PL216309B1 - Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi - Google Patents
Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymiInfo
- Publication number
- PL216309B1 PL216309B1 PL392276A PL39227610A PL216309B1 PL 216309 B1 PL216309 B1 PL 216309B1 PL 392276 A PL392276 A PL 392276A PL 39227610 A PL39227610 A PL 39227610A PL 216309 B1 PL216309 B1 PL 216309B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- toothed
- rollers
- tools
- steps
- toothing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
- B21H5/02—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
-
- 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
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
- B21H1/18—Making articles shaped as bodies of revolution cylinders, e.g. rolled transversely cross-rolling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Forging (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi, zwłaszcza wałków drążonych. Przez pojecie „wał drążony” należy rozumieć wał posiadający w centralnej części wzdłuż swojej osi otwór cylindryczny lub kształtowy.
Dotychczas znanych jest wiele sposobów kształtowania wałków z wieńcami zębatymi. Do najczęściej stosowanych w przemyśle zalicza się między innymi procesy obróbki mechanicznej - obróbka skrawaniem, w których otrzymanie żądanego kształtu wyrobu uzyskuje się przez zdjęcie kolejnych warstw materiału. Zarys wałka uzyskuje się w procesie toczenia, na którym następnie nacina się uzębienie. Charakterystyka procesów obróbki mechanicznej wieńców zębatych opisana jest w literaturze Ochęduszko K. „Koła zębate. Wykonanie i montaż” T. 2. WNT Warszawa 2009. Mechaniczną obróbkę wieńców zębatych można podzielić na dwie grupy w zależności od kształtu narzędzi oraz kinematyki ruchu wyrobu i narzędzia. Pierwsza grupa obejmuje metody kształtowe, które polegają na zastosowaniu narzędzi skrawających o części roboczej posiadającej kształt wrębu obrabianego koła zębatego wieńca zębatego. Do tej grupy zalicza się takie procesy jak: frezowanie krążkowe, palcowe, dłutowanie, przeciąganie. Druga grupa obejmuje metody obwiedniowe nacinania uzębień kół zębatych, w których wykorzystuje się współpracę narzędzia z kształtowanym kołem. Zarys zębów powstaje poprzez zazębianie się koła z narzędziem. Do najczęściej spotykanych sposobów obwiedniowej obróbki kół zębatych można zaliczyć między innymi dłutowanie obwiedniowe metodą Maaga, w którym narzędzie ma postać listwy zębatej wykonującej ruch postępowo - zwrotny, natomiast koło wykonuje ruch obrotowy i postępowy w kierunku narzędzia. Innym sposobem obróbki obwiedniowej kół zębatych jest dłutowanie metodą Sunderlanda, w której narzędzie w postaci listwy zębatej wykonuje ruch postępowo - zwrotny oraz postępowy w kierunku koła, natomiast wieniec zębaty wykonuje ruch obrotowy. Również bardzo często spotykanym sposobem obróbki obwiedniowej uzębień kół zębatych jest dłutowanie obwiedniowe metodą Fellowsa, w której narzędzie ma kształt koła zębatego wykonującego ruch roboczy postępowo - zwrotny oraz obrotowy. Natomiast obrabiane koło zębate wykonuje ruch obrotowy oraz postępowy w kierunku narzędzia. Szerokie zastosowanie znalazła również obwiedniowa metoda frezowania kół zębatych sposobem Gleasona. W metodzie tej narzędzie ma kształt ślimaka z wyciętymi rowkami wzdłuż osi. W przekroju normalnym ślimak ma kształt zębatki. Narzędzie wykonuje ruch roboczy obrotowy, natomiast kształtowany wieniec zębaty wykonuje ruch obrotowy oraz postępowy w kierunku narzędzia. Znane są również plastyczne sposoby obróbki kół zębatych, wśród których można wyróżnić procesy kucia oraz walcowania wieńców zębatych. Charakterystyka procesów plastycznego kształtowania kół zębatych opisana jest w literaturze Turno A., Romanowski M., Olszewski M. „Obróbka plastyczna kół zębatych” WNT, Warszawa 1973. Procesy kucia kół zębatych stosowane są najczęściej do kształtowania kół stożkowych, talerzowych oraz specjalnych. Proces kucia polega na wywarciu nacisku na wsad narzędziami, które posiadają kształt wewnętrzny odpowiadający kształtowi odkuwki. W wyniku wywieranego nacisku metal wypełnia wykrój narzędzi, dzięki czemu następuje ukształtowanie koła zębatego. Cechą charakterystyczną procesów kucia kół zębatych jest to, że wyroby są odbiciem - negatywem narzędzi. Drugim sposobem kształtowania wieńców zębatych jest proces walcowania, w którym kształt wyrobu jest obwiednią kolejnych punktów zębów obracającego się narzędzia. Kształtowanie następuje stopniowo, a maksymalne naciski niezbędne do ukształtowania zębów są znacznie mniejsze niż przy kuciu. W zależności od kinematyki procesu spotyka się kilka sposobów walcowania uzębień kół. W procesie walcowania uzębień na zimno stosuje się trzy rolki nienapędzane. Wstępniaki w postaci pakietu lub pręta mocowane są w uchwycie tokarki i podpierane kłem. Trzy rolki robocze - zębate o stałym rozstawie osi przesuwają się wzdłuż materiału, który wykonuje ruch obrotowy i napędza rolki robocze.
Narzędzia w postaci rolek zębatych są specjalnie ukształtowane. Posiadają one dwa stożki wejściowy i wyjściowy oraz cylindryczną część kalibrującą. Ten sposób kształtowania jest stosowany do walcowania jedynie uzębień kół o niewielkich wymiarach na wcześniej przygotowanych wstępniakach. Inną metodą walcowania uzębień kół zębatych jest proces walcowania stycznego, który polega na stycznym przemieszczaniu walcowanego koła między dwoma obracającymi się walcami uzębionymi o stałych osiach. Ten sposób stosowany jest przede wszystkim do walcowania uzębień o niewielkich wymiarach. Znany jest również proces walcowania uzębień kół trzema rolkami napędzanymi w tym samym kierunku, miedzy którymi znajduje się obrabiany materiał. Według tego układu spotyka się walcowanie przelotowe oraz wgłębne. W pierwszym przypadku odległość osi rolek nie zmienia swojego położenia, a walcowanie uzębienia dokonuje się przez przepchnięcie materiału pomiędzy
PL 216 309 B1 obracającymi się rolkami. W drugim przypadku materiał nie przesuwa się, natomiast jedna rolka lub wszystkie trzy przesuwane są do środka. Proces walcowania w układzie trójrolkowym jest stosowany przede wszystkim do kształtowania na zimno gwintów, uzębień prostych i śrubowych oraz wielokarbów o niewielkich wymiarach. Cechą charakterystyczną obecnie znanych sposobów walcowania kół zębatych jest plastyczne ukształtowanie jedynie uzębienia na wieńcach, które w postaci wstępniaków muszą być wcześniej odpowiednio przygotowane w procesach obróbki mechanicznej.
Istotą sposobu kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi, zwłaszcza wałków drążonych jest to, że kształtowany półfabrykat - w postaci odcinka pręta lub rury umieszcza się między trzema jednakowymi, stopniowymi rolkami roboczymi z uzębieniami, które obracają się w tym samym kierunku ze stałą prędkością oraz przemieszczają się promieniowo z taką samą prędkością do osi wyrobu, powodując ukształtowanie wałka wielostopniowego z wieńcem zębatym, zaś trzy kształtowe rolki robocze - narzędzia rozmieszczone są na obwodzie co 120° +/- 20°, przy czym korzystnym jest rozmieszczenie co 120°, przemieszczenie promieniowe trzech narzędzi rolkowych w pierwszej kolejności kształtuje stopnie o różnych średnicach na półfabrykacie, a następnie na jednym ze stopni kształtuje się uzębienie, po osiągnięciu przez rolki robocze - narzędzia końcowego położenia, wyłącza się ruch posuwisty promieniowy, a pozostawia się ruch obrotowy rolek roboczych, które w tym czasie usuwają niedokładności kształtu wyrobu - wałka z wieńcem zębatym. Proces kształtowania wyrobów drążonych z uzębieniem realizuje się swobodnie lub na trzpieniu, który umożliwia uzyskanie dokładnych otworów cylindrycznych lub kształtowych. Proces wykonuje się na zimno lub na gorąco. Proces wykorzystuje się do kształtowania wałków z wieńcami zębatymi o zębach prostych, śrubowych, łukowych, daszkowych oraz innych wałków mających stopnie w kształcie wielowypustów i wielokarbów.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na zastosowanie prostych narzędzi kształtujących, których koszty wykonania są stosunkowo niewielkie w produkcji wyrobów typu stopniowe wałki zwłaszcza drążone mających na swojej długości stopnie z wieńcami zębatymi o zębach prostych, śrubowych, daszkowych oraz wszelkiego rodzaju profile typu wielowypusty i wielokarby. Wyroby drążone są coraz częściej stosowane w budowie maszyn, przemyśle motoryzacyjnym a zwłaszcza lotniczym. Dzięki zastosowaniu takich elementów możliwe stało się znaczne zmniejszenie masy konstrukcji przy jednoczesnym zachowaniu własności wytrzymałościowych i użytkowych. W przypadku kształtowania drążonych wałków z wieńcami zębatymi można stosować wsad w postaci rur grubościennych, dzięki temu eliminuje się dodatkowe operacje wiercenia oraz straty materiału związane ze skrawaniem. Dodatkowo możliwe jest uzyskanie gotowego wyrobu - wałka stopniowego z wieńcem zębatym z wsadu w postaci odcinka pręta bądź rury w czasie jednej operacji kształtowania plastycznego. Zastosowanie obrotowych narzędzi kształtujących (rolek) umożliwia walcowanie wyrobów o różnych średnicach tym samym kompletem rolek roboczych. Ukształtowany plastycznie wał wraz z wieńcem zębatym - pełny lub drążony posiada znacznie korzystniejszą strukturę, która wpływa na zwiększenie wytrzymałości elementu.
Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia początek procesu kształtowania wałka drążonego wielostopniowego z wieńcem zębatym, fig. 2 - koniec procesu walcowania wałka drążonego wielostopniowego z wieńcem zębatym, a fig. 3 - widok przykładowego półfabrykatu i wyrobu otrzymanego w procesie kształtowania.
Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi zwłaszcza wałków drążonych polega na tym, że półfabrykat 1 w postaci odcinka pręta lub rury umieszcza się między trzema jednakowymi, stopniowymi rolkami 2 roboczymi. Następnie uruchamia się ruch obrotowy z prędkością n-i rolek 2 roboczych w tym samym kierunku oraz ruch postępowy promieniowy z prędkością V w kierunku osi półfabrykatu 1. Narzędzia w postaci trzech rolek 2 roboczych, kształtowych rozmieszcza się na obwodzie co 120° +/- 20° w stosunku od półfabrykatu 1, przy czym najkorzystniejsze jest rozmieszczenie co 120°. Przemieszczenie promieniowe narzędzi rolkowych 2 w pierwszej kolejności powoduje nadanie kształtu stopniom wałków, a następnie ukształtowanie wieńca uzębieniem w efekcie, czego otrzymuje się wyrób 3 - wałek drążony wielostopniowy z wieńcem uzębionym. W końcowym etapie procesu, gdy wyrób 3 osiągnie założone wymiary wyłącza się ruch postępowy rolek 2 roboczych pozostawiając ruch obrotowy rolek 2 roboczych, który powoduje nadanie ostatecznego kształtu plastycznie kształtowanemu wyrobowi 3 w postaci wałka z wieńcem zębatym oraz usunięcie nierówności powstałych na początku procesu. Narzędzia rolkowe 2 posiadają taki kształt, że w danym momencie styku są odbiciem geometrii gotowego wyrobu 3 - wałka drążonego z wieńcem zębatym. Kształt walcowanego wałka z wieńcem zębatym powstaje jako obwiednia styku kolejnych punktów obracających się narzędzi - rolek 2 roboczych, stopniowych, co umożliwia walcowanie wyrobów o różnych średnicach.
Claims (4)
1. Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi, znamienny tym, że kształtowany półfabrykat (1) w postaci odcinka pręta lub rury umieszcza się między trzema jednakowymi, stopniowymi rolkami (2) roboczymi z uzębieniami, które obracają się w tym samym kierunku ze stałą prędkością (ni) oraz przemieszczają się promieniowo do osi wyrobu z prędkością (V) powodując ukształtowanie wałka wielostopniowego z wieńcem zębatym, zaś trzy kształtowe rolki (2) robocze z uzębieniami - narzędzia rozmieszcza się na obwodzie, co 120° +/- 20°, przy czym korzystnym jest rozmieszczenie, co 120°, przemieszczenie promieniowe trzech narzędzi rolkowych (2) w pierwszej kolejności kształtuje stopnie o różnych średnicach na półfabrykacie (1), a następnie na jednym ze stopni kształtuje się uzębienie, po osiągnięciu przez rolki (2) robocze - narzędzia końcowego położenia, wyłącza się ruch posuwisty promieniowy, a pozostawia się ruch obrotowy rolek (2) roboczych, które w tym czasie usuwają niedokładności kształtu wyrobu (3) - wałka z wieńcem zębatym.
2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że proces kształtowania wyrobów drążonych z uzębieniami realizuje się swobodnie lub na trzpieniu, który umożliwia uzyskanie dokładnych otworów cylindrycznych lub kształtowych.
3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że proces wykonuje się na zimno lub na gorąco.
4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że proces wykorzystuje się do kształtowania wałków z wieńcami zębatymi o zębach prostych, śrubowych, łukowych, daszkowych oraz innych wałków mających stopnie w kształcie wielowypustów i wielokarbów.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL392276A PL216309B1 (pl) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi |
EP20110461501 EP2422898B1 (en) | 2010-08-30 | 2011-01-03 | Method for plastic forming of toothed shafts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL392276A PL216309B1 (pl) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL392276A1 PL392276A1 (pl) | 2012-03-12 |
PL216309B1 true PL216309B1 (pl) | 2014-03-31 |
Family
ID=45044834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL392276A PL216309B1 (pl) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2422898B1 (pl) |
PL (1) | PL216309B1 (pl) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102814434B (zh) * | 2012-08-24 | 2014-04-23 | 西安交通大学 | 一种中高频感应加热轴向进给挤压滚轧成形花键轴的方法 |
CN109759527B (zh) * | 2019-03-05 | 2020-07-10 | 西安交通大学 | 一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具及滚轧方法 |
CN110102575B (zh) | 2019-04-30 | 2020-07-31 | 北京科技大学 | 一种轴类零件两辊柔性斜轧成形装置及方法 |
DE102020210952B3 (de) * | 2020-08-31 | 2021-10-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung an rotationssymmetrischen Oberflächen metallischer Antriebselemente |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2906147A (en) * | 1955-11-18 | 1959-09-29 | Michigan Tool Co | Roll for forming toothed elements |
JP2555486B2 (ja) * | 1991-04-15 | 1996-11-20 | 三菱電機株式会社 | 回転軸のストッパ付ヘリカルスプライン形成方法 |
DE19520699A1 (de) * | 1995-06-07 | 1996-12-12 | Bad Dueben Profilwalzmaschinen | Rollwerkzeug zum Walzen eines mehrgängigen Steigungsprofils |
US6634078B1 (en) * | 1999-04-28 | 2003-10-21 | Torque-Traction Technologies, Inc. | Method of manufacturing a splined member for use in a slip joint |
US6334349B1 (en) * | 1999-09-28 | 2002-01-01 | Leico Gmbh & Co. Werkzeugmaschinenbau | Method for the manufacturing of a shaft with a larger diameter flange |
-
2010
- 2010-08-30 PL PL392276A patent/PL216309B1/pl unknown
-
2011
- 2011-01-03 EP EP20110461501 patent/EP2422898B1/en not_active Not-in-force
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2422898A1 (en) | 2012-02-29 |
PL392276A1 (pl) | 2012-03-12 |
EP2422898B1 (en) | 2013-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4708912A (en) | Sintered metal body with at least one toothing | |
US20110126654A1 (en) | Bevel and hypoid gear and method of manufacture | |
US6711817B2 (en) | Hypoid ring gear for differentials and method of producing the same | |
CN103328145B (zh) | 用于加工工件的方法和设计用于该方法的加工工具 | |
CN104819266B (zh) | 无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮及其加工方法 | |
CN103143667B (zh) | 成型地制造齿轮的方法和可按该方法制造的齿轮 | |
PL216309B1 (pl) | Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi | |
CN101372056A (zh) | 用于不连续齿形磨削的刀具和方法 | |
KR101715518B1 (ko) | 냉간포머를 이용한 리액션 샤프트의 스플라인기어 성형 방법 | |
US20030226250A1 (en) | Method of producing sliding sleeves for gearshift mechanisms | |
CN101927309A (zh) | 一种螺旋伞齿轮精密塑性成形制造工艺 | |
US20080105021A1 (en) | Method of forming a gear | |
WO2010019955A2 (en) | Method and apparatus for honing a workpiece and a workpiece | |
CZ63399A3 (cs) | Způsob výroby ozubených kol | |
US3608346A (en) | Method of producing metal objects having rotational smooth or toothed surfaces,and device for putting the method into effect | |
EP2842649B1 (en) | A method of rolling extrusion with regulated axis spacing of axi-symmetrical stepped parts | |
RU2648603C2 (ru) | Устройство и способ изготовления толстостенных полых колес, снабженных внутренним зубчатым венцом шестерни | |
EP2422896B1 (en) | Method for rotary compression of hollow parts by cross rolling | |
US4705150A (en) | Method and machine for splining clutch hubs with close tolerance spline bellmouth and oil seal surface roundness | |
PL227320B3 (pl) | Sposób kształtowania plastycznego wałków ze slimakami | |
US3121352A (en) | Tooth forming method and apparatus | |
KR101449270B1 (ko) | 헬리컬 기어 후가공 공정을 포함하는 헬리컬 기어 제조방법 | |
PL221264B1 (pl) | Sposób i urządzenie do kształtowania plastycznego uzębień kół zębatych | |
JP2017030023A (ja) | ディファレンシャル用リングギヤの製造方法 | |
US3552166A (en) | Forming of annular workpieces |