SU956117A1

SU956117A1 - Apparatus for generating toothed section on shafts

Info

Publication number: SU956117A1
Application number: SU803004471A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Дятлов; Андрей Генцевич Гольцмайер
Original assignee: Чебоксарский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт "Промтрактор"
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1980-10-10
Publication date: 1982-09-07

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАКАТКИ ЗУБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ Изобретение относитс к обработке м таллов давлением, а именно к обработке зубчатых и шпицевых профилей методом пластического формообразовани , и може быть испогаьзовано в различных отрасл х машиностроени и полнопрофильной и калибрующей обработк-ке зубчатых профилей в холодном, полугор чем и гор чем состо нии . Кроме того, оно может быть использо вано при необходимости получени накат кой монотонного профил (резьбЬ, рифлени и т. д.) на цилиндрических детал х. Известны устройства, в которых накатка зубчатых профилей осуществл етс путем проталкивани щтучной заготовки между зубь ми двух или более зубчатых валков, размещенных в корпусе устройства 1. Однако производитет1ьность этих устрой -тт тювепика, ,так как возможна обра- GoiKa aiiiib по одной заготовке на цикл п то .ч. как установка Я сн тие Дета-(54) DEVICE FOR PACKAGING OF TEETH PROFILES The invention relates to the processing of molds with pressure, namely the processing of toothed and spitz-shaped profiles by plastic forming, and can be used in various fields of mechanical engineering and full-profile and calibrating processing of the toothed profiles in a cold half-hole. than and hot condition. In addition, it can be used if it is necessary to obtain a rolling monotone profile (thread, grooves, etc.) on cylindrical parts. Devices are known in which knurling of the toothed profiles is carried out by pushing a clamping billet between the teeth of two or more toothed rolls placed in the casing of the device 1. However, these devices are manufactured, since it is possible to cut through one billet per cycle n then .h. as an installation I remove the details

НА ВАЛАХ ПИ требуют зачастую больще времени, чем сам процесс накатки. Кроме того, в устройствах, работающих двум и болёе зубчатыми валками, в случае поломки зубьев одного из зубчатых валков выходит из стро , как правило , весь комплект валков, так как Ёыкрошивщиес осколки поврежденного зубчатого валка увлекаютс вращающейс заготовкой и ломают зубь остальных валков . Таким образом, стойкость всего компле1 та зубчатых валков невелика. Зубь накатного инструмента в виде зубчатых валков уступают по прочности зубь м накатных инструментов в виде реек или сегментов с вогнутым зубчатым профилем. Кроме того, в этих устройствах очень трудно совместить эксплуатационную надежность , простоту обслуживани и трс-буемую . жесткость опорных узлов вращени валков. 39 Дп обеспечени требуемой жесткости зубчатые вапки конструируютс двух- опорными , что значительно усложн ет сме ну инструмента. В случае же консольного расположени зубчатых вапков смена инструмента проста, однако требуема жесткость валковых опор, как правило, недостаточна. При накатке профилей круглыми зубчатыми валками трудно обеспечить требу емую точность профил по длине общей нормали, что в значительной степени св зано с механикой пластического формоизменени . Известно также устройство дп накатки зубчатых профилей на валах, содержащее установленный в корпусе комплект инструментов, выполненньШ в виде имеющей заходные участки кольцевой матри цы с внутренними формообразующими зубь ми и коаксиально размещенного в мат рице зубчатого валка, установленного с возможностью Вращени С 2. Известное устройство малопроизводительно , так как позвол ет вести обработку только по одной заготовке, ограничены его технологические возможности, не позвол ющие накатывать зубчатые профипи на валах. Кроме того, заготовка в процессе накатки не центрируетс безнадзорна ,что приводит к значительному снижению точности накатанного профиЛ55 п таким параметрам как пр молинейность зубьев, радиальное биение и т.д. Кроме того, в процессе накатки наружный и вну ренний инструменты испытывают небпагопри тную несимметричную схему нагружени . Целью изобретени вл етс повышение производительности, качества накат„ КИ и стойкости инструмента. Цель достигаетс тем, что устройство дл накатки зубчатых профилей на валах содержащее установленный в корпусе ком лект инструментов , выполненный в виде имеющей заходные участки кольцевой матрицы с внутренним формообразующими зубь ми и внутреннего коаксиального матрице зубчатого валка, установленного с возможностью вращен1Г , снабжено дополнительным корпусом и дополнительным комплектом инструментов, размещенным в дополнитепьнс л корпусе зеркально относительно основного комплекта инструментов с возможностью осевого перемещени в направлении основного комплекта инструментов и системой подпружинен ных центров установленных в основном и дополнительном корпусах равномерно по 74 окружнсюти соосно один другому, при этом кольцевые матрицы установпены с возможностью вращени . На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство дп накатки шлицев торсионных валов с двух сторон (указаны движени заготовки и инструментов); на фиг. 2 .- вариант устройства дл накатки зубчатых участков фланцевых валов с одной стороны. Устройство включает в себ два корпуса - (хзновной 1 и дополнительный 2. Дополнительный корпус 2 выполнен с возможностью перемеш.ени на колонках 3, BepxiiHe концы которых закреплены в траверсе 4,. а нижние - в основном корпусе 1. Внутри корпусов 1 и 2 установлены с возможностью вращени на радиально-упорных подшипниках кольцеы 1е инструменты - матрицы 5 к 6 с внутренним формообразующим зубчатым профилем, а коаксиально им зубчатые валки 7 и 8 с наружным формообразующим зубчатыгл профилем. Матрицы 5 и 6 кинематически св заны с зубчатыми вапками 7 и 8 посредством синхронизирующих шестерен 9 и lOj причем посшдние попарно соосны, выполнены пoдпpyжинeнньпvlи пружинами 11 и 12с возможностью вращени и утопани вн;/трь корпусов без выхода из зацеплени с матрицами 5 и 6 и валками 7 и 8. В свою очередь синхронизирующие шестерни 9 и 10 на передних торцах имеют насечку типа- мышиный зуб дл неподвижного сцеплени с заготовками 13 при накатке и снабжены плавающими опорными центрами 14 и 15 дл центрировани накатываемых заготовок 13,, Зубчатый валок 7 подвижного дополнительногЬ корпуса 2 закреплен неподвижно на валу 16, выполненном с хвостовиком 17 дл обеспечени приводного вращени валка 7 от шпиндел 18 базового станка, например вертикально-сверлильного . Зубчатый валок 8 основного корпуса 1 закреплен неподвижно на валу 19, выполне1шом с возможностью пассивного вращени в подшипниках 20. Корпуса 1 и 2 снабжены регулируемыми упорами 21. w 22 дл ограничени глубины утопани , завис щей от длины накатываемого участка 23 заготовки 13, синхронизирующих шестерен 9 и 1О. Пружины 11 и 12 предназначены дл возврата синхронизирующих шестерен 9 и 1О в исходное положение и, главным 50 образом, Дл выталкивани накатанной за готовки из зон накатки корпусов 1 и 2. Общее осевое усилие привода Р дополнительного корпуса 2 расчитываетс по простым формулам Р (Р 4. р ) ОС V BblT ОС / 1 Р - Р - к &ЫТ - к О,3 - при вращении выталкиваемой заготовки (опытные данные); К 1,35 - без вращени выталкиваемо заготовки (опытные данные); где г - число одновременно накатываемы заготовок (независимо с одного или двух концов); BblT усилие требуемое дл выталкивани одной накатанной головки заготовк Рд(-. - осевое усилие подачи, необходимое дл накатки профил одной головки заготовки двум формирующими валками; И - коэффициент усили выталкивани накатанной головки заготовки, завис щий от способа выталкивани (без вращени или с вращением). Пример. При накатке одной шлицевой гоповки вала из стали 45 (гг1;8мм Z 40) осевое усилие подачи ОО к Потребное осевое усилие привода при одновременном накатывании дес ти заготовок (независимо с одной или с двух ст рон) с выталкиванием их без вращени составит Р.(100/2,35+100)2350 кГс, Т.е. по требуемому осевому усилию по дачи устройство может быть использовано под щлкценакатку профил , аналогично го приведенному в примере при модерни зации станков моделей 2Н15О и 2170, развивающих рабочее осевое усиггае подачи соответственно 2,5 т.е. и 4,0 т.е. Крут щий момент, потребный дп накатки на этих станках, обеспечиваетс с достаточным запасом. Матрицы .5 и 6 могут быть вьшолнены в виде тонкостенных колеи, неподвижно закрепл емых в бандажах, которые ус танавливаютс на подшипниках качени . В свою очередь, тонкостенное кольцо с внутренними формообразующими зубь ми может быть выполнено в виде совокупности отдельных сегментов. Изображенный на фиг. 1 формообразующий профиль матрицы 5 и 6 и вапков 7 и 8 выполнен с целью уменьшени радиальных .усилий накат ки и перенаклепа эпадин накатываемого 6 , завис щих от дпнтш формирун ишх зубьев. Однако при накатке прюфилей с модулем т-1 мм возможно изготовление непрерывных формирующих зубьев. Технологи обработки зубьев матриц 5 и 6 аналогична технологии изготовлени кольцевых прот жек дл обработ.ки наружных зубчатых профилей. Обработка заходных и обратных участков зубьев матрицы ведетс по специальной технологии . Устройство рабо1 ает следующим образом . Заготовки 13 устанавшгеают в подпружиненных опорных центрах 14 и 15, -Затем дополнительный корпус 2 перемещают по колонкам 3 до момента врезани заготовок в заходные участки зубьев матриц 5 и 6 и зубчатых валков 7 и 8 на величину 0,5-1,0 мм (в зависимости от модул накатываемого профил , марки, стали и конфигурации торцов заготовки. При этом зубь торцовой насечки синхронизирующих щестерен 9 и 10 врезаютс в торцы заготовок 13 дл обеспече т в процессе последующей накатки четко синхронного вращени заготовок 13 и синхронизирующих щестерен 9 и 1О. Затем включаетс вращение зубчатого валка 7 и осева подача дополнительного корпуса 2. При этом вращение зубчатого валка 7 передаетс заготовкам 13 и через синхронизирующие щестерни 9 матрице 5. От заготовок 13 вращение передаетс через синхронизирующие щестерни 1О зубчатому валку 8 и матрице 6 основного корпуса 1. Происходит накатывание заготовок 13с обеих сторон до тех пор, пока синхронизирующие щестерни 9 и 10 не встанут на упоры 21 и 22, после чего включаетс обратна подача, т е. отвод дополнительного корпуса 2; В зависимости от способа вывода заготовок из зон накатки (с вращением или без вращени ) вращение зубчатого валка 7 соответственно продолжаетс или отключаетс при включении обратной осевой подачи. При этом пружины 11 и 12, толка щестерни 9 и 1О, выталкивают заготовки 13 из зон накатки основного 1 и дополнительного 2 корпусов в исходное положение . Затем заготовки снимаютс с опорных центров 14 и 15. Цикл окончен. В случае необходимости накатки зубчатого профил на одном конце детали, например типа фланцевого .вала (см. фиг.2).ON THE FORESTS PI often require more time than the knurling process itself. In addition, in devices that work with two or more toothed rolls, in the event of a breakdown of the teeth of one of the toothed rolls, the whole set of rolls usually fails, since the broken fragments of the damaged toothed roll are carried away by the rotating workpiece and break the teeth of the other rolls. Thus, the durability of the entire set of toothed rolls is small. The tooth of the rolling tool in the form of toothed rolls is inferior in strength to the tooth of the rolling tools in the form of slats or segments with a concave toothed profile. In addition, in these devices it is very difficult to combine operational reliability, ease of maintenance and a trs-buoy. the stiffness of the support nodes of rotation of the rolls. 39 dp to ensure the required rigidity gear vapki designed two-bearing, which greatly complicates the shift tool. In the case of a cantilever gear vapkov, the tool change is simple, but the required stiffness of the roller supports is usually insufficient. When rolling profiles with round toothed rollers, it is difficult to ensure the required accuracy of the profile along the length of the common normal, which is largely due to the mechanics of plastic deformation. It is also known a device dp for rolling in gear profiles on shafts, containing a toolbox mounted in a housing, made in the form of an annular die with internal shaping teeth and coaxially mounted in the matrix of a toothed roll C installed. , since it allows processing only one workpiece, its technological capabilities are limited, which do not allow rolling gear teeth on shafts. In addition, the workpiece in the knurling process is not centered, unsupervised, which leads to a significant decrease in the accuracy of the rolled profi55 and parameters such as tooth straightness, radial runout, etc. In addition, during the knurling process, the outer and inner tools experience an unbalanced asymmetrical loading circuit. The aim of the invention is to increase productivity, roll quality, tool life and tool life. The goal is achieved by the fact that a device for rolling in serrated profiles on shafts containing a tool kit installed in a housing, made in the form of an annular matrix having lead-in sections with an internal shaping teeth and an inner coaxial matrix of a toothed roller that is rotatably mounted, has an additional housing and an additional a set of tools placed in an additional case mirror-wise relative to the main set of tools with the possibility of axial movement in the main set of tools and the system is biased GOVERNMENTAL centers installed in the primary and secondary housings 74 for uniformly okruzhnsyuti coaxially to one another, wherein the annular matrix ustanovpeny rotatably. FIG. 1 depicts the proposed device dp knurling the splines of the torsion shafts on both sides (the movements of the workpiece and tools are indicated); in fig. 2 .- version of the device for rolling the toothed sections of flange shafts on one side. The device includes two enclosures - (xznovnoy 1 and additional 2. Additional enclosure 2 is made with the possibility of mixing on columns 3, BepxiiHe the ends of which are fixed in traverse 4, and the lower ones are installed in the main case 1. Inside enclosures 1 and 2 are installed rotatably on radial-thrust bearings, rings 1e tools are 5 to 6 matrices with an internal forming profile, and coaxially toothed rollers 7 and 8 with an external forming gear profile. Matrices 5 and 6 are kinematically connected with gear vapki 7 and 8 By means of synchronizing gears 9 and lOj, the last pairs are coaxially in pairs, made in conjunction with springs 11 and 12 with the possibility of rotation and drowning of housings without interfering with dies 5 and 6 and rollers 7 and 8. In turn, synchronizing gears 9 and 10 are The front ends have a notch of a type-mouse tooth for fixed adhesion to the workpieces 13 during knurling and are equipped with floating support centers 14 and 15 for centering the rolled workpieces 13 ,, The toothed roller 7 of the movable additional body 2 is fixedly fixed on a shaft 16 formed with a shank 17 to provide a drive rotation of the roll 7 from the spindle 18 of the base machine, for example, a vertical drilling machine. The toothed roller 8 of the main body 1 is fixedly mounted on the shaft 19, which is passively rotatable in the bearings 20. The housings 1 and 2 are equipped with adjustable stops 21. W 22 to limit the depth of the groove depending on the length of the rolling section 23 of the workpiece 13, synchronizing gears 9 and 1O. The springs 11 and 12 are designed to return the synchronizing gears 9 and 1O to their original position and, mainly, 50 To push the knurled knives out of the knurling zones of bodies 1 and 2. The total axial force of the drive P of the additional body 2 is calculated using simple formulas (P 4 p) OS V BblT OS / 1 P - P - k & LT - k O, 3 - when the ejected workpiece rotates (experimental data); To 1.35 - without rotation, the workpiece is ejected (experimental data); where g is the number of blanks simultaneously rolled (independently from one or two ends); BblT is the force required to push one knurled head of the workpiece RD (-. - axial feed force required to roll the profile of one head of the workpiece with two forming rollers; And is the force ratio of pushing the knurled head of the workpiece depending on the method of pushing out (without rotation or with rotation) Example: When rolling a single splined shaft of steel shaft 45 (gg1; 8mm Z 40) axial force to deliver OO to Axial drive force required while simultaneously rolling ten blanks (independently from one or from two sides) from the ejector without them, rotation will be P. (100 / 2.35 + 100) 2350 kGs, i.e., according to the required axial force for giving, the device can be used under the profile profile, similar to the example in upgrading machine tools 2Н15О and 2170 , developing a working axial feed feed, respectively, 2.5 i.e. and 4.0, i.e., the twisting moment required for knurling on these machines is provided with a sufficient margin. Matrices .5 and 6 can be performed in the form of thin-walled gauges fixedly mounted in bands that are mounted on rolling bearings . In turn, a thin-walled ring with internal forming teeth can be made as a set of separate segments. Depicted in FIG. 1, the shaping profile of the matrix 5 and 6 and the wapes 7 and 8 are made with the aim of reducing the radial force of rolling and re-hitting the backs of the rolls 6, depending on the shape of the forming teeth. However, when knurling a core with a module of t-1 mm, it is possible to manufacture continuous forming teeth. The technology of machining the teeth of dies 5 and 6 is similar to the technology of manufacturing annular tips for machining external gear profiles. The processing of the lead-in and reverse tooth teeth sections is carried out using a special technology. The device works as follows. The blanks 13 are installed in the spring-loaded support centers 14 and 15, Then the additional body 2 is moved in columns 3 until the insertion of the blanks in the lead-in sections of the teeth of the dies 5 and 6 and the toothed rolls 7 and 8 by 0.5-1.0 mm ( depending on the module roll profile, grade, steel, and the configuration of the ends of the workpiece.The teeth of the notch of the synchronizing gear 9 and 10 cut into the ends of the workpiece 13 to ensure accurate synchronous rotation of the workpiece 13 and the synchronizing gear of the 9 and 1 O during the subsequent rolling. This includes the rotation of the toothed roller 7 and the axial feed of the additional body 2. In this case, the rotation of the toothed roller 7 is transmitted to the workpieces 13 and through the synchronizing pinions 9 of the matrix 5. From the workpieces 13, the rotation is transmitted through the synchronizing pinbars 1O to the toothed roller 8 and the matrix 6 of the main body 1. Occurs rolling the workpieces 13c on both sides until the synchronizing jaws 9 and 10 engage the stops 21 and 22, after which the reverse feed starts, i.e., retraction of the additional body 2; Depending on the method of withdrawing the blanks from the knurling zones (with or without rotation), the rotation of the toothed roller 7 is respectively continued or deactivated when the reverse axial feed is activated. In this case, the springs 11 and 12, the push of the pinion 9 and 1O, push the blanks 13 out of the knurling zones of the main 1 and additional 2 bodies to the initial position. Then the blanks are removed from the support centers 14 and 15. The cycle is over. If necessary, knurling gear profile at one end of the part, for example, the type of flange shaft (see figure 2).

705705

синхронизирующие шестерни Ю основного корпуса 1 фиксируютс неподвижно в осевом направпении (путем сн ти пружин 12 и замены упоров 22), а матрица : и зубчатый вапок 8 снимаютс во избежание излишнего износа от вращени в паре с синхронизирующими шестерн ми ТО. Неподвижна система опорных центров обеспечивает простоту и надежность конструкции предлагаемого устройства. Дл повышени надежности и уменьшени габаритов возможно применение вместо пружин и и 12 гидроци ЛИНД ров.the synchronizing gears of the main body 1 are fixed in the axial direction (by removing the springs 12 and replacing the stops 22), and the matrix: and the toothed wap 8 are removed to avoid excessive wear from rotation paired with the synchronizing gears TO. The fixed system of support centers ensures the simplicity and reliability of the design of the proposed device. In order to increase reliability and reduce overall dimensions, it is possible to use instead of springs and 12 hydrocy LINDER.

Устройство может быть пегко реализовано при целевой модернизации универсапь ных метаплорежуших станков, напримервертйкапьно-сверлипъных , токарных и специализированных агрегатных станков.The device can be easily implemented with the targeted modernization of multi-station meta-machine tools, for example, a screwdriver, turning and specialized aggregate machine tools.

Изобретение позвопит резко повысить производительность процесса зубообработки и высвободить большое количество зубообрабатывающего оборудовани и производственных , ппошйдей; повысить стоит кость зубообрабатывающего инструмента и снизить затраты на него; повысить качество накатываемого профил ; снизит стоимость зубообработки; пегко автоматизировать процесс накатки; широко и быстро внедр ть прогрессивный процесс зубонакатки путем модеризашш универсального оборудовани вместо создани специальных станков.The invention allows to dramatically improve the productivity of the process of processing and release a large number of gear processing equipment and production facilities; increase the cost of the bone cutting tool and reduce the cost of it; improve the quality of the rolled profile; reduce the cost of tooth processing; Easy to automate the knurling process; widely and quickly implement the progressive gear roll process by moderating universal equipment instead of creating special machines.

7878

Ф ормула изобретени Formula of invention

Устройство дл накатки зубчатых профилей на валах, содержащее установпенный в корпусе комплект инструментов, выполненный в виде имеющей заходные участки кольцевой матрицы с внутренними формообразующими зубь ми и коаксисально размещенного в матрице зубчатого вапка, установленного с возможностью вращени , отличающеес тем, что, с целью повышени производительности , качества накатки и стойкости инструмента , оно снабжено дополнительным корпусом и дополнительньп комплектом инструментов, размещенным в дополнительном корпусе зеркально относительно основного комплекта инструментов с возможностью осевого перемещени в направлении основного комплекта инструментов, и системой подпружиненных центров, установленных в основном и дополнительном корпусах равномерно по окружности соосно один другому, при этом кольцевые матриц:ы установлены с возможностью вращени .A device for rolling in gear profiles on shafts, containing a toolbox installed in the housing, made in the form of an annular matrix with lead-in areas with internal shaping teeth and coaxially mounted in the matrix toothed wapka, which is installed with a view to increasing productivity quality of knurling and durability of the tool, it is equipped with an additional body and an additional tool kit placed in the additional body of mirrors but with respect to the main set of tools for axial movement in the direction of the main set of tools, and a system of spring-loaded center installed in the primary and secondary housings uniformly circumferentially coaxially to one another, wherein the annular arrays: s are rotatably mounted.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство/СССР1. Authors certificate / USSR

№ 663470, кл. В 21 Н 5/02,08.07.77No. 663470, cl. B 21 N 5 / 02.08.07.77

2.Авто1х:кое свидетельство СССР2. Avto1kh: some evidence of the USSR

№ 640804, кл, В 21 Н 5/00,15.03.76 (прототип).No. 640804, class, B 21 H 5 / 00.15.03.76 (prototype).

0l/2.f0l / 2.f

cLcL

гg

пщп гpshp g

1 rfrrti1 rfrrti

ГЛGL

././

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION Device for knurling gear profiles on shafts, comprising a tool kit installed in the housing, made in the form of an annular matrix having inlet sections with internal forming teeth and a gear roller coaxially mounted in the matrix, mounted for rotation, characterized in that, in order to increase productivity, quality of knurling and tool life, it is equipped with an additional case and an additional set of tools placed in an additional ohm mirror housing relative to the main set of tools for axial displacement in the direction of the main set of tools, and a system of spring-loaded center installed in the primary and secondary housings uniformly circumferentially coaxially to one another, wherein the annular matrix mounted vozmozhnos25 Tew rotation.