PL167986B1 - Sposób obróbki wiórowej zestawu kolowego napedzanego rolkami ciernymi PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób obróbki wiórowej zestawu kolo- w ego napedzanego rolkami ciernymi przylozo- nymi do powierzchni obwodowej kola zestawu kolow ego, znamienny tym, ze zestaw kolowy jest napedzany i/lub podpierany co najmniej jedna rolka cierna (1) dociskana okreslona sila do powierzchni bieznej (7) co najmniej jednego kola (3) zestawu ko- lowego, która to rolka (1) pod dzialaniem dociskajacej ja sily styka sie stale ze zmieniajacym sie promie- niowo pod wplywem obróbki profilem powierzchni bieznej (7) kola (3) podczas gdy ten profil (8) kola (3) za pomoca narzedzia skrawajacego (13) poddawany jest obróbce wiórowej poczatkowo poza strefa (6) styku rolki ciernej (1) z powierzchnia biezna (7) kola (3) a nastepnie w strefie (6) tego styku. Fig 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu obróbki wiórowej zestawu kołowego ujętego środkami centrującymi i napędzanego rolkami ciernymi stykającymi się z powierzchnią obwodową koła.

W dalszym ciągu opisu termin rolka cierna oznacza zarówno takie rolki, za pomocą których koło zestawu kołowego jest napędzane, jak i takie rolki, na których opiera się koło zestawu kołowego.

Tokarki do zestawów kołowych, w których zestaw kołowy napędzany jest rolkami ciernymi znane są na przykład z opisu wyłożeniowego DE - OS 3 931 747 albo z opisu patentowego DE - PS 3 809 250. W celu poprawienia profilu bieżnego kół zestaw kołowy napędzany jest rolkami ciernymi przyłożonymi do powierzchni bieżnej koła zestawu kołowego, które to rolki cierne mogą nadążać za promieniowymi zmianami powierzchni bieżnej koła. Tworzywo koła jest przy tym pod tymi rolkami staczane aż do określonej strefy przejściowej. Przy dalszej obróbce wiórowej w styk z rolką cierną wchodzi już wyprofilowana część powierzchni bieżnej koła tak, że koło może być nadal napędzane. To przejście jest skuteczne i znane na przykład z opisu patentowego DE - PS 4 001 793, fig. 3, 6, 8, 10 i 12 wraz z odpowiednimi fragmentami opisu patentowego. Za pomocą tego sposobu można wykonać ciągłą, nieprzerwaną obróbkę powierzchni bieżnej kół zestawu kołowego. Doświadczenie wykazuje jednak, że opisane rolki cierne często powodują wciskanie wiórów w już obrobioną powierzchnię bieżną koła, w wyniku czego powstają niedopuszczalne wady obróbki.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu obróbki kół zestawu kołowego opisanego na wstępie rodzaju, który umożliwiłby uniknięcie zawalcowywania wiórów w już obrobioną powierzchnię bieżną koła.

Zgodnie z wynalazkiem postawione zadanie zostaje rozwiązane przez to, że zestaw kołowy jest napędzany i/lub podpierany co najmniej jedną rolką cierną dociskaną określoną siłą do powierzchni bieżnej co najmniej jednego koła zestawu kołowego, która to rolka pod działaniem dociskającej ją siły styka się stale ze zmieniającym się promieniowo pod wpływem obróbki konturem powierzchni bieżnej koła podczas gdy ten profil koła za pomocą narzędzia skrawają167 986 cego poddawany jest obróbce wiórowej początkowo po za miejscem styku rolki ciernej z powierzchnią bieżną koła a następnie w rejonie tego styku. W ten sposób obrabiana jest na gotowo część profilu bieżnego koła poza określoną strefą styku rolki ciernej z powierzchnią bieżną koła. Podczas tej obróbki wiórowej rolki cierne stykają się z tą strefą powierzchni bieżnej koła, w której ewentualne zawalcowanie wiórów byłoby nieszkodliwe. Strefa ta zostaje w przebiegu poprawiania profilu koła całkowicie przetoczona. Jednocześnie powierzchnia obwodowa rolki ciernej jest do ostatniej chwili oddalona od już wykończonego profilu powierzchni bieżnej koła o odstęp odpowiadający każdorazowo głębokości skrawania, tak, że wióry, które dostaną się w tę strefę mogą swobodnie opadać bez niebezpieczeństwa aby zostały zawalcowane.

Jedna z odmian wynalazku przewiduje najpierw przeprowadzenie wstępnej obróbki strefy styku rolki ciernej z kołem. Dzięki temu stwarza się strefę czystej, metalicznej powierzchni umożliwiającą przenoszenie wyższych mocy napędu. Ponadto pozwala to na uzyskanie powierzchni styku z rolką centrycznej do osi toczenia, co pozwala na wyeliminowanie promieniowych ruchów rolki podczas przenoszenia napędu. Możliwe staje się również wyeliminowanie niepożądanych i stale zmiennych sił promieniowych pochodzących z histerezy środków siłowych, wytwarzających siłę konieczną dla dociskania rolki ciernej do powierzchni koła. Pozostaje wprawdzie wciąż niebezpieczeństwo zawalcowania wiórów w strefie styku rolki ciernej z powierzchnią koła, nie ma ono jednak wielkiego znaczenia, ponieważ ewentualne zawalcowanie następuje na powierzchni wstępnie tylko obrobionej, która w dalszym procesie poprawiania profilu powierzchni bieżnej koła i tak ulega dalszej obróbce, podczas której następuje również usunięcie ewentualnie zawalcowanych wiórów.

Inna odmiana wynalazku przewiduje, że poprawa profilu następuje w jednym przejściu narzędzia obrabiającego przez powierzchnię bieżną koła bez przerwy aż do zewnętrznej powierzchni czołowej koła. Jest to możliwe zarówno przy wstępnie obrobionej powierzchni bieżnej w strefie styku z rolką cierną jak i bez tej wstępnej obróbki. Za pomocą tego sposobu zarówno profil koła między wieńcem prowadzącym a zewnętrzną powierzchnią czołową koła jak profil między wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnią czołową obręczy koła może być obrobiony w jednym nieprzerwanym przejściu narzędzia skrawającego. Jest jednak również możliwe rozpoczynanie obróbki wiórowej począwszy od granicy strefy przylegania rolki ciernej zwróconej ku wieńcowi prowadzącemu i wprowadzać w tym miejscu narzędzie skrawające prostym promieniowym lub skośnym ruchem w materiał na głębokość skrawania konieczną dla poprawienia profilu i z tej pozycji przesuwać narzędzie najpierw w kierunku wieńca prowadzącego koła aby obrobić na gotowo odcinek profilu aż do wewnętrznej powierzchni czołowej obręczy koła. Następnie narzędzie zostaje przesunięte na powrót do pozycji wyjściowej i z niej prowadzone jest w kierunku zewnętrznej powierzchni czołowej obręczy przy czym strefa styku rolki ciernej z kołem zostaje stoczona do linii poprawionego profilu. W każdym razie unika się zawalcowania wiórów na powierzchni poprawionego profilu.

Wynalazek przewiduje ponadto, że podczas obróbki powierzchni bieżnej koła w strefie styku z rolką cierną nacisk rolki ciernej jest zmniejszany odpowiednio do zmniejszonego zapotrzebowania mocy napędu. W szczególności przy przeprowadzeniu najpierw obróbki wstępnej w tej strefie ze względu na mniejszą głębokość skrawania przy obróbce wykańczającej profilu zapotrzebowanie na moc napędu znacznie się zmniejsza i odpowiednio może być zmniejszona siła nacisku na rolkę cierną.

Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na załączonym rysunku, na którym:

fig. 1- przedstawia koło z rolką cierną przyłożoną do zużytego profilu powierzchni bieżnej; fig. 2 - koło z poprawionym profilem powierzchni bieżnej aż do strefy styku jego powierzchni bieżnej z rolką cierną;

fig. 3 - koło z profilem poprawionym aż do strefy styku powierzchni bieżnej z rolką cierną przy czym strefa ta jest wstępnie obrobiona;

fig. 4 - ostatnią fazę obróbki powierzchni bieżnej koła pod rolką cierną.

Dla łatwiejszego przedstawienia zarówno rolka cierna jak i narzędzie skrawające pokazane są jako ułożone na tej samej płaszczyźnie.

167 986

Na figurze 1 pokazana jest rolka cierna 1 przyłożona do zużytego profilu 2 koła 3 nie pokazanego na rysunku w całości zestawu kołowego, która to rolka cierna 1 obraca podczas obróbki koło 3 w kierunku strzałki 4 wokół osi obrotu 9. W pierwszej kolejności ma być obrobiony zakreskowany na rysunku rejon 5 koła 3. Niezakreskowany rejon, stanowiący strefę styku 6 miedzy rolką cierną 1 a powierzchnią bieżną 7 koła 3 pozostaje niepoddany obróbce. W tym czasie w wyniku obróbki zakreskowanego rejonu 5 wykonany zostaje na gotowo nowy, poprawiony profil 8. Jeżeli podczas obróbki zakreskowanego rejonu 5 skrawane wióry dostaną się w strefę 6 styku rolki ciernej 1 z kołem 3 i zostaną tam zawalcowane, jest to całkowicie nieszkodliwe, ponieważ zawalcowane zostaną na jeszcze nie obrobioną i niewyprofilowaną powierzchnię będą w następstwie dalszej obróbki usunięte, jak to będzie w dalszym ciągu opisane. Szerokość strefy 6 styku z rolką cierną 1 może być w zasadzie dobrana dowolnie. Musi być ona jednak wystarczająca do wielkości przenoszonej mocy napędu.

Na figurze 2 pokazane jest koło 3 w którym profil powierzchni bieżnej wykonany został - poza strefą styku 6 z rolką cierną 1 - na wymiar. Obróbka może być przy tym rozpoczęta poza strefą 6 w pobliżu wieńca prowadzącego 10 względnie na powierzchni czołowej 21 obręczy koła 3 i przebiegać w kierunku wskazanym strzałką 11. Może ona również być rozpoczynana w okolicach końcowej strefy 12 strefy 6 przylegania rolki ciernej 1 do koła 3, przy czym narzędzie skrawające 13 wykonuje promieniowe lub skośne wcięcie aż do głębokości profilu 8 osiągając głębokość skrawania 14 a następnie prowadzone jest w kierunku wskazanym strzałką 15 wykonując zarys nowego profilu 8.

Na figurze 3 pokazany jest stan, gdy zużyty profil 2 poza strefą 6 styku z rolką cierną 1 jest już obrobiony do poprawionego profilu 8. Podczas przeprowadzonej obróbki nie ma możliwości zawalcowania powstałych wirów na już wykonaną według profilu 8 powierzchnię bieżną koła 3, ponieważ rolka cierna 1 nie styka się z tą powierzchnią. Następuje teraz obróbka strefy 6 styku z rolką cierną 1. Podczas tej obróbki miedzy rolką cierną 1 a powierzchnią bieżną według profilu 8 pozostaje odstęp 16 odpowiadający głębokości 14 skrawania. Jeżeli teraz podczas tej obróbki wióry dostaną się w zakreskowany na fig. 3 rejon 17, który właśnie jest przy posuwie narzędzia skrawającego 13 w kierunku wskazanym strzałką 11 poddawany obróbce, to nie zostaną one zawalcowane, ponieważ w tym rejonie rolka cierna 1 nie styka się z wykonaną według profilu 8 powierzchnią bieżną koła 3. Wióry nieszkodliwie spadają przez szczelinę odpowiadającą odstępowi 16.

Na figurze 3 pokazano powyżej opisany przebieg obróbki w ten sposób, że odpowiada on posuwowi narzędzia skrawającego w kierunku strzałki 11; posuw ten może jednak odbywać się również w kierunku przeciwnym.

W miarę postępującego skrawania w przypadku posuwu, odpowiadającego strzałce 11, narzędzie skrawające 13 przybliża się coraz bardziej do zewnętrznej powierzchni czołowej 18 obręczy koła 3 i strefa kontaktu 6 rolki ciernej 1 z kołem 3 skraca się coraz bardziej w kierunku osiowym. Naturalnie i tutaj te wióry, które ewentualnie zostaną zawalcowane są nieszkodliwe, ponieważ powstające w wyniku zawalcowania wady powierzchni zostaną w dalszym toku obróbki zeskrawane wraz ze zbędnym materiałem.

Na figurze 4 pokazana jest sytuacja w której strefa kontaktu 6 rolki 1 z kołem 3 została w pierwszej operacji wstępnie przetoczona. Powierzchnia zewnętrzna 20 rolki ciernej 1 styka się więc z metaliczną, czystą powierzchnią koła 3 i w związku z tym może przynieść najwyższą moc napędu. Przy tym założeniu z reguły jest możliwe tę część materiału koła 3, która jest zakreskowana 5 na fig. 1 usunąć przy jednym przejściu narzędzia bez potrzeby przerywania posuwu. Konieczna tu głębokość skrawania jest możliwa do uzyskania przy jednym przejściu narzędzia skrawającego 13 i nie jest koniecznym usuwanie tego materiału w wielu przejściach narzędzia przy małej głębokości skrawania. Po zakończeniu tej fazy obróbki może zostać obrobiona na gotowo omówiona powyżej strefa 6 styku rolki 1 z kołem 3, tak, że uzyskuje się obrobiony na gotowo poprawiony profil 8 bez obawy zawalcowania wiórów w obrobioną na gotowo powierzchnię. Pozwala to jednocześnie na pełne wykorzystanie możliwości skrawania nakładki 19 narzędzia skrawającego 13.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób obróbki wiórowej zestawu kołowego napędzanego rolkami ciernymi przyłożonymi do powierzchni obwodowej koła zestawu kołowego, znamienny tym, że zestaw kołowy jest napędzany i/lub podpierany co najmniej jedną rolką cierną (1) dociskaną określoną siłą do powierzchni bieżnej (7) co najmniej jednego koła (3) zestawu kołowego, która to rolka (1) pod działaniem dociskającej ją siły styka się stale ze zmieniającym się promieniowo pod wpływem obróbki profilem powierzchni bieżnej (7) koła (3) podczas gdy ten profil (8) koła (3) za pomocą narzędzia skrawającego (13) poddawany jest obróbce wiórowej początkowo poza strefą (6) styku rolki ciernej (1) z powierzchnią bieżną (7) koła (3) a następnie w strefie (6) tego styku.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że najpierw poddaje się obróbce wstępnej strefę (6) styku rolki ciernej (1) z powierzchnią bieżną (7) koła (3).
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że poprawa profilu (8) koła (3) następuje w jednym przejściu narzędzia skrawającego (13, 19) przez powierzchnię bieżną (7) koła (3) bez przerwy aż do zewnętrznej powierzchni czołowej (18) koła (3).
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że podczas obróbki powierzchni bieżnej (7) koła (3) w strefie (6) styku z rolką cierną (1) nacisk rolki ciernej (1) jest zmniejszany odpowiednio do zmniejszonego zapotrzebowania mocy napędu.