Устройство для упрочнения обкаткой конической резьбы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4776580/27 (22) 03.01..90 (46) 15.09,92.Бюл.¹ 34 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТMALU" (72) Ю.Ф.Вольвачев, В;И.Артемьев, М.P.Ìûca, В.H.Ôèëèïïîâ и Н.И.Мелешко (56) Авторское свидетельство СССР

N 259107, кл. В 24 В 39/00, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ОБКАТКОЙ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ (57) Использование: обработка металлов давлением, в частности упрочняющая обработка профильных поверхностей. Мощность изобретения: устройство содержит державку, на одном конце размещены ролики, установленные на осях с диаметрально противоположных сторон относительно оси державки, механизм радиального перемеИзобретение относится к технологии машиностроения, а именно к устройствам для чистового упрочняющего обкатывания роликами сложных профильных поверхно стей, в частности, конических резьб.

Известны устройства для обкатывания винтовых поверхностеи, например, замковых резьб, выполненные в виде одноразового приспособления, Приспособление устанавливается в резцедержателе токарного станка. Давление на ролик осуществляется путем перемещения резцовой головки с устройством при помощи винта суппорта в поперечном направлении.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, „„Я „„1761448 А1 (я)ю В 24 В 39/00, В 21 Н 3/08 щения роликов. На втором конце державки размещен дополнительно силовой цилиндр, соединенный с силовым цилиндром механизма радиального перемещения роликов, регулируемые упоры. Один из упоров размещен на внутренней цилиндрической поверхности дополнительного силового цилиндра, а другой — на торцовой. Поршень дополнительного цилиндра выполнен составным из центральной части, смонтированной с возможностью взаимодействия с упором, размещенным на торцовой поверхности цилиндра, и кольцевой части, установленной концентрично относительно центральной части. Кольцевая часть поршня установлена с возможностью взаимодействия с упором, размещенным на цилиндрической поверхности цилиндра и поступательного перемещения относительно центральной части. 5 ил.

° Ь выполненное в виде равномерно расположенных по окружности рабочих(обкатывающих) роликов и последовательно ваЭ чередующихся с ними направляющих роли- Ф ков, связанных с приводом, обеспечиваю- 4Ъь щи". контакт с резьбовой поверхностью (ф детали. Однако, это устройство трудно применять для обкатки внутренних конических резьб в связи с изменением внутреннего диаметра резьбы, что приводит к увеличению усилия обкатки. Кроме того здесь невозможно регулировать усилие обкатки и увеличивать производительность процесса.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет регулирования усилия обкатки при упрочне1761448

20

30

40

50

55 нии конических реэьбовых поверхностей и повышение производительности за счет увеличения скоростей обкатывания.

Для достижения указанной цели устройство для упрочнения внутренних резьбовых поверхностей деталей обкаткой, содержащее державку, на одном конце которой размещены ролики, свободно установленные на осях с диаметрально противоположных сторон относительно оси державки„механизм радиального перемещения роликов, включающий силовой цилиндр, снабжено размещенным на втором конце державки и соединенным с силовым цилиндром механизмом радиального перемещения роликов дополнительным силовым цилиндром, регулируемыми упорами, один.из которых размещен на внутренней цилиндрической поверхности дополнительного силового цилиндра, а другой — на торцовой, соосно с цилиндрической частью корпуса, при этом поршень дополнительного цилиндра выполнен составным из центральной части, подпружиненной в осевом направлении и установленной с возможностью взаимодействия с упором, размещенным на торцовой поверхности цилиндра, и кольцевой части, установленной концентрично относительно центральной части с возможностью взаимодействия с упором, размещенным на цилиндрической поверхности цилиндра, и поступательного перемещения относительно центральной части, а ролики размещены на торцовых поверхностях соответственно корпуса и штока силового цилиндра механизма радиального перемещения.

По сравнению с прототипом преимущество представленного конструктивного решения заключается в повышении эффективности обработки за счет более высоких скоростей обкатывания, что позволяет сократить время на эту операцию.

Наличие жидкости в полостях между движущимися гидроцилиндром, плунжером и поршнями создает виброгасящую среду с хорошими демпфирующими характеристиками, которая позволяет снизить уровень вредных колебаний. Надежность устройства повышается за счет упрощения его конструкции по сравнению с прототипом. Гидравлическая система устройства является автономной и динамически замкнутой, что снижает действия сил реакции от обкатывающих сил на динамическую систему "станок-приспособление-деталь" и не требует наличия дорогостоящей внешней гидросистемы для создания рабочего давления, . На фиг.1-5 представлено предлагаемое изобретение, варианты.

На фиг.1 в державке 1 на одном ее конце устанавливается гидроцилиндр 2, внутри которого размещается плунжер 3, Ка концах гидроцилиндра 2 и плунжера 3 размещены упрочняющие ролики 4. Ролики 4 смещены один относительно другого на полшага резьбы, Второй конец державки 1 выполнен в виде гидроцилиндра 5, внутри которого контактно со средой 6, концентрично размещены поршни 7 и 8, взаимодействующие с регулируемыми упорами 9 и 10 посредством пружин 11 и 12. Упор 9 расположен на крышке 13. Полость "а" соединяется в полостью "б" при помощи гибкого трубопровода 14. Упрочняющие ролики контактируют с обрабатываемой поверхностью детали 15. Для обеспечения необходимого положения упрочняющих роликов 4 служит фиксатор 16 исходного положения гидроцилиндра 2 и плунжера 3. Для создания предварительного давления рабочей среды 6 применяется ограничитель перемещения

17, который закрепляется на гидроцилиндре 2 посредством реэьбового соединения.

Устройство работает следующим образом, Державка 1 устанавливается в резцедержателе токарного станка, а деталь 15 устанавливается в патроне. В полостях "а" и "б" создается предварительное давление, необходимое для начала работы предлагаемого устройства. Это достигается следующим образом: регулируемые упоры 9 и 10 устанавливаются внутри корпуса державки

1 на необходимую глубину. При этом упоры

9 и 10 давят на пружины 11 и 12, которые в свою очередь давят на поршни 7 и 8, При перемещении поршней 7 и 8 создается предварительное давление в системе "гидроцилиндр 2-плунжер 3". Ограничитель перемещения 17 не дает возможности разойтись этой паре. Гидроцилиндр 2 удерживается в нужном положении за счет фиксатора исходного положения 18. Для того, чтобы не повредить первый виток резьбы при вводе роликов 4 в зацепление жесткость пружины 11 выбирается меньшей, нежели пружины 12.

При прохождении роликами 4 первого витка резьбы плунжер 3 и гидроцилиндр 2 сближаются, что повышает давление в полости "а", которое передается по трубопроводу 14 в полость "б", а поршень 8 доходит до упора 9 и останавливается. 8 этот момент в работу вступает более мощная пружина 12, которая и создает необходимое рабочее давление обкатки. Рабочее давление в процессе обкатывания изменяется незначительно, что позволяет обкатывать резьбу с заданной степенью упрочнения. Когда ро1761448

10

20

30

45

55 лики полностью проходят профиль резьбы, то включается реверс, и ролики повторно обкатывают резьбу в обратном направлении и выводятся из зацепления. Мягкость вывода роликов иэ резьбы обеспечивается опять же за счет мягкой пружины 11.

Предлагаемое устройство может производить обкатку и при подаче суппорта под углом а к оси вращения шпинделя. Это видно иэ фиг,2 и 3. Державка 1, закрепленная в реэцедержателе токарного станка 18 вводится в зацепление с конической резьбой детали 15, по мере плоскопараллельного движения державки 1 под углом а к оси вращения шпинделя цилиндр 2 и плунжер 3 совершают перемещение относительно головки державки 1, сохраняя при этом необходимое усилие обкатки. Цилиндр 2, выходит из головки державки, а плунжер 3, наоборот, входит в головку державки. Такое движение цилиндров относительно державки позволяет производить обкатку при синусной подаче без перестановки копира суппорта токарного станка для нарезания конических резьб. Размещение плунжера 3 в цилиндре 2 позволяет обкатывать конические резьбы малого диаметра, что невозможно при применении известных устройств, Устройство для обкатывания наружных конических резьб представлено на фиг.4 и фиг.5., В кольцевой державке 1 на левом ее конце размещены два подвижных плунжера

2 и один неподвижный цилиндр 3. Подвижные плунжеры 2 имеют сменные головки 4.

Сменные головки и неподвижный цилиндр оснащены обкатывающими роликами 5, Ролики смещены по длине кольцевой державки 1 на 1/3 шага резьбы, Плунжеры 2 имеют возможность у лового перемещения относительно своих осей. Подвижные плунжеры взаимодействуют с рабочей средой 6, а неподвижный цилиндр опирается на опорный подшипник 7. Подвижные плунжеры размещены внутри корпусов 8. Правый конец кольцевой державки 1 выполнен в виде кольцевого гидроцилиндра 9, внутри которого контактно со средой размещены кольцевые поршни 10, и 11 взаимодействующие с упорами 12 и 13 посредством пружин сжатия l4 и 15, Рабочая среда размещена в полостях "а" — кольцевой державки и "б"— корпусов, которые соединяк тся трубопроводами 16..Для обеспечения плоскопараллельного или линейного перемещения устройства параллельно оси шпинделя к кольцевой державке прикреплено водило

17, которое при обкатке перемещается перпендикулярно оси шпинделя в направляющем держателе 18. Держатель 18 в свою очередь закрепляется неподвижно в реэцедержателе токарного станка 19. В шпинделе станка закрепляется обрабатываемая деталь 20.

Устройство работает следующим образом.

Кольцевая державка 1 при помощи неподвижного базирующего цилиндра 3 с роликом 5 устанавливается в исходное положение. Затем включается вращение шпинделя и механизм подачи суппорта. Ролики 5 подвижных плунжеров 2 и неподвижного цилиндра 3 входят в зацепление с обрабатываемой наружной конической резьбой детали 20. При этом по мере продвижения кольцевой державки 1 вдоль оси шпинделя подвижные плунжеры 2 вдвигаются внутрь кольцевой державки 1 по мере увеличения диаметра резьбы по ее длине.

Для создания необходимого усилия обкатки кольцевые поршни 10 и 11 давят на рабочую среду и на пружины 14 и 15. Для достижения необходимого усилия обкатки пружина 14 полностью сжимается, и кольцевой поршень 11 через сжатую пружину 14 опирается в упор 13, а по мере продвижения кольцевой державки вдоль оси шпинделя кольцевой поршень 10 продолжает давить на пружину 15 и упор 12. Ролики входят в зацепление с резьбой детали 20 при включении вращения шпинделя и подачи, По мере продвижения кольцевой державки 1 вдоль оси шпинделя она совершает плоскопараллельное движение относительно этой оси под углом. При окончании обкатки кольцевая державка смещается перпендикулярно оси шпинделя за счет свободного перемещения водила 17 относительно направляющего держателя 18. После того, как ролики 5 доходят до максимального ебкатываемого диаметра наружной конической резьбы, то процесс обкатки происходит в обратном порядке. При необходимости обкатывания резьбы другого диаметра и шага, но близкого к исходному обкатываемому, вполне достаточно замены сменных головок

4 плунжера 2 и роликов 5 для обеспечения . необходимых условий обкатки, Предлагаемые устройства могут применяться для упрочнения цилиндрических и конических реэьб, а также сложных фасонных поверхностей деталей, имеющих ось вращения.

Эти устройства позволяет расширить технические воэможности и повысить производительность процесса упрочняющего обкатывания.

17б1448

Ф. о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для упрочнения обкаткой конической резьбы, содержащее державку, на одном конце которой размещены ролики, свободно установленные на осях с диаметрально противоположных сторон относительно оси державки, механизм радиального перемещения роликов, включающий силовой цилиндр, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет регулирования усилия обкатки при упрочнении конических резьбовых поверхностей и повышения производительности за счет увеличения скоростей обкатывания, оно снабжено размещенным на втором конце державки и соединенным с силовым цилиндром механизма радиального перемещения роликов дополнительным силовым цилиндром, и регулируемыми упорами. один из которых размещен на внутренней цилиндрической поверхности дополнительного силового цилиндра, а другой — на торцовой, соосно с цилиндрической частью корпуса,-при этом

5 поршень дополнительного цилиндра выполнен составным из центральной части, подпружиненной в осевом направлении и установленной с возможностью взаимодействия с упором, размещенным на тор10 цовой поверхности цилиндра, и кольцевой части, установленной концентрично относительно центральной части с возможностью взаимодействия с упором, размещенным на цилиндрической поверх15 ности цилиндра, и поступательного перемещения относительно центральной части, а ролики размещены на торцевых поверхностях соответственно корпуса и штока силового цилиндра механизма ра20 диального перемещения.

1761448

1761448

Составитель Ю, Вольвачев

Техред M,Moðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 691 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5