Устройство для обкатки цилиндрических изделий Советский патент 1992 года по МПК B21H1/00 B21D51/00 

Устройство относится к обработке металлов без снятия стружки и может быть использовано в автомобильной и тракторной промышленности

Известно устройство, содержащее накатной ролик, установленный на два опорных ролика, консольно смонтированных в корпусе с возможностью вращения, для исключения самоподачи накатного ролика, оси опорных роликов наклонены к оси накатного ролика на угол 0°30-1°.

Указанное устройство за счет двух опорных роликов, установленных в корпусе, создаются условия исключения самоподачи накатного ролика, что позволяет достичь надежность работы механизма, но контактное

взаимодействие опорных и накатного ролика снижает стойкость инструмента и не позволяет достичь равномерного износа накатного ролика Кроме того, разворот осей опорных роликов относительно оси накатного ролика снижает точность получения размеров деталей типа валов,

Известны устройства и способы для ротационной обработки путем деформирования вращающейся цилиндрической заготовки перемещающимися в осевом направлении давильными элементами, где перед давильными элементами (накатными роликами) устанавливаются стержни перпендикулярно поверхности заготовки с последующим охлаждением

Устройство и способ не дает возможность повысить стойкость накатных роликов, так как стержни при трении о поверхность заготовки нагреваются, нагревается накатываемая поверхность и накат- ные ролики, что приводит к снижению стойкости инструмента.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для упрочнения валов обкаткой, выполненное в виде голо- вки с накатными роликами, жестко укрепленные на пальцах, связанных с гидроцилиндрами и друг с другом при помощи рейки и шестерен, кроме того устройство снабжено механизмом наращивания давления.

Однако устройство не дает возможность повысить качество получаемых изделий и стойкость инструмента, так как конструктивные элементы устройства пред- назначены для исключения перенаклепа поверхности детапей в начале обкатки и при переходе на обкатку галтелей.

Целью настоящего изобретения является повышение качества получаемых изде- лий и стойкости инструмента.

Для достижения поставленной цели устройство для обкатки цилиндрических изделий содержащее установленные в станине с возможностью свободного вращения и воз- вратно-поступательного перемещения накатные ролики и центры, снабжено механизмом равномерного распределения нагрузки по всей поверхности контакта ролика с обрабатываемой поверхностью зато- товки, выполненным в виде размещенных в корпусе втулки, подшипника, закрепленного на втулке и корпусе, кронштейна, установленного на втулке с возможностью перемещения перпендикулярно ее оси, сменного щупа, закрепленного на кронштейне и жестко закрепленного в корпусе фланца с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с торцом втулки.

Повышение качества изделий стойкость инструмента обеспечивается путем равномерного распределения нагрузки на все поверхности контакта ролика с поверхностью обработки цилиндрической детали.

В процессе обкатки цилиндрической поверхности детали рабочая поверхность накатных роликов претерпевает, связанные с износом, изменения, причиной которых является неоднородность обрабатываемого материала, различная твердость поверхности ролика и детали, отклонения от точности получаемых размеров и т.д. Кроме того, при перемещении поверхности накатного ролика по поверхности детали трудно обеспечить равномерность распределения нагрузки по всей контактируемой поверхности ролика, так как длина окружности ролика не совпадает с длиной окружности обрабатываемой детали, что приводит к интенсивному изнашиванию отдельных участков поверхности накатного ролика. Таким образом, необходимо достичь изменения рабочей длины окружности накатного ролика и соответственно выравнивания интенсивности износа по всей поверхности ролика. Устройство позволяет проворачивать накатные ролики на 1/3 длины окружности обрабатываемой детали, что обеспечивает равномерную нагрузку и равномерный износ по всей поверхности ролика, а значит и повышение стойкости инструмента.

На фиг.1 представлена конструкция устройства; на фиг 2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - схема действия устройства с накатными роликами и закрепление детали; на фиг.4 - вид Накатного механизма с накатными роликами и сменным щупом; на фиг.5 - сменный щуп и следы движения накатных роликов (пунктирные линии), вид сверху; на фиг.6 - то же, вид сбоку.

Устройство (фиг 1 и фиг.2, вид по стрелке А) состоит из корпуса 1, который имеет подшипник 2, с запрессованной в него втулкой 3. Втулка 3 имеет регулируемый кронштейн 4 со сменным щупом 5, крепление которых осуществляется резьбовой заглушкой б и болтом 7.

В корпус 1 с другой стороны запрессован фланец 8, имеющий фиксатор 9 и пружину 10. Для крепления корпус 1 имеет четыре отверстия 11. Деталь 12 (фиг.З) устанавливается одним концом в патрон 13, с другой стороны поджимается центром 14, вставленного в пиноль 15. Корпус 1 крепится к неподвижной стойке 16 болтами 17 и устанавливается на направляющие 18 станка. Механизм подачи накатных роликов 19 представляет собой гидравлическое устройство 20 (фиг.З и 4) с тремя равнорасположен- ными по окружности роликами, который перемещается по направляющим 18 станка.

Устройство работает следующим образом.

Деталь 12 крепится в патроне 13 и поджимается центром 14 (фиг.З). После включения станка накатное гидравлическое устройство 20 совершает возвратно-поступательное движение по направляющим станка, как указано стрелками. Длина хода lo накатного устройства 20 регулируется гидравлической системой станка. При подходе накатного устройства 20 к корпусу 1, накатной ролик 19 накатывается на щуп 5 и прижимает его к поверхности накатываемой

детали 12, в результате чего, щуп 5 осуществляет полный оборот вокруг оси детали с помощью подшипника 2 и втулки 3 (фиг.1) и устанавливается в исходное положение при обратном направлении движения накатно- го устройства 20. Фиксирование первоначального положения осуществляется фланцем 8, фиксатором 9 и пружиной 10 (фиг.1). Рабочий цикл предлагаемого устройства повторяется после каждого подхо- да накатного устройства 20 к заднему центру 14, где происходит накатывание ролика 19 на щуп 5. При движении накатного устройства 20 слева направо (по стрелке фиг.З) накатной ролик 19 подходит к точке А щупа 5 и движется по пунктирной линии от А до Б (фиг.5), проворачиваясь на величину 1/3 L (где L - длина окружности детали, имеющая диаметр Од), после выхода накатного ролика 19 из точки Б, второй ролик 19 касается точки В и движется до точки Г и до точки Б (при включении обратного хода накатного устройства, т.е. справа налево по стрелке фиг.З), третий ролик при обратном ходе касается точки В и выходит из точки Д (конец действия предлагаемого устройства). Щуп 5 является сменным и имеет диаметр детали Од, кроме того скос щупа перед точками А и Д позволяет плавно входить в зацепление с накатными роликами 19.

Повышение стойкости накатных роликов (при работе) достигается путем равномерного распределения нагрузки по всей поверхности контакта ролика с поверхностью обработки цилиндрической детали. Необходимо отметить, что и поверхность детали и инструмент по окружности имеют неодинаковую твердость, это и приводит к интенсивному неравномерному износу накатных роликов, а значит к снижению их стойкости. Для того, чтобы ликвидировать недостаток существующих установок, необходимо проворачивать (прокатывать) накатные ролики на величину 1/3 L

Предлагаемое устройство позволяет выполнить вышеизложенное требование.

Непрерывный цикл проворота накатных роликов 19 позволяет равномерно распределить нагрузку на контактируемую поверхность ролика по диаметру, что обеспечивает повышение стойкости инструмента.

Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет накатывать детали типа валов любых размеров, вести обработку с двух установок, т.е. сначала одного конца вала, затем с другого конца, что достигается перемещением предлагаемого устройства по оси детали на размер lo.

Опытные данные по стойкости накатных роликов приводятся в таблице.

В качестве исследуемых накатных роликов применялись ролики диаметром 70 из стали Р18, детали диаметром 40 и 50, длина накатываемой цилиндрической поверхности равна 1200 мм.

Формула изобретения

Устройство для обкатки цилиндрических изделий, содержащее установленные в станине с возможностью свободного вращения и возвратно-поступательного перемещения накатные ролики и центры дл фиксирования заготовки, отличающее- с я тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий и стойкости инструмента, оно снабжено механизмом равномерного распределения нагрузки по всей поверхности контакта ролика с обрабатываемой поверхностью заготовки, выполненным в виде размещенных в корпусе втулки, подшипника, закрепленного на втулке и корпусе, кронштейна, установленного на втулке с возможностью перемещения перпендикулярно ее оси, сменного щупа, закрепленного на кронштейне и жестко закрепленного в корпусе фланца с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с торцом втулки.

тп

,8 9

Использование: в автомобильной и тракторной промышленности при обкатке цилиндрических изделий типа валов. Сущность изобретения: заготовка крепится в центрах для фиксирования заготовки. Накатные ролики, свободно установленные на осях, возвратно-поступательно перемещаются по направляющим на длину хода. Устройство снабжено механизмом равномерного распределения нагрузки по всей поверхности контакта ролика с обрабатываемой поверхностью заготовки. Вышеуказанный механизм выполнен в виде размещенных в корпусе втулки, подшипника, закрепленного на втулке и корпусе, кронштейна, установленного на втулке с возможностью перемещения перпендикулярно ее оси, сменного щупа, закрепленного на кронштейне и жестко закрепленного в корпусе фланца с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с торцом втулки. При подходе накатных роликов к щупу они наезжают на щуп и каждый проворачивается на величину, равную 1/3 длины окружности детали, тем самым обеспечивая равномерное распределение нагрузки по всей поверхности контакта ролика с обрабатываемой поверхностью заготовки. 1 табл., 6 ил.

У/

У

Фиг. 2

. 3

4 б

Л в

Фиг 5

Фиг. 4

.б