Станок для холодного накатывания зубчатых профилей Советский патент 1992 года по МПК B21H5/02 

Изобретение относится к холодной обработке металлов давлением и может быть использовано для накатывания венцов зубчатых колес, прямобочных и эвольвентных шлицев и других профилей на валах в автомобильной, авиационной, станкостроительной промышленностях, в производстве сельскохозяйственных машин и т.д.

Известна конструкция станка для холодного накатывания шлицев, содержащего станину, переднюю бабку с силовым цилиндром осевого подшипника изделия и передним центром, заднюю бабку с шпинделем изделия, зажимным приспособлением и задним центром, установленные на станине направляющие продольного перемещения задней бабки, привод главного движения, кинематически связанный с шпинделями вращения инструмента и шпинделем изделия, и механизм продольного перемещения задней бабки по направляющим.

Недостатком конструкции является ухудшение качества накатываемого зубчатого профиля изделия вследствие смещения пространственного положения оси центров станка, а вместе с ней и оси изделия от действия в процессе накатки неуравновешенных моментных силовых нагрузок.

ел о

00

ю ел

Целью изобретения является повышение жесткости станка, что позволяет улучшить качество получаемых зубчатых профилей...

Поставленная цель достигается тем, что известный станок для холодного накатывания зубчатых профилей, содержащий станину, винтовой механизм и направляющие продольного перемещения задней бабки, привод, связанный посредством зубчатых и шлицевой передач со шпинделем вращения инструмента и изделия, переднюю бабку, имеющую корпус, внутри которого размещен силовой цилиндр осевого прижима изделия, снабжен дополнительными на- правляющими, выполненными с вертикальными опорными поверхностями и размещенными между основными направляющими, а на корпусе передней бабки установлен привод, выходной вал которого совместно с зубчатыми колесами и шлице- вым валом передачи вращения шпинделя изделия, а также ходовой винт механизма продольного перемещения задней бабки расположены в одной вертикальной плоскости, проходящей через ось центров, при этом одно из зубчатых колес передачи вращения шпинделя изделия выполнено с виде зубчатого венца, концентрично установленного с помощью подшипников на гильзе силового цилиндра осевого поджима изделия, а ось шлицевого вала расположена в зоне вертикальных опорных поверхностей дополнительных направляющих.

Ходовой винт привода продольного перемещения задней бабки размещен в одной вертикальной плоскости с осью центров станка и симметричного расположения относительно этой плоскости дополнительных направляющих продольного перемещения задней бабки. При этом осевая составляющая усилия деформации изделия, усилие подачи и суммарное усилие сопротивления в направляющих действуют в одной вертикальной плоскости и не вызывают горизонтального разворота задней бабки, что позволяет получить повышенную жесткость станка.

На фиг.1 показана кинематическая схема станка; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Станок содержит станину 1 с размещенной на ней передней бабкой 2, направляющими с горизонтальными 3 и вертикальными 4 опора ми поверхностями продольного перемещения задней бабки 5.

В корпусе передней бабки 2 смонтированы силовой цилиндр б осевого поджима изделия 7, шпиндели 8 и 9 с накатным инструментом 10 и силовые цилиндры 11 радиальной подачи рабочих шпинделей.

Направляющие 3 и А продольного перемещения снабжены механизмами 12 и 13 компенсации износа и неточностей изготовления, например клиновыми.

При этом для направляющей 3 клин 12

установлен между самой направляющей и опорной горизонтальной поверхностью задней бабки 5 и с помощью элементов крепления и регулировки (не показаны) фик0 сируется на корпусе задней бабки с возмож- ностью продольного регулировочного перемещения, что позволяет перемещать корпус задней бабки в вертикальном направлении, добиваясь соосности заднего

5 центра с передним в вертикальной плоскости.

Для направляющей А клин 13 установлен между самой направляющей и опорной вертикальной поверхностью станины 1 и с

0 помощью элементов крепления и регули- ровки(не показаны)фиксируется настанине с возможностью продольного регулировочного перемещения, что обеспечивает перемещение направляющей планки 4 в го5 ризонтальном направлении.

Это обстоятельство позволяет при погрешностях изготовления и эксплуатации станка обеспечить соосность заднего центра станка с передним е горизонтальной пло0 скости.

Снабжение направляющих продольного перемещения задней бабки механизмами компенсации износа и неточностей изготовления позволяет при изготовлении

5 станка расширить поля допусков на элементы направляющих и снизить ремонтную сложность станка, поскольку нарушение соосности переднего и заднего центров вследствие износа рабочих поверхностей

0 направляющих компенсируется не их восстановлением, а регулировками.

В корпусе задней бабки смонтирован шпиндель изделия 14, на котором закреплены механизм зажима, состоящий из зажим5 ного патрона 15 и силового цилиндра 16 привода его кулачков и зубчатое колесо 17 привода вращения шпинделя.

Зубчатое колесо 17 находится в зацеплении с зубчатым колесом 18, закреплен0 ным на шлицевой втулке 19 шлицевого вала 20. В корпусе задней бабки смонтирована гайка 21 механизма привода продольного ее перемещения, состоящего из гидромотора 22, редуктора 23 и ходового винта 24.

5 На корпусе передней бабки 2 смонтирован привод главного движения, состоящий из приводных двигателей 25 и силового редуктора 26 с двумя вертикальными выходными валами 27 и 28 и одним горизонтальным валом 29. Выходные валы 27 и 28

синхронизированы во вращении зубчатыми колесами 30 и 31 и через шарнирные валы 32.33 соединены с рабочими шпинделями 8 и 9.

На горизонтальном выходном 29 и про- межуточном 34 валах редуктора смонтированы зубчатые колеса 35 и 36 механизма деления. Промежуточный вал 34 посредством зубчатых колес 38, 39 и 40 соединен со шлицевым валом 20. Зубчатое колесо 39 с помощью подшипников 41 концентрично установлено на корпусе силового цилиндра 6.

Оси валов 29 и 34, ось силового цилиндра 6, ось ходового винта 24 и ось шлицево- го вала 20 лежат в одной вертикальной плоскости, проходящей через ось центров 42 и 43 станка.

Такое конструктивное решение позволяет получить наиболее короткую кинемати- ческую цепь от выходного вала 29 редуктора главного привода до шлицевого вала 20 кинематической цепи вращения шпинделя изделия 14 и тем самым повысить жесткость станка.

Направляющие 4 установлены в одном высоком уровне с шлицевым валом 20 и симметрично относительно оси ходового винта 24.

Станок работает следующим образом.

Все механизмы станка находятся в исходном положении. Изделие 7 с помощью средств автоматизации подается в зону загрузки на ось центров станка. Срабатывает силовой цилиндр 6 и перемещает передний центр 42 в крайнее переднее положение.

Включается гидромотор 22 и через редуктор 23, винт 24 и гайку 21 начинает на быстром ходу перемещать заднюю бабку 5 до касания заднего центра 43 с изделием. Происходит фиксация изделия в центрах и посредством цилиндра 16 его зажим в патроне 15,

Продолжающимся перемещением задней бабки изделие вводится на нужную величину в рабочую зону между накатными шпинделями 8, 9 после чего перемещение задней бабки прекращается.

При этом включаются двигатели 25 привода главного движения и через выходные валы 27 и 28 и шарнирные валы 32 и 33 получают вращение рабочие шпиндели 8 и 9 с накатными роликами 10, которые имеют возможность совершать планетарное вращение вокруг осей рабочих шпинделей,

Одновременно от выходного вала 29 редуктора привода 26 через зубчатые колеса 35-40, шлицевой вал 20, шлицевую втулку 19 и зубчатую пару 18 и М получает вращение шпиндель изделия 14, а вместе с ним

через зажимной патрон 15 начинает вращаться изделие с таким расчетом, что оно поворачивается на один угловой шаг за время одного полного оборота накатного ролика вокруг оси соответствующего шпинделя 8 и 9.

Далее срабатывает механизм 11 радиальной подачи шпинделей 8 и 9 и последние на рабочей подаче синхронно начинают перемещение в сторону изделия. Происходит врезание накатных роликов во вращающееся, но неподвижное в бсевом направлении изделие.

Процесс сведения накатных шпинделей продолжается до врезания накатных роликов в изделие на полную глубину накатываемого профиля на той части заготовки, с которой начинается обработка.

При достижении полного врезания гидромотор 22 включается на перемещение задней бабки на рабочей подаче в обратном направлении. При этом осуществляется накатка зубчатого профиля по длине изделия.

Симметричное расположение направляющих продольного перемещения и оси ходового винта относительно оси центров станка позволяет получить силовую схему станка, при которой в процессе накатки осевая составляющая от усилий деформации изделия и усилие его продольной подачи действует в одной вертикальной плоскости и не вызывает разворота корпуса задней бабки, а вместе с ней и оси изделия в горизонтальной плоскости.

Кроме того, установка зубчатого колеса 39 на корпусе силового цилиндра 6 позволяет получить наиболее короткую кинематическую цепь от редуктора 26 к шпинделю 14.

Все это позволяет обеспечить наилучшее качество обработки изделий.

После накатки зубчатого профиля на нужной длине изделия гидромо тор 22 переключается не быстрый отвод задней бабки до положения разгрузки станка, двигатели главного привода выключаются, а рабочие шпиндели равзодятся до исходного положения.

При остановке задней бабки в положение разгрузки станка осуществляется разжим изделия в патроне 15 и оно фиксируется элементами средств загрузки.

Передний центр 42 отводится от изделия, задняя бабка на быстром ходу отводится в исходное положение.

Изделие средствами автоматизации снимается со станка. Станок готов к пово ротному циклу.

В результате выполнения станка с предложенным размещением направляю щих и ходового винта механизма перемеще

ния задней бабки, а также элементов кинематической цепи станка достигается высокая его жесткость и исключается смещение пространственного положения оси центров станка с обрабатываемым изделием от действия силовых факторов, возникающих в процессе накатки зубчатого профиля. Тем самым обеспечивается высокое качество обработки изделий.

Формула изобретения Станок для холодного накатывания зубчатых профилей, содержащий станину, винтовой механизм и направляющие продольного перемещения задней бабки, привод, связанный посредством зубчатых и шлицевой передач со шпинделями вращения инструмента и изделия, переднюю бабку, имеющую корпус, внутри которого размещен силовой цилиндр осевого поджима изделия, отличающийся тем, что. с

целью повышения жесткости станка, он снабжен дополнительными направляющими, выполненными с вертикальными опорными поверхностями и размещенными

между основными направляющими, а на корпусе передней бабки установлен привод, выходной вал которого совмести о с зубчатыми колесами и шлицевым валом передачи вращения шпинделя изделия, и

ходовой винт механизма продольного пере-, мещения задней бабки расположены в одной вертикальной плоскости, проходящей через ось центров станка, при этом одно из зубчатых колес передачи вращения шпинделя изделия выполнено в виде зубчатого венца, концентрично установленного с помощью подшипников на гильзе силового цилиндра осевого поджима изделия, а ось шлицевого вала расположена в зоне вертикальных опорных поверхностей дополнительных направляющих.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для накатки венцов зубчатых колес, эвольвентных шлицев и других профилей на валах для автомобильной авиационной и строительной промышленности. На станине 1 станка размещены передняя бабка 2, направляющие с горизонтальными 3 и вертикальными 4 опорными поверхностями продольного перемещения задней балки 5. В корпусе передней бабки смонтированы силовой цилиндр 6 осевого поджима изделия 7, шпиндели 8, 9 с накатным инструментом 10 и силовые цилиндры 11 радиальной подачи рабочих шпинделей. Изделие 7 с помощью средств автоматизации подается в зону загрузки на ось центров станка. Срабатывает силовой цилиндр 6 и вводит передний центр станка в центровое отверстие изделия. Затем перемещением задней бабки 5 задний центр станка вводится во второе центровое отверстие изделия. Происходит фиксация изделия в центрах и посредством цилиндра 16 его зажим в патроне 15. Дальнейшим перемещением изделия 7 задней бабкой 5 оно вводится в рабочую зону между накатными шпилделями 8fQ с накатными роликами 10, которые имеют возможность совершать планетарное вращение вокруг осей рабочих шпинделей. В процессе накатки осевая составляющая от усилий деформации изделия и усилия его продольной подачи действуют в одной вертикальной плоскости, что исключает разворот корпуса задней бабки. 2 ил. (/ С

&L9.1

Вид А

.ё