Станок для холодного накатывания зубчатых профилей Советский патент 1992 года по МПК B21H5/00 B21H5/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к эборудова- нию для холодного накатывания зубчатых и шлицевых профилей методом п/ астического деформирования и может быть использовано на заводах автомобильной промышленности и других отраслях народного

хозяйства, где изготавливают зубчатые и шлицевые профили.

«-Целью изобретения является повышение качества накатываемых профилей и расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности увеличения длины обрабатываемых заготовок.

На фиг.1 показан общий вид станка; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - узел I на фиг.З (в увеличенном масштабе); на фиг.6 - узел I на фиг.4 (в увеличенном масштабе); на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.4 и 6; на фиг.8 - узел HI на фиг.4 (в увеличенном масштабе); на фиг.9 - разрез Г-Гна фиг.1; на фиг. 10-узел IV на фиг.4 (в увеличенном масштабе).

Станок для холодного накатывания зубчатых и шлицевых профилей состоит из установленного на основании 1 корпуса 2, в котором с возможностью поворота размещены два параллельных друг другу стакана

3.

В эксцентричных расточках стаканов 3 в подшипниках 4 и 5 установлены валы 6, на инструментальных концах 7 которых устгг навливаются накатные инструменты 8 и съемные опоры 9.

На других приводных концах 10 валов б установлен зубчато-рычажный механизм синхронизации 11 вращения валов б и эти концы 10 валов б посредством шарнирных муфт 12 связаны с автономными червячными приводами 13 вращения валов 6.

Съемные опоры 9 устанавливаются с возможностью взаимодействия с установленным на основании -1 узлом обеспечения режима накатывания 14.

Между инструментальными концами 7 валов б параллельно им на основании 1 установлен механизм центрирования заготовки 15, состоящий из двух подвижных в осевом направлении центров 16, общая ось которых является осью накатывания, а плоскость, проходящая через оси валов 6 и ось центров 16, является плоскостью накатывания.

Эксцентричные стаканы 3 размещены в корпусе 2 в двух опорах1передней (у инструментальных концов 7 валов б) и задней (у приводных концов 10 валов 6). Передние опоры стаканов 3 выполнены в виде двух взаимодействующих между собой конических втулок, одна из которых 17 закреплена на корпусе 2, а вторая, 18 - подвижная в осевом направлении - выполнена разрезной (цанговой) и снабжена резьбовым хвостовиком 19, на котором размещено снабженное внутренней резьбой червячное колесо 20, зафиксированное от осевого перемещения втулкой 17 и упорным подшипником 21. Колесо 20 установлено с возможностью взаимодействия с червяком 22, установленным с возможностью вращения

в подшипниках 23 и 24 корпуса 2. Втулка 18 зафиксирована от поворота штифтом 25.

Задние опоры стаканов 3 выполнены в виде двух подшипников 26, между которыми на стакане 3 жестко установлено червячное

колесо 27 с возможностью взаимодействия с другим червяком 28, аналогично червяку 22, размещенному в корпусе 2. Червячные пары 28,27 являются механизмами перемещения валов для обеспечения требуемого

расстояния между их осями.

Съемные опоры 9 выполнены в виде обоймы 29, в подшипниках 30 которой размещена втулка 31, одеваемая на две, взаимодействующие между собой конические

разрезные втулки 32 и 33, установленные на концах 7 валов б, при этом одна из них,33, установлена с возможностью осевого перемещения посредством винтовой передачи 34, 35.

В обойме 29 параллельно друг другу и перпендикулярно оси втулки 31 размещены ,три опорных регулируемых элемента. Два крайних из них выполнены в виде винтов 36 с контргайками 37 и установлены в обойме

29 с возможностью осевого перемещения посредством дифференциальной винтовой передачи 38,39.

На концах винтов 36 гайками 40 закреплены самоустанавливающиеся сухари 41.

Винты 36 зафиксированы от поворота шпонкой 42.

Центральный опорный элемент выполнен в виде закрепленной на обойме 29 шпильки 43, на которой закреплена самоустанавливающаяся цапфа 44, с поперечным пазом 45.

Узел обеспечения режима накатывания 14 представляет собой две стойки 46, жестко закрепленные на основании 1 по обеим

5 сторонам от валов 6 и связанные сверху стяжкой 47.

В каждой стойке 46 размещены два прижимных гидроцилиндра 48, а между ними размещен гидроцилиндр отжима 49. Штоки

0 50 цилиндров 48 взаимодействуют с сухарями 41 крайних опорных элементов съемных опор 9, а цапфа 51 штока 52 цилиндра 49 взаимодействует пазом 45 цапфы 44 центрального опорного элемента съемной опоры 9.

5 В стяжке 47 и в основании 1 размещены регулируемые винтовые упоры 53, взаимодействующие со шпонками 42 винтов 36 съемных опор 9.

Зубчато-рычажный механизм синхронизации вращения 11 содержит ступицы 54.

установленные на цанговых втулках 55, взаимодействующих внутренней конической поверхностью с конической поверхностью приводных концов 10 валов 6.

Втулки 55 снабжены резьбовым хвостовиком 56, на который навернута гайка 57, а на резьбовом участке конца 10 вала б навернуты гайки 58; гайки 57 и 58 предназначены для осевого перемещения втулки 55 и беззазорной фиксации ступицы 54 на валу 6.

На ступицах 54 жестко закреплены по два зубчатых колеса 59, между которыми установлены подвижные в окружном направлении зубчатые колеса 60, взаимодействующие с неподвижными колесами 59 посредством эксцентрикового пальца, соос- ные шейки 61 которого размещены в колесах 59, а эксцентричная шейка 62 - в колесе 60. На подшипниках 63 ступиц 54 уртанов- лены охватывающие зубчатые колеса 59 и 60 рычаги 64, шарнирно связанные между собой осью 65. На подшипниках 66 оси 65 установлена шестерня 67. находящаяся в зацеплении с колесами 59 и 60 обоих валов 6.

Подготовка станка к работе производится следующим образом.

При повороте пальцев 61 их эксцентричные шейки 62 смещают в окружном направлении зубчатые колеса 60, выбирая тем самым зазор в зацеплении зубчатых колес 59 и шестерни 67 механизма синхронизации 11.

После этого вращением червяков 22 и червячных колес 20 через резьбовые хвостовики 19 конические разрезные втулки 18 перемещаются в направлении к концам 7 валов 6 и освобождают передние опоры стаканов 3.

Затем вращением червяков 28 и червяч- ных колес 27 производится поворот стаканов 3 для установки требуемого межцентрового расстояния между валами 6 с последующей фиксацией стаканов 3 посредством перемещения разрезных втулок 18 в направлении к концам 10 валов 6.

После этого производится установка, выверка и фиксация на валах 6 инструментов 8. а затем установка и фиксация на валах съемных опор 9. Перед установкой съемных опор 9 поршневые полости цилиндров 48 и 49 узла обеспечения режима накатывания 14 подается давление, в результате чего штоки 50 и 52 перемещаются до упора в стойку, а винты 53 ввертываются, в стяжку 47 и основание 1 соответственно.

Установка опор 9 производится так, чтобы сухари 41 и торцы штоков 50, шпонки 42 и головки винтов 53 не касались друг друга,

а цапфы 44 поперечным пазом 45 охватывали бы цапфы 51 штоков 52.

После фиксации опор 9 на валах 6 посредством затяжки конических разрезных 5 втулок 32, 33 производится выдвижение посредством дифференциальных винтовых пар 38,39 винтов 36 с сухарями 41 до беззазорного контакта с торцами штоком 50 и фиксация винтов 36 контргайками 37.

0 Затем производится выдвижение винтов 53 до.беззазорного контакта головок винтов 53 с опорной плоскостью шпонок 42. И, наконец, давление в поршневых полостях отжим ных цилиндров 49 сбрасывает5 ся и подается в штоковые полости, в результате чего цапфа 51 штока 52 через цапфу 44 прижимает сухари 4 Т к торцам штоков 50 прижимных цилиндров 48, давление в их поршневых полостях остается мак0 симальным.

После этого станок готов к работе. Работа станка осуществляется следующим образом.

Заготовка 15 устанавливается в центрах

5 16, включается вращение валов 6 с инструментами 8 и производится накатывание зубчатого профиля на заготовке 15 за один оборот валов 6. После этого центры 16 разжимаются и освобождают готовую деталь.

0 В процессе накатывания после формообразования зубьев на заготовке 15 и калибрования их давление в поршневых полостях прижимных цилиндров 48 плавно снижается при сохранении максимального давления

5 в штоковых полостях отжимных цилиндров 49, в результате чего отжимное усилие на штоках 52 цилиндров 49 становится больше, чем суммарное прижимное усилие на штоках 50 цилиндров 48, и концы 7 валов 6

0 посредством съемных опор 9 изгибаются на определенную расчетную величину. Происходит контролируемое угловое перемещение концов 7 валов 6 с инструментами 8 в плоскости накатывания в направлении, про5 тивоположном оси накатывания, что обеспечивает режим плавного снижения контактных напряжений при накатывании зубчатых профилей.

Снабжение узла обеспечения режима

0 накатываний 14 станка двумя дополнительными прижимными гидроцилиндрами и раз- мещение между основными и дополнительными прижимными цилиндрами двух отжимных гидроцилиндров 49, а

5 также снабжение дополнительными регулируемыми упорами 53 обеспечивает контро- лируемре угловое перемещение концов 7 валов 6 с инструментами 8 строго в плоскости накатывания, что, в свою очередь, обеспечивает контролируемые режимы

калибрования накатываемых зубьев и снижения нЪ пряЛенЧйТгПрй Выхода tfc Зацепления зубьев инструментов .8 и накатанных зубьев, следовательно повышает точность и качество их.

Одностороннее размещение на съем ных опорах 9 опорных регулируемых элементов позволяет освободить зону между опорами 9, что, в свою очередь, облегчает обслуживание рабочей зоны, а также позволяет разместить один из центров 16 между опорами 9, что расширяет технологические возможности станка за счет возможности увеличения длины обрабатываемой заготовки

Снабжение станка разрезными коническими и цанговыми втулками 18, 32, 33 и 55 обеспечивает беззазорное соединение стаканов 3 с корпусом 2 и валов б со съемными опорами 9 и зубчато-рычажный механизмом синхронизации 11 соответственно, что, в свою оче рёдь7таШё п6МшЗё т жёсткость и точность станка, а следовательно и точность накатывания.

Предлагаемый станок, по сравнению с базовым, позволяет повысить точность и качество накатываемых профилей а также обрабатывать как заготовки увеличенной длины, так и той же длины, что и на базовом объекте. Это позволяет расширить технологические возможности станка.

Формула изобретения 1. Станок для холодного накатывания зубчатых профилей, содержащий основание с установленным на нем корпусом, накатные инструменты, установленные на концах двух параллельных валов, смонтированных в подшипниках эксцентричных стаканов механизмов перемещения валов, выполненных с зубчатыми венцами и установленных с возможностью поворота в корпусе, пр ичбм задние опоры эксцентричных стака- нбв; размещенные у приводных концов валов, установлены в подшипниках, узел обеспечения режима накатывания, выполненный в виде двух основных соосно установленных в корпусе прижимных гидроцилиндров для углового перемещения валов в плоскости накатывания в направлении к оси накатывания, две съемные опоры, размещенные с возможностью вращения на концах валов, выполненные каждая стремя опорными регулируемыми элементами, один из которых размещен на опоре с возможностью взаимодействия с одним мз основных гидроцилиндров узла обеспечения 1 режима накатывания, зубчато-рычажный механизм синхронизации вращения валов, выполненный в виде ступиц, установленных

с возможностью взаимодействия с приводными концами валов, размещенных на ступицах двух пар основных зубчатых колес, одно из которых в каждой паре связано со

ступицей жестко, а другое - с возможностью поворота и фиксации относительно оси вала, охватывающих концы валов и зубчатые колеса двух пар рычагов, связанных между собой осью, на которой с возможностью

0 вращения и взаимодействия с обеими парами зубчатых колес установлена шестерня, приводы вращения валов и механизм центрирования заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества валов

5 за счет повышения качества накатываемых зубчатых профилей путем повышения жесткости станка и расширения технологических возможностей за счет обработки шлицевых профилей и увеличения длины обрабатыва0 емых заготовок, он снабжен двумя дополнительными прижимными гидроцилиндрами для углового перемещения концов валов в направлении к оси накатывания, установ- ленными соосно в узле обеспечения режима

5 накатывания, двумя отжимными гидроцилиндрами для углового перемещения концов валов в направлении, противоположном оси накатывания, размещенными соосно в корпусе между основны0 ми и дополнительными прижимными гидроцилиндрами, и дополнительными, регулируемыми опорами, установленными с возможностью взаимодействия со съемными опорами в направлении, перпендикуляр5 ном плоскости накатывания, каждыйвторой опорный регулируемый элемент размещен с возможностью взаимодействия с дополни- тельным прижимным гидроцилиндром, каждый третий опорный элемент - с

0 возможностью взаимодействия с отжимным гидроцилиндром, при этом корпус выполнен с коническими поверхностями, а опоры эксцентричных стаканов, размещенные у концов валов, выполнены в виде конических

5 разрезных втулок с резьбовым хвостовиком, установленных с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с упомянутыми коническими поверхностями корпуса.

0 2, Станок по п.1,отличающийся тем, он снабжен механизмом осевого перемещения разрезных конических втулок передних опор эксцентричных стаканов, выполненным в виде червячных передач,

5 червяки которых установлены с возможностью вращения в корпусе, а червячные колеса выполнены с внутренней резьбой и установлены с возможностью взаимодействия с резьбовыми хвостовиками разрезных конических втулок.

3.Станок по п.1,отличающийся тем, что зубчатые венцы эксцентричных стаканов механизмов перемещения валов выполнены в виде червячных колес, а станок снабжен червяками, установленными с возможностью вращения в корпусе и взаимодействия с червячными колесами эксцентричных стаканов.

4.Станок по п. 1,отличающийся тем, что он снабжен двумя парами разрезных втулок с коническими поверхностями, установленными на концах валов с возможностью взаимодействия между собой, при этом одна из втулок каждой пары установлена с возможностью осевого перемеще0

5

ния, а сьемные опоры размещены на указанных разрезных втулках.

5. Станок по п. 1,отличающийся тем, что зубчато-рычажный механизм синхронизации снабжен цанговыми втулками, установленными на приводных концах вй- лов с возможностью осевого перемещения, двумя дополнительными зубчатыми колесами, жестко связанными со ступицами и ус- тановленными с возможностью взаимодействия с шестерней, при этом поворотные колеса размещены между основными и дополнительными колесами, а рычаги установлены на подшипниках ступицы, которые размещены на указанных цанговых втулках.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для холодного накатывания зубчатых и шлицевых профилей. Цель изобретения - повышение качества накатываемых профилей за счет повышения жесткости станка и расширение его технологических возможностей за счет увеличения длины обрабатываемых деталей и обработки шлицевых поверхностей. На станине станка жестко закреплены головка шпиндельная с инструментальной оснасткой, узел обеспечения режима накатывания и редуктор привода вращения валов головки. Заднее консольные концы валов через шарнирные муфты связаны с редуктором, а передние консольные концы валов - со съемными опорами, взаимодействующими о узлом обеспечения режима накатывания. Станок снабжен двумя дополнительными прижимными гидроцилиндрами, установленными соосно в узле обеспечения режима накатывания, двумя отжимными гидроцилиндрами, размещенными соосно в корпусе между основными и дополнительными прижимными гидроцилиндрами, и дополнительными регулируемыми опорами, установленными с возможностью взаимодействия со съемными опорами в направлении, перпендикулярном плоскости накатывания. Корпус выполнен с коническими поверхностями, а опоры эксцентричных стаканов выполнены в виде конических разрезных втулок с резьбовым хвостовиком, установленных d возможностью осевого перемещения и взаимодействия с упомянутыми коническими поверхностями корпуса. Механизм осевого перемещения разрезных конических втулок передних опор эксцентричных стаканов выполнен в виде червячных передач. Зубчатые венцы эксцентричных стаканов механизмов перемещения валов выполнены в виде червячных колес, а станок снабжен червяками Станок имеет две пары разрезных втулок с коническими поверхностями, установленные на инструментальных концах валов с возможностью взаимодействия между собой. Зубчато-рычажный механизм синхронизации имеет цанговые втулки, два дополнительных зубчатых колеса. Поворотные колеса размещены между основными и дополнительными колесами, а рычаги установлены на подшипниках ступиц, размещенных на указанных цанговых втулках. Это позволяет повысить точность обработки. 4 з.п. ф-лы, 10 ил. сл с VI ф § iasa О

в

oieosit

О)

о со гТ

тгог & е/

V

О 608/. I

Фиг 6

Д-л

фиг. 7

2L

ш .

33 дЬ 35

Фиг.8

фиг. 3

... зт

JL JOJS.

Г-Г