkopfes brauchen die Gewinderollen nicht nach einer Fortbewegung vom fertigen Werkstück in der Art eines Schließvorganges des Gewinde- rollkopfes wieder zueinander verstellt zu werden, so daß sich mit im Aufbau besonders einfachen Axialgewinderollköpfen neue Einsatzmöglichkeiten an NC- oder CNC-Drehautomaten ergeben und das Rollen beliebig langer Gewinde möglich ist.
  • Weitere Merkmale der Erfindung bilden Gegenstand von Unteransprüchen und sind nachstehend erläutert unter bezugnahme auf eine Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1: Die verschiedenen Stellungen eines Gewinderollkopfes im Verlaufe eines Rollvorganges;
    • Figur 2: ein Gewinderollkopf in der Seitenansicht;
    • Figur 31 die Draufsicht auf einen Gewinderollkopf;
    • Figur 4: die Anordnung eines Gewinderollkopfes auf einer Revolverscheibe eines Drehautomaten und
    • Figur 5: ein Teilausschnitt eines Gewinderollkopfes mit Werkstück unter Angabe der mathematischen Beziehungen.
  • Der in der Zeichnung wiedergegebene, im Aufbau besonders einfache Axialgewinderollkopf 1 besitzt eine einseitig offene Gabel 2, die zwei Gewinderollen 3 und 3' trägt. Die beiden Gewinderollen 3 und 3' stehen im festen Abstand zueinander und sind frei drehbar gelagert auf Exzenterbolzen 7 durch die sich Maßungenauigkeiten ausgleichen lassen, die sich ergeben durch eine Auffederung der Gabel 2 des Gewinderollkopfes. Der Mittelabschnitt der Exzenterbolzen 7 mit der Achse A-A ist versetzt zu der Achse B-B der Gewinderolle. Dabei entspricht die Achse A-A der Drehachse der Gewinderolle 3 und die Achse B-B der Drehachse des Exzenterbolzens 7, der die Gewinderolle 3 trägt. Durch eine Drehung des Exzenterbolzen 7 läßt sich die Gewinderolle 3 radial einstellen.
  • Die Achsen A1 und A2 der beiden Gewinderollen 3 und 3' sind zueinander entsprechend Figur 3 schräg ausgerichtet, wobei der Winkel α, den die beiden Achsen zur Achse des Gewinderollkopfes 1 bilden, etwa dem Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes entspricht.
  • Bei der Anordnung des Gewinderollkopfes 1 auf der Revolverscheibe 5 eines Drehautomaten entsprechend der Figur 4 kann die Zustellung des Gewinderollkopfes 1 zum Herstellen eines Gewindes auf einem Werkstück 6 sowohl radial wie auch axial erfolgen, entsprechend den Stellungen 1 und 2 der Figur 1. Die Herstellung des Gewindes erfolgt danach durch axiale Bewegung des Gewinderollkopfes entsprechend der Stellung 3 der Figur 1. Beim Abschluß des Rollvorganges wird der Gewinderollkopf radial entsprechend der Stellung 4 der Figur 1 vom Werkstück 6 abgezogen. Dabei werden die Gewinderollen 3 und 3' vom Werkstück 6 tangential fortbewegt. Diese tangentiale Fortbewegung unter einem blitzschnellen Arbeitsablauf kann senkrecht zu der Achse des Werkstückes 6 erfolgen, zumal die Gewinderollen verschiebbar und zwar gegen den Druck einer Feder 4 auf ihren Achsen gelagert sind, so daß sie axial beim Eilrückhub ausweichen können, ohne das geformte Gewinde zu beschädigen. Die Federn 4 dienen einer Rückstellung der Gewinderollen 3 und 3' nach Abschluß eines Rollvorganges. Würden die Federn 4 nicht vorhanden sein, so würden die Gewinderollen 3 und 3' zum Abschluß eines Rollvorganges in axial verschobener Stellung stehen bleiben. Sie würden dann jedoch zu Beginn eines neuen Rollvorganges durch das Werkstück 6 in die notwendige Ausgangslage zurückversetzt Werden können, so daß es also nicht unbedingt der Anordnung der Federn bedarf.
  • Aus der Figur 5 ist ersichtlich, daß es zweckmäßig ist, wenn der Zwangsvorschubweg XZ kleiner ist, als der steigungsbedingte Vorschub XG und zwar sollte die Differenz dem Betrag SO/2 entsprechen, wenn die Länge ℓ des herzustellenden Gewindes der Größe XG entspricht. Dabei ergibt sich, daß der mögliche Weg der Verschiebung einer Gewinderolle auf ihrer Achse bzw. das Spiel "S" der Größe entspricht.
    Figure imgb0001
     Der Zwangsvorschubweg XZ entspricht dann der Größe:
    Figure imgb0002
    wobei der steigungsbedingte Vorschubweg XG = nE · p ist bzw. dem Produkt aus der Anzahl der Umdrehungen des Werkstückes mit der Teilung der Gewindegänge entspricht.
  • Wird ein solcher Zwangsvorschubweg XZ gewählt, so stehen die Gewinderollen 3 und 3' bei Abschluß des Rollvorganges über die volle Gewindelänge ℓ in der Mittelstellung SO/2 ihres axialen Spieles, so daß sie beim Abziehen des Gewinde- rollkopfes 1 beide infolge der Schrägstellung ihrefAchsen gleich weit nach entgegengesetzten Richtungen axial ausweichen können und dadurch eine Beschädigung des Gewindes beim Abziehen des Gewinde-rollkopfes verhindern.
  • Bei dieser Betrachtung ist ausgegangen von der Herstellung eines eingängigen Gewindes dessen Teilung dem Wert "p" entspricht wie auch der Rillenteilung der Gewinderollen und der Gewindesteigung des Werkstückes 6.
  • Während des Rollvorganges entsprechend der Stellung 3 der Figur 1 teilt sich der Spielraum So auf in S1 und S2. Zweckmäßig ist es, wenn zum Abschluß des Rollvorganges die Größen S1 und S2 gleich groß sind bzw. dem Wert SO/2 entsprechen und zwar bei beiden Gewinderollen 3 bzw. 3', so daß sie in entgegengesetzten Richtungen beim Abschwenken des Gewinderollkopfes ausweichen können. Die Verschiebung der Gewinderollen ergibt sich im übrigen durch die Programmierung des Zwangsvorschubes Xz der Maschine. Dabei ist davon auszugehen, daß der Zwangsvorschub des Gewinderollkopfes 1, der von der Maschine ausgeübt wird, kleiner ist als der Vorschub XG der Gewinderollen 3 und 3' der sich ergibt aus der Steigung des hergestellten Gewindes. Dadurch verschiebt sich die einzelne Gewinderolle 3 und 3' auf ihrer Achse in dem Sinne, daß anstelle des ursprünglichen Spieles So ein Spiel auftritt in der Größe SO/2, das zweckmäßig ist, um beim tangentialen Abziehen der Gewinderollen keine.Beschädigung des fertiggestellten Gewindes des Werkstückes 6 hervorzurufen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken, mit einem Gewinderollkopf mit zwei Gewinderollen, der auf der Revolverscheibe eines numerisch gesteuerten Drehautomaten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderollen (3, 3') nach dem Rollen des Gewindes unter Verwendung eines Axialgewinderollkopfes quer zum Werkstück (6) unter gleichbleibendem gegenseitigen Abstand von dem Werkstück (6) tangential abgezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewinderollen (3, 3') beim Abziehen gegenseitig axial verschoben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwangsvorschub (XZ) des Gewinderollkopfes (1) gewählt wird, bei dem die axial verschiebbaren Gewinderollen (3, 3') beim Abschluß des Rollvorganges in der Mittelstellung (So/2) ihres axialen Spiels (So) stehen.
4. Einrichtung zum Rollen von Gewinden mit einem Axialgewinderollkopf der zwei Gewinderollen aufweist, deren Achsen schräg zueinander ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit festem Achsabstand zueinander stehenden Gewinderollen (3, 3') in einem einseitig offenen gabelförmigen Gewinderollkopf (1) axial verschiebbar gelagert sind und daß der Axialgewinderollkopf auf der Revolverscheibe eines NC.Drehautomaten angeordnet ist.
5. Axialgewinderollkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderollen (3, 3') gegen den Druck von Federn (4) axial verschiebbar gelagert sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß de Achsen A1, A2) der Gewinderollen (3, 3') als Exzenterbolzen (7) ausgebildet sind.
EP83112747A 1983-01-03 1983-12-17 Verfahren zum Herstellen von Gewinden und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired EP0115012B1 (de)

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