RU2060091C1

RU2060091C1 - Apparatus for knurling inner toothed profiles

Info

Publication number: RU2060091C1
Application number: RU93036388A
Authority: RU
Inventors: Л.Б. Аксенов; В.Н. Востров; Е.Р. Шекерджиев
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный технический университет
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: metal pressure forming, namely cold knurling of inner toothed profiles on blanks with an inner bead or with an opened hole. SUBSTANCE: apparatus includes a die, a standard gear wheel, a knurl, mounted with possibility of rotation and axial motion, a mechanism for stripping a ready article, a mechanism for axial compression of a blank, including a plate. The mechanism for moving the plate is in the form of a hydraulic cylinders, whose rod being a hydraulic cylinder of the stripping mechanism. Liquid is being fed into cavities of the hydraulic cylinders through a distributor, secured to a base. The knurl is provided by a supporting member in the form of a cushion, rigidly secured to an eccentric sleeve, having a cylindrical supporting surface, engaging with a cylindrical supporting surface of the knurl. EFFECT: enhanced structure of the apparatus. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для холодной накатки внутренних зубчатых профилей на заготовках с внутренним буртом и с открытым отверстием. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used for cold knurling of internal gear profiles on workpieces with an internal shoulder and with an open hole.

Известно устройство для холодного накатывания внутренних зубьев способом осевой подачи заготовки [1] содержащее зубчатые накатники, установленные в корпусе с возможностью вращения, а корпус расположен на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения. A device for cold rolling of the internal teeth by the axial feed of the workpiece [1] containing gear knurls installed in the housing rotatably, and the housing is located on the base with the possibility of reciprocating movement.

Однако устройство не может работать в режиме многопроходного накатывания зубьев и не позволяет в процессе накатывания зубьев сдавливать заготовку в осевом направлении, для создания в ней более мягкой схемы напряженного состояния и повышения ресурса пластичности металла заготовки. However, the device cannot operate in the multi-pass tooth rolling mode and does not allow compressing the workpiece in the axial direction in the process of rolling the teeth to create a softer stress state scheme and increase the plasticity resource of the workpiece metal.

Прототипом изобретения является устройство для накатывания зубчатых профилей кинематической пары, содержащее установленные концентрично корпусу матрицу и эталонное зубчатое колесо, накатник смонтированный с возможностью вращения и осевого поступательного перемещения от соответствующих механизмов, механизм съема готового изделия, механизм осевого сжатия заготовки [2]
Недостаток данного устройства в том, что оно не может быть использовано для работы в режиме многопроходного накатывания, расширяющего технологические возможности процесса и позволяющего изготавливать зубчатые венцы значительно большего модуля за счет дробной деформации заготовки.The prototype of the invention is a device for rolling gear profiles of a kinematic pair, containing a matrix mounted concentrically to the housing and a reference gear wheel, a knurled mount mounted for rotation and axial translation from the respective mechanisms, a mechanism for removing the finished product, an axial compression mechanism for the workpiece [2]
The disadvantage of this device is that it cannot be used to work in multi-pass rolling mode, expanding the technological capabilities of the process and making it possible to produce gear teeth of a significantly larger module due to fractional deformation of the workpiece.

Решаемая техническая задача заключается в расширении номенклатуры изготавливаемых деталей с внутренними зубьями. The technical problem to be solved is to expand the range of manufactured parts with internal teeth.

Для этого в устройстве для накатки внутренних зубчатых профилей, содержащем установленные концентрично корпусу матрицу и эталонное зубчатое колесо, накатник, смонтированный с возможностью вращения и осевого перемещения от соответствующих механизмов, механизм съема готового изделия, механизм осевого сжатия заготовки, включающий плиту, установленную на направлюящих с возможностью возвратно-поступательного перемещения, механизм перемещения плиты выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого выполнен с осевым отверстием и жестко связан с плитой, привод механизма съема готового изделия выполнен в виде установленного внутри штока гидроцилиндра перемещения плиты с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока выпрессовки, имеющего осевое отверстие, внутри которого установлен предусмотренный в устройстве и закрепленный на основании распределитель, выполненный с осевыми и радиальными каналами для подвода жидкости в гидроцилиндр и штоки перемещения плиты и выпрессовки, механизм вращения накатника выполнен в виде опорной подушки, жестко связанной с эксцентриковой втулкой, имеющей цилиндрическую опорную поверхность и установленной с возможностью поворота в отверстии корпуса, а механизм осевого перемещения накатника выполнен в виде траверсы, смонтированной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим стойкам посредством штоков гидроцилидров, установленных на неподвижной плите, закрепленной на направляющих стойках, при этом корпус установлен на траверсе с возможностью вращения, а эталонное зубчатое колесо размещено на неподвижной плите. To do this, in the device for knurling internal gear profiles, containing a matrix mounted concentrically to the housing and a reference gear wheel, a knurl mounted for rotation and axial movement from the respective mechanisms, a mechanism for removing the finished product, an axial compression mechanism for the workpiece, including a plate mounted on guides with the possibility of reciprocating movement, the mechanism for moving the plate is made in the form of a hydraulic cylinder, the rod of which is made with an axial hole and is rigidly connected with a plate, the drive of the mechanism for removing the finished product is made in the form of a plate moving cylinder installed inside the rod with the possibility of reciprocating movement of the extrusion rod having an axial hole, inside of which a distributor is provided provided in the device and mounted on the base, made with axial and radial channels for supply liquids into the hydraulic cylinder and rods of plate movement and pressing out, the mechanism of rotation of the knurl is made in the form of a support pad, rigidly connected with the eccentric an iced sleeve having a cylindrical bearing surface and mounted to rotate in the hole of the housing, and the axial movement mechanism of the recuperator is made in the form of a traverse mounted with the possibility of reciprocating movement along the guide racks by means of hydraulic cylinder rods mounted on a fixed plate mounted on the guide racks, while the housing is mounted on a traverse with the possibility of rotation, and the reference gear is placed on a fixed plate.

На фиг. 1 представлено устройство для накатки внутренних зубчатых профилей в исходном состоянии; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 устройство для накатки внутренних зубчатых профилей в рабочем состоянии; на фиг. 4 устройство для накатки внутренних зубчатых профилей при выпрессовке заготовки. In FIG. 1 shows a device for knurling internal gear profiles in the initial state; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 device for knurling internal gear profiles in working condition; in FIG. 4 device for knurling internal gear profiles when pressing the workpiece.

Четыре направляющие стойки 1 закреплены на основании 2. На направляющих стойках закреплена неподвижно плита 3, на которой установлены эталонное зубчатое колесо 4 и два гидроцилиндра 5 для осевой подачи накатника 6, расположенных симметрично относительно оси устройства. Накатник 6 закреплен своей хвостовой частью в эксцетриковой втулке 7 с возможностью вращения. Отгибу накатника 6 в процессе работы препятствует опорная подушка 8, жестко закрепленная на эксцентриковой втулке 7 и взаимодействующая с цилиндрической опорной поверхностью накатника. Four guide racks 1 are fixed on the base 2. A plate 3 is fixedly fixed on the guide racks, on which a reference gear 4 and two hydraulic cylinders 5 are mounted for axial feed of the knurl 6 located symmetrically with respect to the axis of the device. Knurl 6 is fixed with its tail in the eccentric sleeve 7 with the possibility of rotation. The bending of the knurl 6 during operation is hindered by the support cushion 8, rigidly fixed to the eccentric sleeve 7 and interacting with the cylindrical supporting surface of the knurl.

Эксцентриковая втулка 7 установлена с возможностью поворота в корпусе 9. Регулировка радиального положения накатника 6 осуществляется поворотом эксцентриковой втулки 7 при помощи червячного механизма 10. Накатник 6 закрепляется в эксцентриковой втулке 7 при помощи торцового подшипника 11 и крышки 12. Корпус 9 установлен с возможностью вращения в траверсе 13 и корпусе редуктора 14, закрепленного на траверсе 13. Осевое усилие корпуса 9 воспринимается торцевым подшипником 15 и крышкой 16. Вращение корпуса 9 осуществляется зубчатым венцом 17, жестко связанным с корпусом 9. Механизм вращения на чертеже не показан. The eccentric sleeve 7 is mounted rotatably in the housing 9. The radial position of the knurl 6 is adjusted by turning the eccentric sleeve 7 using a worm gear 10. The knurled 6 is fixed in the eccentric sleeve 7 with a mechanical bearing 11 and a cover 12. The housing 9 is mounted for rotation in traverse 13 and the gear housing 14, mounted on the traverse 13. The axial force of the housing 9 is perceived by the end bearing 15 and the cover 16. The housing 9 is rotated by a gear ring 17, rigidly connected connected to the housing 9. The rotation mechanism is not shown in the drawing.

Траверса 13 перемещается возвратно-поступательно по направляющим стойкам и осуществляет осевое перемещение накатника 6. Перемещение траверсы 13 производится штоками 18 гидроцилиндров 5, которые установлены на неподвижной плите 3. Штоки 18 закреплены на траверсе 13 при помощи втулок 19. The yoke 13 moves reciprocally along the guide racks and carries out axial movement of the knurl 6. The yoke 13 is moved by the rods 18 of the hydraulic cylinders 5, which are mounted on a fixed plate 3. The rods 18 are mounted on the yoke 13 using bushings 19.

Заготовка 20 устанавливается в матрице 21, которая закреплена на плите 22 и перемещается плитой возвратно-поступательно. Плита 22 установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения на направляющих стойках. Перемещение плиты по направляющим стойкам осуществляется гидроприводом, состоящим из штока 23 перемещения плиты и гидроцилиндра 24. Направляющие стойки 1, плита 22, шток 23 и гидроцилиндр 24 представляют собой механизм осевого сжатия заготовки 20. The workpiece 20 is installed in the matrix 21, which is mounted on the plate 22 and moves the plate reciprocating. The plate 22 is mounted with the possibility of reciprocating movement on the guide racks. The movement of the plate along the guide racks is carried out by a hydraulic actuator, consisting of a rod 23 for moving the plate and a hydraulic cylinder 24. The guide racks 1, the plate 22, the rod 23 and the hydraulic cylinder 24 are an axial compression mechanism of the workpiece 20.

В отверстии штока 23 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения шток выпрессовки 26. Нижняя часть отверстия штока 23 закрыта крышкой 25. Шток 23 является гидроцилиндром механизма выпрессовки заготовки. Выпрессовка заготовки осуществляется штоком 26 выпрессовки. Для осуществления подачи жидкости в полости гидроцилиндров механизмов осевого сжатия и выпрессовки заготовки в отверстии штока выпрессовки установлен распределитель 27, закрепленный на основании 2. In the hole of the rod 23 is mounted with the possibility of reciprocating movement of the rod of extrusion 26. The lower part of the hole of the rod 23 is closed by a cover 25. The rod 23 is the hydraulic cylinder of the extrusion mechanism of the workpiece. Pressing the workpiece is carried out by the rod 26 pressing. To carry out the fluid supply in the cavity of the hydraulic cylinders of the mechanisms of axial compression and extrusion of the workpiece, a distributor 27 mounted on the base 2 is installed in the bore of the extrusion rod.

В распределителе 27 выполнены осевые и радиальные отверстия. Жидкость в бесштоковую полость гидроцилиндра 24 подается через отверстие данного гидроцилиндра. Отверстие штока выпрессовки снизу закрыто крышкой 28. Для обеспечения герметизации между бесштоковыми полостями гидроцилиндров перемещения плиты и выпрессовки заготовки используются два последовательно установленных уплотнительных кольца 29. Чтобы уменьшить износ этих колес при контакте с краем нижнего радиального отверстия распределителя 27, в районе данного отверстия на распределителе сделана проточка. Когда одно из уплотнительных колец 29 находится в этой проточке, другое осуществляет герметизацию полости гидроцилиндра. Втулка 30 является направляющей для штока 23. Подшипник скольжения 31 закреплен в отверстии штока выпрессовки 26. In the distributor 27, axial and radial holes are made. The fluid in the rodless cavity of the hydraulic cylinder 24 is fed through the hole of this hydraulic cylinder. The opening of the extrusion rod from the bottom is closed by a cover 28. To ensure sealing between rodless cavities of the hydraulic cylinders for moving the plate and to extrude the workpiece, two o-rings 29 are used in series. groove. When one of the sealing rings 29 is in this groove, the other seals the cavity of the hydraulic cylinder. The sleeve 30 is a guide for the rod 23. The sliding bearing 31 is fixed in the bore of the extrusion rod 26.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

В исходном положении (фиг. 1,2) траверса 13 находится в крайнем верхнем положении. Заходный участок накатника 6 не выходит за пределы эталонного зубчатого колеса 4. Плита 22 находится в крайнем нижнем положении. В матрицу 21 устанавливается заготовка 20. Вращением червячного механизма 10 осуществляется поворот эксцентриковой втулки 7 и радиальная настройка накатника 6. In the initial position (Fig. 1,2), the beam 13 is in its highest position. The starting portion of the knurl 6 does not extend beyond the reference gear 4. The plate 22 is in its lowest position. The workpiece 20 is installed in the matrix 21. By rotating the worm gear 10, the eccentric sleeve 7 is rotated and the knurl 6 is radially adjusted.

Через отверстие в гидроцилиндре 24 в его бесштоковую полость подается жидкость (фиг. 3). Шток 23 поднимает плиту 22 по направляющим стойкам 1 и прижимает заготовку 20 к эталонному зубчатому колесу с усилием, обеспечивающим напряжение в заготовке, равное минимальному пределу текучести металла заготовки. Корпус 9 приводится во вращение. Накатник 6 совершает планетарное движение. Штоки 18 перемещают траверсу 13 вниз. Хвостовик корпуса 9 входит в подшипник скольжения 31. Накатник 6 своим заходным участком входит в заготовку 20. Начинается процесс формообразования зубьев. В процессе накатывания зубьев опорная подушка 8 скользит по цилиндрической опорной поверхности накатника 6 и препятствует его отгибу, передавая радиальное усилие накатки на корпус 9. Through the hole in the hydraulic cylinder 24, liquid is supplied into its rodless cavity (Fig. 3). The rod 23 raises the plate 22 along the guide racks 1 and presses the workpiece 20 against the reference gear wheel with a force that provides stress in the workpiece equal to the minimum yield stress of the workpiece metal. The housing 9 is driven into rotation. Knurl 6 makes a planetary motion. The rods 18 move the beam 13 down. The shank of the housing 9 is included in the sliding bearing 31. The knurl 6 with its entry section is included in the workpiece 20. The process of shaping of the teeth begins. In the process of rolling the teeth, the support cushion 8 slides along the cylindrical supporting surface of the knurl 6 and prevents it from bending, transmitting the radial force of knurling to the housing 9.

После окончания процесса накатывания шток 18 отводит траверсу 13 в исходное верхнее положение. Жидкость через верхнее радиальное отверстие распределителя 27 подается в полость штока выпрессовки 26, плита 22 опускается в исходное нижнее положение. Через нижнее радиальное отверстие распределителя 27 жидкость подается в полость штока 23 (фиг.4). Шток выпрессовки 26 удаляет заготовку 20 из матрицы 21. Через верхнее радиальное отверстие распределителя 27 жидкость подается в полость штока выпрессовки 26 и он опускается в нижнее исходное положение. After the rolling process is completed, the rod 18 diverts the yoke 13 to its initial upper position. The liquid through the upper radial hole of the distributor 27 is fed into the cavity of the extrusion rod 26, the plate 22 is lowered to its original lower position. Through the lower radial hole of the distributor 27, the fluid is supplied to the cavity of the rod 23 (figure 4). The extrusion rod 26 removes the workpiece 20 from the matrix 21. Through the upper radial hole of the distributor 27, the liquid is supplied to the cavity of the extrusion rod 26 and it is lowered to the lower initial position.

При работе в режиме многопроходного накатывания после каждого прохода заготовки 20 накатником 6 траверса 13 возвращается в верхнее исходное положение. Поворотом эксцентриковой втлуки 7 осуществляется исходное положение. Поворотом эксцентриковой втулки 7 осуществляется переналадка накатника 6 перемещением его в радиальном направлении. После переналадки накатника цикл накатки зубьев повторяется. Плита 22 прижимает заготовку 20 к эталонному зубчатому колесу 4 в течение всего периода формообразования зубьев. When operating in the multi-pass rolling mode, after each pass of the workpiece 20 by the reel 6, the crosshead 13 returns to its upper initial position. By turning the eccentric sleeve 7, the initial position is carried out. By turning the eccentric sleeve 7, the knurling 6 is readjusted by moving it in the radial direction. After the readjustment of the knurl, the knurling cycle is repeated. The plate 22 presses the workpiece 20 against the reference gear 4 during the entire period of shaping of the teeth.

Claims

A device for knurling internal gear profiles, comprising a matrix mounted concentrically to the housing and a reference gear wheel, a knurling device mounted for rotation and axial movement from the respective mechanisms, a mechanism for removing the finished product, an axial compression mechanism for the workpiece, including a plate mounted on rails with the possibility of return translational movement, characterized in that the plate movement mechanism is made in the form of a hydraulic cylinder, the rod of which is made with an axial hole and just connected to the plate, the drive of the finished product removal mechanism is made in the form of a plate moving hydraulic cylinder installed inside the rod with the possibility of reciprocating movement of the extrusion rod having an axial hole, inside of which a distributor is provided provided in the device and fixed on the base, made with axial and radial channels for supplying fluid to the hydraulic cylinder and the rods for moving the plate and pressing out, the mechanism of rotation of the recuperator is made in the form of a support pad, rigidly connected with an eccentric sleeve having a cylindrical bearing surface and mounted to rotate in the hole of the housing, and the axial movement mechanism of the knurl is made in the form of a traverse mounted with the possibility of reciprocating movement along the guide racks by means of hydraulic cylinder rods mounted on a fixed plate mounted on the guide racks while the housing is mounted on a traverse with the possibility of rotation, and the reference gear is placed on a fixed plate.