PL164512B1 - Urządzenie do plastycznego kształtowania uzębionej powierzchni wałka - Google Patents

Abstract

Urządzenie do plastycznego kształtowania uzębionej powierzchni wałka, zawierające dwie szczęki przemieszczające się równolegle po torach kołowych, znamienne tym, że pomiędzy szczękami (3,4), a obrabianym wałkiem (1)jest umieszczony pierścień narzędziowy (10) złożony z segmentów kształtujących (2), przy czym liczba segmentów kształtujących jest równa liczbie zębów na obrabianm wałku (1), a ponadto pierścień narzędziowy (10) jest osadzony obrotowo wraz z obrabianym wałkiem (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do plastycznego kształtowania uzębionej powierzchni wałka.

Jest znane urządzenie do kształtowania wałków wielowypustowych, w którym walcowy wałek jest przepychany przez odpowiednio ukształtowany otwór matrycy w kształcie pierścienia o wewnętrznej powierzchni uzębionej.

Znane jest ponadto urządzenie do plastycznego kształtowania uzębionej powierzchni wałka, zawierające dwie szczęki przemieszczające się równolegle po torach kołowych i wywierające swymi uzębionymi powierzchniami roboczymi naciski kształtujące na obrabiany wałek. Każda ze szczęk jest napędzana za pomocą dwóch, przyporządkowanych jej napędowych wałków mimośrodowych.

Zgodnie z wynalazkiem urządzenie do plastycznego kształtowania uzębionej powierzchni wałka, zawierające dwie szczęki przemieszczające się równolegle po torach kołowych i wywierające naciski kształtujące na obrabiany wałek, charakteryzuje się tym, że pomiędzy szczękami, a obrabianym wałkiem jest umieszczony pierścień narzędziowy złożony z segmentów kształtujących, przy czym liczba segmentów kształtujących jest równa liczbie zębów na obrabianym wałku, a ponadto pierścień narzędziowy jest osadzony obrotowo wraz z obrabianym wałkiem.

Zewnętrzna, walcowa powierzchnia każdego segmentu kształtującego styka się okresowo z wewnętrzną, walcową lub lekko stożkową powierzchnią roboczą dwóch umieszczonych przeciwlegle szczęk. Każda z obu szczęk jest osadzona na jednej parze synchronicznie obracających się wałów napędowych, przy czym na każdy z tych wałów jest nasunięta trwale para tulei mimośrodowych o jednakowej mimośrodowości, lecz obróconych względem siebie o 180°. Podczas obrotu wałów napędowych obie szczęki przemieszczają się równolegle, symetrycznie względem osi wałka, po torach kołowych o promieniu równym mimośrodowości tulei mimośrodowych.

164 512

Wewnętrzna, walcowa lub lekko stożkowa robocza powierzchnia każdej ze szczęk, stykająca się z zewnętrzną powierzchnią pierścienia narzędziowego, ma promień równy sumie mimośrodowości tulei mimośrodowych i promienia zewnętrznej powierzchni pierścienia narzędziowego.

Dzięki temu jest możliwe obtaczanie się segmentów kształtujących pierścienia narzędziowego po wewnętrznych powierzchniach roboczych obu szczęk, a przy tym położone przeciwległe punkty styczności przemieszczają się w kierunku obwodowym. Warunkiem obtaczania się tych powierzchni jest jednoczesny obrót kształtowanego wałka wraz z segmentami kształtującymi wokół jego osi.

W trakcie działania urządzenia na segmenty kształtujące oddziaływuje promieniowa siła, powodująca przemieszczanie kolejnych segmentów kształtujących promieniowo do środka, dzięki czemu wgłębiają się one kolejno w materiał wałka kształtowanego, żłobią wrąb międzyzębny i jednocześnie powodują wypiętrzanie się otaczającego materiału tworzącego wierzchołek zęba.

Po promieniowym przemieszczeniu się wszystkich segmentów kształtujących, co odpowiada obrotowi wałów i tulei mimośrodowych o kąt około 180°, następuje druga faza każdego cyklu roboczego, podczas której szczęki oddalają na zewnątrz, a ich powierzchnie robocze tracą kontakt z segmentami kształtującymi. W tej fazie następuje rozwarcie wszystkich segmentów kształtujących pod wpływem ich własnych sił sprężystości i/lub pod wpływem osiowego nacisku wywieranego stale przez wałek kształtowany. Segmenty kształtujące stanowiące pierścień narzędziowy są utworzone przez promieniowo wykonane nacięcia szczelinowe na części długości pierścienia narzędziowego.

Alternatywnie, segmenty kształtujące, korzystnie mające kształt graniastosłupów o podstawie pięciokątnej, są suwliwie osadzone w promieniowych prowadnicach pierścienia narzędziowego.

Korzystnie, w każdym z obu przypadków, segmenty kształtujące mają osiowo skierowane występy, na które jest nałożony co najmniej jeden pierścień oporowy, ustalający wielkość segmentów kształtujących pod wpływem osiowego nacisku wywieranego na nie stale przez wałek kształtowany.

Zastosowanie urządzenia według wynalazku umożliwia uzyskanie znacznego zwiększenia wydajności produkcji. W szczególności umożliwia kształtowanie uzębienia na wałku z szybkością około 600 mm na minutę przy liczbie cykli 400 min¹. Ponadto urządzenie to zapewnia dokładność wymiarową kształtowanej powierzchni ze względu na zgodność zarysu segmentów kształtujących z zarysem kształtowanego uzębienia. Zastosowanie w urządzeniu według wynalazku tylko dwóch wałów napędowych, jednocześnie napędzających obie szczęki, powoduje skuteczne wyeliminowanie hałasu i spokojną pracę urządzenia. W urządzeniu według wynalazku jest osiągnięta zwiększona trwałość segmentów kształtujących dzięki znacznemu zmniejszeniu sił tarcia, co jest związane z okresowym spadkiem nacisku w czasie osiowego przemieszczania wałka kształtowanego.

Przedmiot wynalazku zostanie szczegółowo opisany na przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do kształtowania wałka uzębionego w widoku w kierunku zgodnym z osią kształtowanego wałka, fig. 2 - urządzenie z fig. 1 w częściowym widoku z góry i częściowym przekroju osiowym wzdłuż linii A-A zaznaczonej na fig. 1, zaś fig. 3 i fig. 4 przedstawiają pierścień narzędziowy w innym wykonaniu odpowiednio w przekroju poprzecznym i w widoku z góry oraz częściowym przekroju osiowym.

Jak wynika z fig. 1 i fig. 2 urządzenie zawiera dwie szczęki 3 i 4 osadzone na dwóch synchronicznie obracających się wałach napędowych 5 i 6. Na każdym z tych wałów są wciśnięte na stałe po dwie tuleje mimośrodowe 7 i 8, każda o jednak o wej mimośrodowości e lecz obrócone względem siebie o kąt 180°.

Kształtowany wałek 1 jest wprowadzany do środka pierścienia narzędziowego 10 z segmentami kształtującymi 2, utworzonymi przez promieniowo wykonane nacięcia szczelinowe na części długości pierścienia narzędziowego, przy czym liczba segmentów kształtujących jest równa liczbie zębów, które mają być wykonane na wałku kształtowanym.

Kształtowanie zębów następuje w wyniku nacisku wywieranego na zewnętrzne powierzchnie dwóch przeciwległych segmentów kształtujących 2 przez dwie szczęki 3 i 4. W czasie obrotu wałów napędowych 5 i 6 szczęki 3 i 4 przemieszczają się równolegle po torach kołowych o promieniu równym mimośrodowości e, stale zachowując symetrię względem osi wałka kształtowanego 1.

164 512

Taki ruch szczęk 3 i 4 powoduje obtaczanie się zewnętrznej powierzchni segmentów kształtujących 2 o promieniu r po wewnętrznej powierzchni roboczej szczęk o promieniu R = r + e, i stopniowe przenoszenie nacisku szczęk na sąsiednie pary przeciwległych segmentów kształtujących 2. Warunkiem obtaczania jest obrót z odpowiednią prędkością wałka kształtowanego 1 wraz z pierścieniem narzędziowym wokół osi wałka.

Po zakończeniu fazy pracy, co odpowiada obrotowi wałów 5 i 6 o około 180°, następuje druga faza, w której szczęki 3 i 4 oddalają się od środka, a ich powierzchnie robocze tracą kontakt z segmentami kształtującymi. W tej fazie następuje osiowe przemieszczenie wałka kształtowanego 1 o założoną wartość posuwu, co powoduje rozchylenie wszystkich segmentów kształtujących 2 o około 0,4 mm. Rozchylenie to wiąże się ze sprężystym odkształceniem pierścienia narzędziowego. Wielkość sprężystego rozchylania się segmentów kształtujących 2 jest ograniczona dodatkowym pierścieniem oporowym 9, o którego wewnętrzną powierzchnię opierają się odpowiednie występy segmentów kształtujących 2.

Proces kształtowania powierzchni wielowypustowej odbywa się stopniowo w czasie wielu następujących po sobie cykli.

Wały 5 i 6 oraz wałek kształtowany 1 obracają się ze stałą prędkością, przy czym wałek kształtowany 1 jest ponadto ciągle dociskany do segmentów kształtujących 2 siłą osiową P.

Przy małej liczbie zębów, które mają być ukształtowane na wałku 1, segmenty kształtujące 2 mające kształt graniastosłupów o podstawie pięciokątnej, jak uwidoczniono na fig. 3 i fig. 4, są suwliwie osadzone w promieniowych prowadnicach pierścienia narzędziowego. Również i w tym przypadku zastosowano pierścień oporowy 9 ograniczający promieniowe przesunięcia segmentów kształtujących 2.

F/p.4

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 .Urządzenie do plastycznego kształtowania uzębionej powierzchni wałka, zawierające dwie szczęki przemieszczające się równolegle po torach kołowych, znamienne tym, że pomiędzy szczękami (3,4), a obrabianym wałkiem (1) jest umieszczony pierścień narzędziowy (10) złożony z segmentów kształtujących (2), przy czym liczba segmentów kształtujących jest równa liczbie zębów na obrabianym wałku (1), a ponadto pierścień narzędziowy (10) jest osadzony obrotowo wraz z obrabianym wałkiem (1).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każda z obu szczęk (3,4) jest osadzona na jednej parze synchronicznie obracających się wałów napędowych (5,6), przy czym na każdy z tych wałów jest nasunięta trwale para tulei mimośrodowych (7,8) o jednakowej mimośrodowości (e), lecz obróconych względem siebie o 180°.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że wewnętrzna, walcowa lub lekko stożkowa robocza powierzchnia każdej ze szczęk (3,4), stykająca się z zewnętrzną powierzchnią pierścienia narzędziowego (10), ma promień (R) równy sumie mimośrodowości (e) tulei (7,8) i promienia (r) zewnętrznej powierzchni pierścienia narzędziowego (10).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że segmenty kształtujące (2) stanowiące pierścień narzędziowy (10) są utworzone przez promieniowo wykonane nacięcia szczelinowe na części długości pierścienia narzędziowego.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że segmenty kształtujące (2), korzystnie mają kształt graniastosłupów o podstawie pięciokątnej, są suwliwie osadzone w promieniowych prowadnicach pierścienia narzędziowego (10).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że segmenty kształtujące (2) mają osiowo skierowane występy, na które jest nałożony co najmniej jeden pierścień oporowy (9).