EP1442808A2 - Flat rolling die - Google Patents
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- EP1442808A2 EP1442808A2 EP04009469A EP04009469A EP1442808A2 EP 1442808 A2 EP1442808 A2 EP 1442808A2 EP 04009469 A EP04009469 A EP 04009469A EP 04009469 A EP04009469 A EP 04009469A EP 1442808 A2 EP1442808 A2 EP 1442808A2
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Definitions
- the invention relates to a rolling rod, the use of corresponding rolling rods in a cold rolling machine and a method for cold rolling a Workpiece with corresponding rolling rods.
- this Workpiece clamping device In cold rolling machines, the workpiece to be machined is rotated between tense two tips or other quick release devices, this Workpiece clamping device is usually associated with a feed axis.
- the desired profiling of the workpiece takes place via two synchronously counter-rotating rolling rods that impinge on the workpiece at the same time and this first by friction and later by positive engagement in Set the rotation. In doing so, the material gets into the free spaces of the tool, i.e. displaced by the rolling rods.
- the height of the ground Profile of the rolling rod in the forming area so that each tooth of the Rolling bar is pushed slightly deeper into the workpiece, as the previous one. After reaching the full tread depth, a calibration zone and connect a relaxation zone along which the geometry and the Surface quality of the workpiece is optimized.
- This non-cutting cold forming profiles such as splines (straight or oblique), spiral gears, oil grooves, threads or knurls is about thirty times faster than the machining of the profiles.
- Cold rolled workpieces also offer higher strength, better surface quality and great accuracy.
- the invention has the object, a rolling rod and to provide a method of cold rolling, through which the downtime are reduced during production.
- the rolling rod according to the invention which in particular for the production of Deckvertechnikungen or spiral teeth serves, has a profiling, with the same profile substantially over the entire Working surface of the rolling rod extends. Their production is easier than in the conventional rolling rods with increasing in the rolling direction Tread depth.
- a tread depth is substantially consistent along a range.
- Calibration and relaxation zones can be formed at end sections.
- the calibration and relaxation zones may be formed by ramps.
- the area extending between the ramps can substantially with be formed constant profile depth.
- the ramps may be short ramps.
- the length of the ramps is substantially less than the length with consistent profiling.
- a rolling rod according to the invention of hardened and ground Cold work steel made.
- the rolling rods according to the invention can be used advantageously in one Cold rolling machine with an infeed device with integrated feed drive, about the rolling rods during the rolling process in the direction of engagement adjustable are.
- D. h. Each rolling rod is assigned a Zustellachse, the one Adjustment of the rolling rods in approximately radial direction with respect to the machined Workpiece allows.
- this delivery device can thus the tread depth can be changed during the rolling process, so that, for example the desired final tread depth not required - as in the prior art during a feed movement of the rolling rods, but during a plurality of Walzstangenh Claus can be formed, in which the rolling rods in Radial direction be adjusted. This allows the length of the rolling rod minimize so that the dimensions of the cold rolling machine remain relatively low.
- the rolling rods can be carried out essentially with constant tread depth, so that their production much easier than in the conventional rolling rods with increasing profile depth in the rolling direction.
- the initially described Calibration and relaxation zones can be accessed via small ramps the end portions of the rolling rods are formed, wherein the between the ramps extending portion of the rolling rods substantially is formed with a constant tread depth.
- each of the two rolling rods each associated with a guide carriage, along along inclined guides is displaceable.
- These two inclined guides are V-shaped to each other employed, so that by moving the guide carriage along the associated inclined guide the radial distance between roll bar and Workpiece is changeable.
- the delivery movement is done by moving the rolling rod along the wedge-shaped inclined guides, so that by adjusting the rolling rods without tool change a variation the number of teeth, the rolling of even and odd numbers of teeth, a positioned rolling and the quality optimization of the profile by division correction is possible.
- the delivery movement can be carried out very precisely, if any Guide carriage its own feed drive, such as a planetary spindle drive assigned.
- a planetary spindle drive assigned.
- other suitable drives such as rack drives, ball screw drives or hydraulic drives are used.
- the structure of the cold rolling machine can be further simplified if the free end portions of the slidable along the inclined guides Guide carriages are connected via a console on which the drives for the roll bar device are stored.
- the inventive concept can be particularly advantageous in cold rolling machines use whose rolling rods are driven in the vertical direction, so that the footprint of the machine according to the invention is minimal.
- the Overall height can be achieved by driving the rolling rods in the horizontal direction minimize.
- the workpiece can be transferred via the rolling rods Forces or be driven by its own rotary drive, with synchronized to the drive of the rolling rods.
- the deformation of the Workpiece subjected to ultrasound is the Flow limit lowered during the forming process, so that the forming forces compared to conventional solutions are reduced.
- the guide slides supporting the inclined guides are advantageously supported on two spaced support legs of a machine bed, these two support legs to increase the rigidity over Cross straps are connected.
- Figure 1 shows a section through a cold rolling machine 1, wherein the two rolling rods 2, 4 arranged in the vertical direction (with respect to the footprint) are, while a workpiece, not shown supporting headstock. 6 (only indicated in Figure 1) in the horizontal direction, d. H. parallel to the support surface is arranged.
- the workpiece is rotatable in this headstock 6 stored, via an NC drive, not shown, for example Supply or removal of the workpiece from the processing area, before or after the rolling process, a displacement in the axial direction (perpendicular to the Drawing plane) is possible.
- the embodiment of the headstock with a Quill and a rear centering differs essentially not of usual solutions, so that in terms of further details of simplicity Reference is made to the above-mentioned brochure of the applicant be.
- cold rolling machine can be a variety of profiles, for example Serrations, threads, raceways, oil grooves, ring grooves, Form knurls or other special shapes also in Reversier horr.
- the control of the cold rolling machine 1 is arranged laterally according to FIG Cabinets 7 housed. This extremely compact construction with minimal footprint allows the cold rolling machine 1 as so-called Hook machine, which is practically a functional unit pre-assembled and delivered.
- the illustrated cold rolling machine 1 has a made of mineral casting Substructure, the two upwards (view of Figure 1) projecting support leg 10, 12 has. These each have a stepped recess with a visible in Figure 1 horizontal support surface 14 and a vertical support surface (Figure 2) 16, at one of the two support legs 10, 12 overstretching Bridge construction 18 is supported. This is cut in Figure 2 and essentially contains the guides and drives for the reciprocating movement of the rolling rods 2, 4.
- the bridge rods 18, 2 supporting the bridge construction 18 each has one attached to the support legs 10, 12 supporting body 20, 22, which is substantially consists of a cast-supporting structure 24, which is filled with a mineral casting is executed.
- the two support bodies 20, 22 via a rear transverse strap 26 and a front transverse strap 28 with each other connected, which extend the area between the two support legs 10, 12.
- the end portions of the front cross-bar 28 are at the through the Horizontal support surface 14 and the vertical support surface 16 formed bearing surfaces the support legs 10 and 12 attached.
- Both transverse straps 26, 28 each have a recess 30, 32, through which the workpiece with the associated clamping devices of the headstock 6 (indicated in FIG 2) can be feasible in the editing area.
- each flat track guide 34, 36 may be, for example, 3 °.
- the axial displacement of the two guide carriage 38, 40 takes place via in each case an NC drive 44, for example, as a planetary spindle drive with servomotor 50 may be executed.
- a spindle nut 46 is rotatable stored in the support body 22 and 24, while the planetary spindle 48 in a console of the guide carriage 38 and 40 stored and a Timing belt is connected to the servo motor 50.
- the planetary spindle 48 through the fixed spindle nut 46 set in rotation and this as axial displacement on the guide carriage 38, 40 transmitted so that these along the inclined track guides 34 and 36 are moved.
- the remote from the inclined rail guides 34, 36 end faces of the Guide carriage 38, 40 are parallel to the feed axis of the two Rolling rods 2, 4, so that the guide carriage, 38, 40, in the illustration according to Figure 1 have an approximately wedge-shaped cross-section.
- the rolling rods 2, 4 assigning end faces of the guide carriage 38, 40 are also as guides 52, 54 along which slides 56, 58 are guided, on which the rolling rods 2, 4 are attached.
- the guides 52, 54 are also again as cast flat rail guides executed and correspond in terms of the structure essentially the inclined guides 34, 36. D. h., The carriage 56, 58 dive with their end face in a U-shaped recess of the associated guide carriage 38, 40, wherein this recess is designed as a sliding guide.
- the determination of the carriage 56, 58 on the associated guide carriage 38, 40th takes place via a counter-guide 60.
- Figure 3 shows a schematic representation of a rolling rod 2, as in the cold rolling machine 1 according to Figure 1 can be used.
- This roll bar 2 is made of hardened and ground in a conventional manner Made of cold work steel and carries a profiling 70, whose Profile depth S along a region T is substantially constant. At the two end portions of the profiling 70 ramps 72 are formed, whose length U is substantially less than the length T with constant profiling 70 is. Due to the substantially constant profiling leaves
- the rolling rod shown in Figure 3 much easier than conventional Producing rolling rods in which the tread depth in the region T is variable.
- the regrinding of the rolling rod shown in Figure 3 is due the substantially constant tread depth much easier than at the conventional solutions.
- Figure 1 shows the basic position of the cold rolling machine 1, in which the Carriage 58 in its upper and the carriage 56 in its lower end position located.
- the two guide carriages 38, 40 driven over the NC drives 44 in their upper end position, so that the Distance between the rolling rods 2, 4 is maximum (minimum tread depth).
- the workpiece on the headstock 6 in its processing position brought between the two rolling rods 2, 4.
- both NC drives 64, 66 synchronously and in opposite directions controlled, so that the two rolling rods 2, 4 in opposite directions on the workpiece accumulate and these by friction and positive engagement set in rotation, wherein the engagement between the workpiece and the two rolling rods 2, 4 the forming process takes place.
- the profile depth can be synchronous Displacement of the two guide slides 38, 40 along the inclined surfaces 34, 36 are set, with the maximum tread depth during a stroke the rolling rods 2, 4 or during several successive strokes (also in Reversier horr) is formed.
- suitable inclination of the inclined guide 34, 36 and corresponding stroke of the NC drives can be, for example produce a tread depth of up to about 5 mm.
- the rolling process is constantly monitored, so that the rolling process by variable speed profiles both for the feed of the guide carriage 34, 36 and the Carriage 56, 58 can be optimized.
- support legs 10, 12 ensures a very rigid machine construction, wherein the mineral casting substructure 8 and the mineral cast-filled supporting bodies 20, 22 cause a much better damping than conventional designs.
- the cast mineral substructure makes it possible to integrate all supply elements, whereby after casting the substructure practically no additional Editing is required.
- the adjustability of the guide carriages 38, 40 also makes it possible to perform a division correction during the rolling process, so that the Rolling quality compared to conventional solutions with rolling rods considerably is improved.
- rolling guides For example, roller shoes or flat cage guides are used, the However, both in terms of load ratings and the cost of less than the molded guideways are.
- the workpiece by the Engaged with the rolling rods 2, 4 driven can be assigned a separate rotary drive, with the NC drives 64, 66 of the rolling rods is synchronized, so that the stroke of the Rolling rods 2, 4 synchronized with the rotation of the workpiece to be rolled is.
- the forming forces can be reduced when the rolled area of the Workpiece is subjected to ultrasound.
- a suitable ultrasonic head can be integrated into the cold rolling machine become.
- Another possibility is the rotation of the Workpiece during the rolling process with ultrasonic vibrations overlap. This could for example be done by the above-described Rotary drive for the workpiece generates a rotational movement with superimposed on high frequency ultrasonic vibrations of low amplitude. Due to the vibration influence of the forming process can be Reduce forming forces during the rolling process, so that an increase the process speed is enabled. Due to the reduction of the Tile boundary can also be difficult to form by conventional methods Cold rolled materials.
- a cold rolling machine in which the rolling rods are preferably in Vertical direction are arranged and via a feed device during the Rolling in the radial direction with respect to the workpiece to be machined are adjustable.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Walzstange, die Verwendung entsprechender Walzstangen in einer Kaltwalzmaschine und ein Verfahren zum Kaltwalzen eines Werkstücks mit entsprechenden Walzstangen.The invention relates to a rolling rod, the use of corresponding rolling rods in a cold rolling machine and a method for cold rolling a Workpiece with corresponding rolling rods.
Bei Kaltwalzmaschinen wird das zu bearbeitende Werkstück drehbar zwischen zwei Spitzen oder sonstigen Schnellspannvorrichtungen gespannt, wobei dieser Werkstückspannvorrichtung in der Regel eine Vorschubachse zugeordnet ist. Die gewünschte Profilierung des Werkstücks erfolgt über zwei sich synchron gegenläufig bewegende Walzstangen, die gleichzeitig auf das Werkstück auftreffen und dieses zunächst durch Reibschluß und später durch Formschluß in Drehung versetzen. Dabei wird der Werkstoff in die Freiräume des Werkzeugs, d.h. der Walzstangen verdrängt. Üblicherweise nimmt die Höhe des eingeschliffenen Profils der Walzstange im Umformbereich zu, so daß jeder Zahn der Walzstange etwas tiefer in das Werkstück eingedrückt wird, als der vorangegangene. Nach Erreichen der vollen Profiltiefe kann sich eine Kalibrierzone und eine Entspannungszone anschließen, entlang denen die Geometrie und die Oberflächenqualität des Werkstücks optimiert wird.In cold rolling machines, the workpiece to be machined is rotated between tense two tips or other quick release devices, this Workpiece clamping device is usually associated with a feed axis. The desired profiling of the workpiece takes place via two synchronously counter-rotating rolling rods that impinge on the workpiece at the same time and this first by friction and later by positive engagement in Set the rotation. In doing so, the material gets into the free spaces of the tool, i.e. displaced by the rolling rods. Usually, the height of the ground Profile of the rolling rod in the forming area, so that each tooth of the Rolling bar is pushed slightly deeper into the workpiece, as the previous one. After reaching the full tread depth, a calibration zone and connect a relaxation zone along which the geometry and the Surface quality of the workpiece is optimized.
Dieses spanlose Kaltformen von Profilen, wie beispielsweise Steckverzahnungen (gerade oder schräg), Spiralverzahnungen, Ölnuten, Gewinde oder Rändel ist ca. dreißig mal schneller als die spanabhebende Bearbeitung der Profile. Kaltgewalzte Werkstücke bieten zudem eine höhere Festigkeit, bessere Oberflächengüte und große Genauigkeit.This non-cutting cold forming profiles, such as splines (straight or oblique), spiral gears, oil grooves, threads or knurls is about thirty times faster than the machining of the profiles. Cold rolled workpieces also offer higher strength, better surface quality and great accuracy.
In dem Prospekt "Spezialmaschinenprogramm XK" der Anmelderin wird eine Kaltwalzmaschine vorgestellt, bei der die beiden gegenläufig bewegbaren Walzstangen in Horizontalrichtung angeordnet sind, während die Werkstückachse ebenfalls in Horizontalrichtung quer zur Bewegungsrichtung der Walzstangen angeordnet ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß aufgrund der Horizontalanordnung der Walzstangen eine erhebliche Baubreite der Kaltwalzmaschine erforderlich ist. Diese bekannte Maschine hat des weiteren einen hydraulischen Antrieb, dessen Hydraulik-Aggregat sehr viel Platz benötigt.In the prospectus "special machine program XK" the applicant is a Cold rolling machine presented, in which the two counter-movable Rolling rods are arranged in the horizontal direction while the workpiece axis also in the horizontal direction transversely to the direction of movement of the rolling rods is arranged. The disadvantage of this solution is that due to the Horizontal arrangement of the rolling rods a considerable width of the cold rolling machine is required. This known machine also has one hydraulic drive whose hydraulic unit requires a lot of space.
Dieser Nachteil wird durch eine Kaltwalzmaschine gemäß der WO 99/43454 A1 überwunden, bei der die Walzstangen in Vertikalrichtung angeordnet sind, so daß die Maschine eine erheblich geringere Aufstellfläche erfordert.This disadvantage is achieved by a cold rolling machine according to WO 99/43454 A1 overcome, in which the rolling rods are arranged in the vertical direction, so that the machine requires a much smaller footprint.
Bei Maßkorrekturen am Werkstück kann es erforderlich sein, zum Ausbilden der vorbestimmten Profiltiefe die Walzstange in Radialrichtung (bezogen auf das Werkstück) zuzustellen. Diese Zustellung erfolgt manuell über Justierschrauben, über die die Radialposition der Walzstangen gegenüber dem Werkstück einstellbar ist. Für diese Nachjustierung muß der Walzvorgang unterbrochen werden, so daß die Produktivität der Anlage verringert ist. For dimensional corrections on the workpiece, it may be necessary to form the predetermined profile depth of the rolling rod in the radial direction (based on to deliver the workpiece). This delivery is done manually via adjusting screws, about the radial position of the rolling rods against the workpiece is adjustable. For this readjustment of the rolling process must be interrupted so that the productivity of the plant is reduced.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Walzstange und ein Verfahren zum Kaltwalzen zu schaffen, durch die die Stillstandszeiten während der Produktion verringert sind.In contrast, the invention has the object, a rolling rod and to provide a method of cold rolling, through which the downtime are reduced during production.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Walzstange durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with regard to the rolling rod by the features of Patent claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Walzstange, welche insbesondere zur Herstellung von Deckverzahnungen oder Spiralverzahnungen dient, weist eine Profilierung auf, die sich mit gleichbleibendem Profil im wesentlichen über die gesamte Wirkfläche der Walzstange erstreckt. Deren Herstellung ist dadurch einfacher als bei den herkömmlichen Walzstangen mit in Walzrichtung größer werdender Profiltiefe.The rolling rod according to the invention, which in particular for the production of Deckverzahnungen or spiral teeth serves, has a profiling, with the same profile substantially over the entire Working surface of the rolling rod extends. Their production is easier than in the conventional rolling rods with increasing in the rolling direction Tread depth.
Eine Profiltiefe ist entlang eines Bereichs im wesentlichen gleichbleibend.A tread depth is substantially consistent along a range.
An Endabschnitten können Kalibrier- und Entspannungszonen ausgebildet sein. Die Kalibrier- und Entspannungszonen können über Rampen ausgebildet sein.Calibration and relaxation zones can be formed at end sections. The calibration and relaxation zones may be formed by ramps.
Der sich zwischen den Rampen erstreckende Bereich kann im wesentlichen mit gleichbleibender Profiltiefe ausgebildet sein.The area extending between the ramps can substantially with be formed constant profile depth.
An den Endabschnitten der Profilierung können Rampen mit geringer Profiltiefe ausgebildet sein. Bei den Rampen kann es sich um kurze Rampen handeln.At the end sections of the profiling ramps with low tread depth be educated. The ramps may be short ramps.
Vorteilhafterweise ist die Länge der Rampen wesentlich geringer als die Länge mit gleichbleibender Profilierung. Advantageously, the length of the ramps is substantially less than the length with consistent profiling.
Vorzugsweise ist eine erfindungsgemäße Walzstange aus gehärtetem und geschliffenem Kaltarbeitsstahl hergestellt.Preferably, a rolling rod according to the invention of hardened and ground Cold work steel made.
Die erfindungsgemäßen Walzstangen lassen sich vorteilhaft verwenden in einer Kaltwalzmaschine mit einer Zustelleinrichtung mit integriertem Zustellantrieb, über die die Walzstangen während des Walzvorganges in Eingriffsrichtung verstellbar sind. D. h., jeder Walzstange ist eine Zustellachse zugeordnet, die eine Verstellung der Walzstangen in etwa Radialrichtung mit Bezug zu dem zu bearbeitenden Werkstück ermöglicht. Durch diese Zustelleinrichtung kann somit die Profiltiefe während des Walzvorganges verändert werden, so daß beispielsweise die gewünschte Endprofiltiefe nicht - wie beim Stand der Technik erforderlich - während einer Vorschubbewegung der Walzstangen, sondern während mehreren Walzstangenhüben ausbildbar ist, bei denen die Walzstangen in Radialrichtung nachgestellt werden. Dies ermöglicht es, die Länge der Walzstange zu minimieren, so daß auch die Abmessungen der Kaltwalzmaschine vergleichsweise gering bleiben.The rolling rods according to the invention can be used advantageously in one Cold rolling machine with an infeed device with integrated feed drive, about the rolling rods during the rolling process in the direction of engagement adjustable are. D. h., Each rolling rod is assigned a Zustellachse, the one Adjustment of the rolling rods in approximately radial direction with respect to the machined Workpiece allows. By this delivery device can thus the tread depth can be changed during the rolling process, so that, for example the desired final tread depth not required - as in the prior art during a feed movement of the rolling rods, but during a plurality of Walzstangenhüben can be formed, in which the rolling rods in Radial direction be adjusted. This allows the length of the rolling rod minimize so that the dimensions of the cold rolling machine remain relatively low.
Bei diesem Reversierbetrieb wird daher das Profil mit mehreren Walzstangenhüben ausgebildet, während bei den bekannten Maschinen das Profil mit nur einem Hub gewalzt werden mußte - es liegt auf der Hand, daß das herkömmliche Verfahren eine wesentlich größere Belastung für die Maschine und die Walzstangen darstellt.In this Reversierbetrieb therefore the profile with several Walzstangenhüben trained, while in the known machines the profile with only had to be rolled to a hub - it is obvious that the conventional Process a much greater burden on the machine and the Represents rolling rods.
Da die Profiltiefe über die Zustelleinrichtung bestimmt wird, können die Walzstangen im Wesentlichen mit gleichbleibender Profiltiefe ausgeführt werden, so daß deren Herstellung wesentlich einfacher als bei den herkömmlichen Walzstangen mit in Walzrichtung größer werdender Profiltiefe ist. Die eingangs beschriebenen Kalibrier- und Entspannungszonen können über kleine Rampen an den Endabschnitten der Walzstangen ausgebildet werden, wobei der sich zwischen den Rampen erstreckende Bereich der Walzstangen im Wesentlichen mit gleichbleibender Profiltiefe ausgebildet ist.Since the tread depth is determined by the feed device, the rolling rods can be carried out essentially with constant tread depth, so that their production much easier than in the conventional rolling rods with increasing profile depth in the rolling direction. The initially described Calibration and relaxation zones can be accessed via small ramps the end portions of the rolling rods are formed, wherein the between the ramps extending portion of the rolling rods substantially is formed with a constant tread depth.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jeder der beiden Walzstangen jeweils ein Führungsschlitten zugeordnet, der entlang von Schrägführungen verschiebbar ist. Diese beiden Schrägführungen sind v-förmig zueinander angestellt, so daß durch Verschieben des Führungsschlittens entlang der zugeordneten Schrägführung der Radialabstand zwischen Walzstange und Werkstück veränderbar ist. D. h., die Zustellbewegung erfolgt durch Verschieben der Walzstange entlang der keilförmig ausgebildeten Schrägführungen, so daß durch Verstellen der Walzstangen ohne Werkzeugwechsel eine Variation der Zähnezahl, das Walzen von geraden und ungeraden Zähnezahlen, ein positioniertes Walzen und die Qualitätsoptimierung des Profils durch Teilungskorrektur möglich ist.In a particularly preferred embodiment, each of the two rolling rods each associated with a guide carriage, along along inclined guides is displaceable. These two inclined guides are V-shaped to each other employed, so that by moving the guide carriage along the associated inclined guide the radial distance between roll bar and Workpiece is changeable. D. h., The delivery movement is done by moving the rolling rod along the wedge-shaped inclined guides, so that by adjusting the rolling rods without tool change a variation the number of teeth, the rolling of even and odd numbers of teeth, a positioned rolling and the quality optimization of the profile by division correction is possible.
Die Zustellbewegung läßt sich besonders präzise ausführen, wenn jedem Führungsschlitten ein eigener Zustellantrieb, beispielsweise ein Planetenspindelantrieb zugeordnet ist. Alternativ können auch andere geeignete Antriebe, wie beispielsweise Zahnstangenantriebe, Kugelgewindeantriebe oder hydraulische Antriebe verwendet werden. The delivery movement can be carried out very precisely, if any Guide carriage its own feed drive, such as a planetary spindle drive assigned. Alternatively, other suitable drives, such as rack drives, ball screw drives or hydraulic drives are used.
Der Aufbau der Kaltwalzmaschine läßt sich weiter vereinfachen, wenn die freien Endabschnitte der entlang der Schrägführungen verschiebbaren Führungsschlitten über eine Konsole verbunden sind, an der die Antriebe für die Walzstangenvorrichtung gelagert sind.The structure of the cold rolling machine can be further simplified if the free end portions of the slidable along the inclined guides Guide carriages are connected via a console on which the drives for the roll bar device are stored.
Das erfindungsgemäße Konzept läßt sich besonders vorteilhaft bei Kaltwalzmaschinen einsetzen, deren Walzstangen in Vertikalrichtung angetrieben sind, so daß die Aufstellfläche der erfindungsgemäßen Maschine minimal ist. Die Bauhöhe läßt sich durch Antreiben der Walzstangen in Horizontalrichtung minimieren.The inventive concept can be particularly advantageous in cold rolling machines use whose rolling rods are driven in the vertical direction, so that the footprint of the machine according to the invention is minimal. The Overall height can be achieved by driving the rolling rods in the horizontal direction minimize.
Erfindungsgemäß kann das Werkstück über die Walzstangen übertragenen Kräfte oder aber über einen eigenen Drehantrieb angetrieben werden, der mit dem Antrieb der Walzstangen synchronisiert ist.According to the invention, the workpiece can be transferred via the rolling rods Forces or be driven by its own rotary drive, with synchronized to the drive of the rolling rods.
Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird der Umformbereich des Werkstücks mit Ultraschall beaufschlagt. Durch diesen Ultraschall wird die Fliesgrenze während des Umformprozesses abgesenkt, so daß die Umformkräfte gegenüber herkömmlichen Lösungen verringert sind.In an advantageous variant of the invention, the deformation of the Workpiece subjected to ultrasound. Through this ultrasound is the Flow limit lowered during the forming process, so that the forming forces compared to conventional solutions are reduced.
Die die Führungsschlitten abstützenden Schrägführungen werden vorteilhafterweise an zwei beabstandeten Stützschenkeln eines Maschinenbettes abgestützt, wobei diese beiden Stützschenkel zur Erhöhung der Steifigkeit über Querlaschen verbunden sind. The guide slides supporting the inclined guides are advantageously supported on two spaced support legs of a machine bed, these two support legs to increase the rigidity over Cross straps are connected.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of further subclaims.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Schnittdarstellung einer Kaltwalzmaschine;
Figur 2- eine geschnittene Draufsicht auf die Kaltwalzmaschine aus Figur 1 und
- Figur 3
- eine schematische Darstellung einer Walzstange aus Figur 1.
- FIG. 1
- a schematic sectional view of a cold rolling machine;
- FIG. 2
- a sectional plan view of the cold rolling machine of Figure 1 and
- FIG. 3
- a schematic representation of a rolling rod of Figure 1.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Kaltwalzmaschine 1, bei der zwei Walzstangen
2, 4 in Vertikalrichtung (mit Bezug zur Aufstellfläche) angeordnet
sind, während ein das nicht dargestellte Werkstück tragender Spindelstock 6
(lediglich angedeutet in Figur 1) in Horizontalrichtung, d. h. parallel zur Auflagefläche
angeordnet ist. Das Werkstück ist in diesem Spindelstock 6 drehbar
gelagert, wobei über einen nicht dargestellten NC-Antrieb, beispielsweise zur
Zu- oder Abführung des Werkstücks aus dem Bearbeitungsbereich, vor oder
nach dem Walzvorgang, eine Verschiebung in Axialrichtung (senkrecht zur
Zeichenebene) möglich ist. Die Ausgestaltung des Spindelstockes mit einer
Pinole und einer hinteren Zentrierspitze unterscheidet sich im wesentlichen
nicht von üblichen Lösungen, so daß hinsichtlich weiterer Details der Einfachheit
halber auf den eingangs genannten Prospekt der Anmelderin verwiesen
sei. Figure 1 shows a section through a cold rolling machine 1, wherein the two
Durch die Kaltwalzmaschine lassen sich eine Vielzahl von Profilen, beispielsweise Kerbverzahnungen, Gewinde, Laufverzahnungen, Ölnuten, Ringnuten, Rändel oder sonstige Sonderformen auch im Reversierbetrieb ausbilden.By the cold rolling machine can be a variety of profiles, for example Serrations, threads, raceways, oil grooves, ring grooves, Form knurls or other special shapes also in Reversierbetrieb.
Die Steuerung der Kaltwalzmaschine 1 ist gemäß Figur 2 in seitlich angeordneten
Schaltschränken 7 untergebracht. Dieser äußerst kompakte Aufbau mit
minimaler Aufstellfläche ermöglicht es, die Kaltwalzmaschine 1 als sogenannten
Hakenmaschine auszuführen, die praktisch als funktionsfähige Einheit
vormontiert und geliefert wird.The control of the cold rolling machine 1 is arranged laterally according to
Die dargestellte Kaltwalzmaschine 1 hat einen aus Mineralguß hergestellten
Unterbau, der zwei nach oben (Ansicht nach Figur 1) vorstehende Stützschenkel
10, 12 hat. Diese haben jeweils eine stufenförmige Ausnehmung mit
einer in Figur 1 sichtbaren Horizontalstützfläche 14 und einer Vertikalstützfläche
(Figur 2) 16, an der eine die beiden Stützschenkel 10, 12 überstreckende
Brückenkonstruktion 18 abgestützt ist. Diese ist in Figur 2 geschnitten
dargestellt und enthält im Wesentlichen die Führungen und Antriebe
für die Reziprokbewegung der Walzstangen 2, 4.The illustrated cold rolling machine 1 has a made of mineral casting
Substructure, the two upwards (view of Figure 1) projecting
Die die Walzstangen 2, 4 tragende Brückenkonstruktion 18 hat jeweils einen
an den Stützschenkeln 10, 12 befestigten Stützkörper 20, 22, der im Wesentlichen
aus einer Guß-Tragkonstruktion 24 besteht, die mit einer Mineralgußfüllung
ausgeführt ist. The
Wie insbesondere Figur 2 entnehmbar ist, sind die beiden Stützkörper 20, 22
über eine hintere Querlasche 26 und eine vordere Querlasche 28 miteinander
verbunden, die den Bereich zwischen den beiden Stützschenkeln 10, 12 überstrecken.
Die Endabschnitte der vorderen Querlasche 28 sind an der durch die
Horizontalstützfläche 14 und die Vertikalstützfläche 16 gebildeten Auflageflächen
der Stützschenkel 10 bzw. 12 befestigt. Beide Querlaschen 26, 28
haben jeweils eine Ausnehmung 30, 32, durch die hindurch das Werkstück mit
den zugehörigen Spanneinrichtungen des Spindelstocks 6 (angedeutet in Figur
2) in den Bearbeitungsbereich führbar sein kann.As can be seen in particular from FIG. 2, the two
Wie des Weiteren insbesondere Figur 2 entnehmbar ist, sind an den gegenüberliegenden
Stirnflächen der beiden Stützkörper 20, 22 bzw. der
Guß-Tragkonstruktion 24 eingegossene Schrägbahnführungen 34, 36 in Form
von Flachbahnführungen aus Kunststoff ausgebildet, die sich durch eine geringe
Reibung, hohe Genauigkeit, lange Lebensdauer sowie ein optimales
Dämpfungsverhalten auszeichnen. Entlang dieser Schrägbahnführungen 34, 36
ist jeweils ein Führungsschlitten 38, 40 geführt, der im Anlagebereich an die
beiden Stützkörper 20, 22 mit Führungsschenkeln ausgeführt ist, die die
Schrägbahnführung 34, 36 umgreifen. Die Festlegung der Führungsschlitten
38, 40 in Querrichtung (Figur 1) erfolgt über eine Gegenführung 42, die die
Seitenflächen der Flachbahnführung 36 hintergreifen.As further shown in particular Figure 2, are at the opposite
End faces of the two
Wie insbesondere aus Figur 1 entnehmbar ist, sind die beiden Stirnflächen der
Schrägbahnführungen 34, 36 v-förmig gegeneinander angestellt, so daß sich
deren Abstand zur Aufstellfläche hin verringert. Der Anstellwinkel jeder Flachbahnführung
34, 36 kann beispielsweise 3° betragen. As can be seen in particular from Figure 1, the two end faces of the
Inclined track guides 34, 36 v-shaped against each other, so that
their distance to the footprint decreases. The angle of attack of each
Die Axialverschiebung der beiden Führungsschlitten 38, 40 erfolgt jeweils über
einen NC-Antrieb 44, der beispielsweise als Planetenspindelantrieb mit Servomotor
50 ausgeführt sein kann. Dabei ist jeweils eine Spindelmutter 46 drehbar
im Stützkörper 22 bzw. 24 gelagert, während die Planetenspindel 48 in
einer Konsole des Führungsschlittens 38 bzw. 40 gelagert und über einen
Zahnriemen mit dem Servomotor 50 verbunden ist. Je nach Drehrichtung des
Servomotors 50 wird die Planetenspindel 48 durch die feststehende Spindelmutter
46 in Drehung versetzt und diese als Axialverschiebung auf die Führungsschlitten
38, 40 übertragen, so daß diese entlang der Schrägbahnführungen
34 bzw. 36 verschoben werden.The axial displacement of the two
Die von den Schrägbahnführungen 34, 36 entfernten Stirnflächen des
Führungsschlittens 38, 40 verlaufen parallel zur Vorschubachse der beiden
Walzstangen 2, 4, so daß die Führungsschlitten, 38, 40, in der Darstellung
gemäß Figur 1 einen etwa keilförmigen Querschnitt aufweisen. Die den Walzstangen
2, 4 zuweisenden Stirnflächen der Führungsschlitten 38, 40 sind
ebenfalls als Führungen 52, 54 ausgebildet, entlang denen Schlitten 56, 58
geführt sind, auf denen die Walzstangen 2, 4 befestigt sind.The remote from the inclined rail guides 34, 36 end faces of the
Die Führungen 52, 54 sind ebenfalls wieder als eingegossene Flachbahnführungen
ausgeführt und entsprechen hinsichtlich des Aufbaus im Wesentlichen
den Schrägführungen 34, 36. D. h., die Schlitten 56, 58 tauchen mit
ihrer Stirnfläche in eine u-förmige Ausnehmung des zugeordneten Führungsschlittens
38, 40 ein, wobei diese Ausnehmung als Gleitführung ausgebildet ist. The
Die Festlegung der Schlitten 56, 58 am zugeordneten Führungsschlitten 38, 40
erfolgt über eine Gegenführung 60.The determination of the
Die sich in Figur 1 über die beiden Stützschenkel 10, 12 hinaus erstreckenden
Endabschnitte der beiden Führungsschlitten 38, 40 haben je eine Konsole 62,
in der je ein NC-Antrieb 64, 66 gelagert ist. Diese haben praktisch den
gleichen Aufbau wie der Antrieb 44 für die Führungsschlitten 38, 40. D. h.,
eine Planetenspindel 48 ist (hier über einen Zahnriemen 68) (Figur 2) mit
einem Servomotor 50 verbunden und drehbar in der Konsole 62 gelagert. Die
mit der Planetenspindel 48 zusammenwirkende Spindelmutter 46 ist drehfest
in jeweils einem Schlitten 56, 58 gelagert, so daß bei einer Rotation der
Planetenspindel 48 die Spindelmutter 46 und der damit verbundene Schlitten
56 bzw. 58 entlang der Führung 52 bzw. 54 verschoben wird. Die Planetenspindel
48 durchsetzt dabei eine Innenbohrung des zugeordneten Schlittens
56, 58. Die beiden NC-Antriebe 64, 66 werden derart angetrieben, daß die
beiden Walzstangen 2, 4 in die gegenläufig synchronisierten Bewegungen versetzt
werden.The extending in Figure 1 on the two
Figur 3 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Walzstange 2, wie sie bei
der Kaltwalzmaschine 1 gemäß Figur 1 einsetzbar ist.Figure 3 shows a schematic representation of a rolling
Diese Walzstange 2 wird in herkömmlicher Weise aus gehärtetem und geschliffenem
Kaltarbeitsstahl hergestellt und trägt eine Profilierung 70, dessen
Profiltiefe S entlang eines Bereiches T im Wesentlichen gleichbleibend ist. An
den beiden Endabschnitten der Profilierung 70 sind Rampen 72 ausgebildet,
deren Länge U wesentlich geringer als die Länge T mit gleichbleibender Profilierung
70 ist. Aufgrund der im Wesentlichen gleichbleibenden Profilierung läßt
sich die in Figur 3 dargestellte Walzstange wesentlich einfacher als herkömmliche
Walzstangen herstellen, bei denen die Profiltiefe im Bereich T variabel ist.
Auch das Nachschleifen der in Figur 3 dargestellten Walzstange ist aufgrund
der im wesentlichen gleichbleibenden Profiltiefe wesentlich einfacher als bei
den herkömmlichen Lösungen.This
Figur 1 zeigt die Grundposition der Kaltwalzmaschine 1, in der sich der
Schlitten 58 in seiner oberen und der Schlitten 56 in seiner unteren Endposition
befindet. In dieser Grundposition sind die beiden Führungsschlitten
38, 40 über die NC-Antriebe 44 in ihre obere Endposition gefahren, so daß der
Abstand zwischen den Walzstangen 2, 4 maximal ist (minimale Profiltiefe). In
dieser Grundposition wird das Werkstück über den Spindelstock 6 in seine Bearbeitungsposition
zwischen den beiden Walzstangen 2, 4 gebracht.Figure 1 shows the basic position of the cold rolling machine 1, in which the
Anschließend werden beide NC-Antriebe 64, 66 synchron und gegenläufig
angesteuert, so daß die beiden Walzstangen 2, 4 gegenläufig auf das Werkstück
auflaufen und diese durch Reib- und Formschluß in Drehung versetzten,
wobei durch den Eingriff zwischen Werkstück und den beiden Walzstangen 2, 4
der Umformvorgang erfolgt. Die Profiltiefe kann dabei durch eine synchrone
Verschiebung der beiden Führungsschlitten 38, 40 entlang der Schrägflächen
34, 36 eingestellt werden, wobei die maximale Profiltiefe während eines Hubes
der Walzstangen 2, 4 oder während mehrere aufeinanderfolgender Hübe (auch
im Reversierbetrieb) ausgebildet wird. Durch geeignete Neigung der Schrägführung
34, 36 und entsprechendem Hub der NC-Antriebe läßt sich beispielsweise
eine Profiltiefe von bis zu etwa 5 mm herstellen. Der Walzprozeß wird
ständig überwacht, so daß der Walzvorgang durch variable Geschwindigkeitsprofile
sowohl für den Vorschub der Führungsschlitten 34, 36 als auch der
Schlitten 56, 58 optimierbar ist.Subsequently, both NC drives 64, 66 synchronously and in opposite directions
controlled, so that the two rolling
Durch die über die Brückenkonstruktion 18 miteinander verbundenen Stützschenkel
10, 12 ist eine äußerst steife Maschinenkonstruktion gewährleistet,
wobei der Mineralgußunterbau 8 und die mineralgußgefüllten Stützkörper 20,
22 eine wesentlich bessere Dämpfung als herkömmliche Konstruktionen bewirken.
Der Mineralgußunterbau ermöglicht es, alle Versorgungselemente zu integrieren,
wobei nach dem Gießen des Unterbaus praktisch keine zusätzliche
Bearbeitung erforderlich ist.Through the interconnected via the
Die vertikale Ausrichtung der Walzstangen 2, 4 vereinfacht die Kühlmittelabfuhr
gegenüber der im Prospekt der Anmelderin offenbarten Lösung erheblich.The vertical orientation of the rolling
Anstelle der genannten Planetenspindelantriebe können selbstverständlich auch andere geeignete Antriebe, wie beispielsweise Kugelgewindeantriebe, Zahnstangenantriebe oder hydraulische Antriebe verwendet werden. Der Unterbau kann in Abweichung vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel auch in herkömmlicher Weise durch eine Schweiß- oder Gußkonstruktion gebildet sein.Of course, instead of the planetary spindle drives mentioned Other suitable drives, such as ball screw drives, Rack drives or hydraulic drives are used. Of the Substructure may differ from the above-described embodiment also formed in a conventional manner by a welded or cast construction be.
Die Verstellbarkeit der Führungsschlitten 38, 40 ermöglicht es des Weiteren,
während des Walzvorganges eine Teilungskorrektur durchzuführen, so daß die
Walzqualität gegenüber herkömmlichen Lösungen mit Walzstangen erheblich
verbessert ist. Anstelle der beschriebenen Gleitführung können alternativ auch
herkömmliche, nicht kunststoffbeschichtete Gleitführungen, Wälzführungen,
beispielsweise Rollenschuhe oder Flachkäfigführungen verwendet werden, die
jedoch sowohl hinsichtlich der Tragzahlen als auch der Kosten ungünstiger als
die abgeformten Führungsbahnen sind.The adjustability of the
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Werkstück durch den
Eingriff mit den Walzstangen 2, 4 angetrieben. Bei einer alternativen Variante
kann dem Werkstück ein eigener Drehantrieb zugeordnet werden, der mit den
NC-Antrieben 64, 66 der Walzstangen synchronisiert ist, so daß der Hub der
Walzstangen 2, 4 mit der Drehung des zu walzenden Werkstückes synchronisiert
ist.In the above-described embodiment, the workpiece by the
Engaged with the rolling
Die Umformkräfte lassen sich herabsetzen, wenn der gewalzte Bereich des Werkstückes mit Ultraschall beaufschlagt wird. Für diese Ultraschallbeaufschlagung kann ein geeigneter Ultraschallkopf in die Kaltwalzmaschine integriert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Drehbewegung des Werkstückes während des Walzvorganges mit Ultraschallschwingungen zu überlagern. Dies könnte beispielsweise dadurch erfolgen, daß der vorbeschriebene Drehantrieb für das Werkstück eine Drehbewegung erzeugt, die mit hochfrequenten Ultraschallschwingungen geringer Amplitude überlagert ist. Durch die Schwingungsbeeinflussung des Umformprozesses lassen sich die Umformkräfte während des Walzvorganges verringern, so daß eine Erhöhung der Prozeßgeschwindigkeit ermöglicht ist. Aufgrund der Herabsetzung der Fliesgrenze können auch nach konventionellen Methoden schwer umformbare Materialien kaltgewalzt werden. The forming forces can be reduced when the rolled area of the Workpiece is subjected to ultrasound. For this Ultraschallbeaufschlagung For example, a suitable ultrasonic head can be integrated into the cold rolling machine become. Another possibility is the rotation of the Workpiece during the rolling process with ultrasonic vibrations overlap. This could for example be done by the above-described Rotary drive for the workpiece generates a rotational movement with superimposed on high frequency ultrasonic vibrations of low amplitude. Due to the vibration influence of the forming process can be Reduce forming forces during the rolling process, so that an increase the process speed is enabled. Due to the reduction of the Tile boundary can also be difficult to form by conventional methods Cold rolled materials.
Offenbart ist eine Kaltwalzmaschine, bei der die Walzstangen vorzugsweise in Vertikalrichtung angeordnet sind und über eine Zustelleinrichtung während des Walzvorganges in Radialrichtung mit Bezug zum zu bearbeitenden Werkstück verstellbar sind. Disclosed is a cold rolling machine, in which the rolling rods are preferably in Vertical direction are arranged and via a feed device during the Rolling in the radial direction with respect to the workpiece to be machined are adjustable.
- 11
- KaltwalzmaschineCold Rolling Machine
- 2, 42, 4
- Walzstangerolling bar
- 66
- Spindelstockheadstock
- 77
- Schaltschrankswitch cabinet
- 88th
- Unterbausubstructure
- 10, 1210, 12
- Stützschenkelsupport legs
- 1414
- HorizontalstützflächeHorizontal support surface
- 1616
- VertikalstützflächeVertical support surface
- 1818
- Brückenkonstruktionbridge construction
- 20, 2220, 22
- Stützkörpersupport body
- 2424
- Guß-TragkonstruktionCast supporting structure
- 2626
- hintere Querlascherear cross-strap
- 2828
- vordere Querlaschefront cross strap
- 30, 3230, 32
- Ausnehmungenrecesses
- 34, 3634, 36
- Schrägführungeninclined guides
- 38, 4038, 40
- Führungsschlittenguide carriage
- 4242
- Gegenführungcounter-guide
- 4444
- NC-AntriebNC drive
- 4646
- Spindelmutter spindle nut
- 4848
- Planetenspindelplanetary spindle
- 5050
- Servomotorservomotor
- 52, 5452, 54
- Führungenguides
- 56, 5856, 58
- Schlittencarriage
- 6060
- Klemmkörperclamping bodies
- 6262
- Konsoleconsole
- 64, 6664, 66
- NC-AntriebeNC drives
- 6868
- Zahnriementoothed belt
- 7070
- Profilierungprofiling
- 7272
- Ramperamp
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