Способ бесстружечного формообразования цилиндрических поверхностей деталей и инструмент для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B21H3/00 

ролики вращаются на осях укрепленных диаметрально в корпусе и крышке на шаровых подшипниках так, чтобы величина перекрещивания осей роликов могла изменяться.

Недостатками данного технического ре- шения является то, что изменение величины перекрещивания осей роликов не может производиться % процессе обработки. Поэтому применением головокданного типа невозможно реализовать изобретение на станках общете нрЛ6 е;с;кого Назначения;

Целью изобретения является повыше- ние качества цилиндрической поверхности, образованной пластической деформацией- на металлорежущих станках, путем уменьшения высоты макронеровностей винтового следа.

Поставленная цель достигается.тем что при выводе инструмента с заготрвки-осуще- ствляют вторичный обкат поверхности. При этом формообразование осуществляют в два этапа. 1. Прямая прокатка при которой происходит основная работа пластической деформации, например, прокатка из заго- товки диаметром 12 мм с поверхностью диаметром 10 мм. 2. По достижений заданного линейного размера поверхности осуществ- ляют разворот осей роликов на противоположный угол перекрещивания и ведут обратную обкатку поверхности, уменьшающую величину макронеровностей.

Как видно из таблицы, при данном способе формообразования существует два; оптимальных режима. По критерию минимальных осевых усилий, накладываемых на инструмент при обратном ходе, угол перекоса роликов равен величине, которая обеспечивает режим самозатягивания инструмента. Величина осевой подачи самозатягиванием на один оборот заготовки теоретически определяется как шаг винтового движения

8 ttclfltg 2, где.с1д - диаметр поверхности детали;

2- угол перекрещивания осей роликбв, теоретически равный углу наклона винтовой линии, по которой происходит обкат поверхности.

Поэтому угол перекрещивания осей роликов, соответствующий подаче самозатягивания и обеспечивающий в связи с этим минимальные осевые силы, накладываемые на инструмент, определяется из выражения.2 arctg -, ,

л: од

Влияние угла перекрещивания осей на качёЬЧШ поверхности иллюстрируется таблицей. Чем больше угол перекрещивания

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тем больше макронеровности обработанной поверхности. Это влияние сохраняется как для подачи самозатягиванием, так и при принудительной подаче. Подачу считают принудительной, если угол перекрещивания не соответствует подаче самозатягивания.

По критерию минимальной величины макронеровностей угол перекоса осей роликов равен 2 0°. При этом величина подачи должна обеспечивать перекрытие дорожек роликов, поэтому ее определяют равенством ...-.

S lK-rvKn. где п - количество роликов;

1К - ширина калибрующей части роликов;. .

Кп - коэффициент перекрытия, Kn 0,5-0,8.; . ..

Ввиду того что необходимая мощность обработки при обратном ходе инструмента на порядок ниже; то скорость вращения заготовки можно увеличить в 3-5 раз. При этом качество поверхности не ухудшается.

Поставленная цель достигается также тем, что в инструмент, устанавливаемый на станок, дополнительно вводят водило с установленным в нем-пальцем, который взаимодействует с винтовыми пазами, дополнительно выполненными в корпусе и крышке инструмента так, что при поступательном движении водила относительно корпуса и крышки последние поворачиваются относительно друг друга-и изменяют угол перекрещивания осей роликов.

Проведенный патентный и литературный обзор существующих способов показал, что совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, и пластическая деформация в два этапа, на втором из которых осуществляют обкат образованной на первом этапе поверхности, при этом вторичный обкат может быть произведен при нулевом угле перекрещивания осей или при отрицательном угле перекрещивания, причем осуществляют данный способ на металлорежущем станке инструментом, который изменяет угол перекрещивания осей роликовг в процессе обработки при изменении рабочей подачи на станке, соответствует критерию изобретения существенные отличия.

Данный способ реализуется следующим образом.

Заготовку вращают, а инструмент/закрепленный на станке, за водило подают в осевом направлении на заготовку. В момент касания роликов заготовки водило начинает перемещаться вдоль корпуса, при этом корпус и крышка поворачиваются относительно друг друга и изменяют угол перекрещива

ния осей роликов до тех пор, пока не произойдет захват поверхности роликами. Далее продолжают подачу инструмента до заданного линейного размера на заготовке. После этого подачу прекращают. Однако ро- 5 лики продолжают обкатывать поверхность заготовки и перемещают корпус и крышку относительно водила в обратном направле: нии до тех пор, пока це установится нулевое положение угла перекрещивания 10 осей. После этого задают обратную подачу, при этом угол перекрещивания осей роликов либо фиксируют в нулевом положении, либо допускают дальнейшее изменение угла перекрещивания на 15 противоположный первоначальному и выводят инструмент в осевом направлении с обработанной поверхности. После схода с обработанной поверхности инструмент находится в рабочем положении и не требует 20 дополнительных вспомогательных операций.

На фиг. 1 представлена схема инструмента, где в Корпусе 1 и крышке 2 выполнены два взаимно перекрещенных паза, с 25 которыми взаимодействует закрепленный в водиле 3 палец 4, а ролики 5 вращаются на осях 6, установленных на шаровых подшипниках 7 в корпусе 1 и в крышке 2; на фиг. 2 - вид инструмента сбоку; на фиг. 3 - взаим- 30 ное положение винтовых пазов, выполнен- ных в крышке 2 и корпусе 1.

Инструмент работает следующим образом. -..

Заготовку вращают, а инструмент под- 35 ают в осевом направлении на заготовку. После касания роликов заготовки инструмент останавливается, но водило 3 продолжают подавать, при этом палец 4 начинает скользить1 по перекрещенным винтовым пазам корпуса 1 и крышки 2 и поворачивает их относительно друг друга, чтотфиводит к перекрещиванию осей б. установленных на шаровых подшипниках .7 в корпусе 1 и крышке 2. После этого ролики 5, вращающиеся на осях 6, захватывают обрабатываемую поверхность и производят пластическое формообразование до заданного линейного, размера цилиндрической поверхности на заготовке. Затем врдил о 3 останавливают, но инструмент продолжает рабочее движение, палец 4 скользит по винтовым пазам в обратном направлении, что приводит к повороту осей 6 до угла перекрещивания, равного нулю, В этот момент поступательное; движение инструмента прекращается. Далее водило 3 подают в обратном направлении, при этом угол перекрещивания осей 6 либо фиксируется в нулевом положении, ли- бо оси 6 продолжают перекашиваться до угла, противоположного первоначальному и равного углу самозатягивания при обратной подаче. Инструмент сходит с обрабатываемой поверхности, выглаживая макронеровности образованные при пластическом формообразовании.

Техническая эффективность заявляемого способа заключается в следующем: при обработке стали данным инструментом по сравнению с накатной головкой типа ВНГН высота макронеровностей уменьшается в 5- 30 раз.

Формул а изобретени я

5 1к Кп-п, где п - количество роликов;

1К - ширина калибрующей части ролика;

Кп - коэффициент перекрытия, равный 0,5-0,8. 2. Способ по п. 1,отличаю щийся тем, что, с целью снижения осевых уси- лий при обратном перемещении, угол перекрещивания осей роликов меняют на противоположный, величину которого устанавливают из соотношения

v 4S

Z, arctg ---,

а jrdA

где йд - диаметр детали, мм; S - подача, мм/об.

при обратном перемещении увеличивают в

2-5 раз.

Фиг. 1

дило с установленным в нем пальцем, размещенным в выполненных в корпусе и крышке с разным углом подъема двух винтовых пазах, при этом крышка и корпус установлены с возможностью взаимного поворота, а водило смонтировано с возможностью перемещения вдоль оси головки.

::А-А

Фиг. 2

Фиг. 3