Устройство для комбинированной обработки валов

 

Использование: обработка металлов давлением, в частности комбинированная обработка (ППД + правка) обработки валов.. Сущность изобретения: устройство включает накатную головку с деформирующим элементом (ДЭ) и пружиной. С торцом накатной головки контактирует эксцентрик (Э), который вращается синхронно с обрабатываемой деталью. При контакте ДЭ с вогнутой поверхностью вала Э сжимает пружину, при , этом она создаёт максимальное усилие на ДЭ. При контакте ДЭ с выпуклой поверхностью вала Э высвобождает пружину и она создает минимальное усилие на ДЭ. 1 з.п.флы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДETE Jl b CTBy (21) 4927873/27 (22) 19.04.91 (46) 30.04.93, Бюл. ¹ 16 (71) Новгородский политехнический институт (72) В.Н,Емельянов и А.О.Власов (56) Патент США ¹ 3823588, кл. В 21 D 3/02, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ (57) Использование: обработка металлов давлением, в частности комбинированная

Изобретение относится к машино- и приборостроению и может быть использовано для комбинированной обработки (ППД

+ правка) цилиндрических и ступенчатых валов.

Цель изобретения — уменьшение себестоимости обработки и упрощение конструкции.

Это достигается тем, что ППД и одновременно правку осуществляют с переменным по окружности вала усилием.

Деформирующим элементом (ДЭ) воздействуют на вогнутую поверхность вала с большим усилием, а на выпуклую — с меньшим.

На ДЭ воздействуют через пружинящий . элемент эксцентриком, который вращается синхронно с обрабатываемой деталью.

Указанные цели достигаются также тем, что устройство включает накатную головку с

ДЭ и нагружающим элементом (H3), расположенную с возможностью осевого перемещения в отверстии стойки. НЭ выполнен пружинящим. Эксцентрик, взаимодействующий с торцом накатной головки, закреплен на оправке, которая смонтирована с возможностью вращения в стойке. В отвер».. Ы,, 1812082 А1 (sl)s B 24 В 39/04, В 21 03/02

2 обработка (ППД + правка) обработки валов.

Сущность изобретения: устройство включа-, ет накатную головку с деформирующим элементом (ДЭ) и пружиной. С торцом накатной головки контактирует эксцентрик (Э), который вращается синхронно с обрабатываемой деталью. При контакте ДЭ с вогнутой поверхностью вала Э сжимает пружину, при этом она создает максимальное усилие на

ДЭ. При контакте ДЭ с выпуклой поверхностью вала Э высвобождает пружину и она создает минимальное усилие на ДЭ. 1 з,п.флы, 2 ил. стии этой оправки размещен установленный в подшипниках с возможностью вращения вал, передающий вращение на упомянутую оправку с возможностью одновременного перемещения оправки вдоль оси вала. Устройство снабжено передачей с постоянным передаточным числом, равным единице, Это может быть цепная, зубчатая или зубоременная передача. Одно из колес передачи смонтировано на упомянутом валу с возможностью передачи на него вращения.

Эксцентрик может быть закреплен на оправке с возможностью регулировки его углового положения, Это повышает удобство эксплуатации устройства, На фиг. 1 дана принципиальная конструктивная схема устройства (разрез горизонтальной плоскостью по оси обрабатываемой детали и эксцентрика); на фиг.2 — разрез А-А на фиг. 1 (повернуто).

ДЭ выполнен в виде ролика 1, установленного в вилке 2 с возможностью враще-: ния. Вилка установлена с возможностью осевого перемещения в отверстие пинели 3, 1812082 ным радиусом (фиг.2), и пружина 6 развивает минимальное усилие на ролике. Когда вал

22 повернется к ролику вогнутой поверхностью, Э 14 повернется к немумаксимальным радиусом, пружина G.ñîæìåòñÿ и разовьет максимальное усилие на ролике 1. Величина сжатия пружины hL при этом составляет (фиг.2):

AL=- R — г — f . (1) . где f — величина прогиба вала 22, В связи с этим на вогнутой поверхности вала 22 пластическая деформация распространяется на б6льшую глубину, чем на вы-" пуклой. Одновременно с накатыванием . будет протекать процесс правки вала, Изменяющился прогиб вала непрерыв- . но контролируется датчиком 23, установленным на станине станка, При достижении требуемой величины прогиба датчик 23 вырабатывает сигнал, по которому полумуфты

17 и 18 расходятся, их торцовые зубья разь. единяютсл, Поэтому вращеййе полумуфты

16, а следовательно, вала 15 и Э 14 прекращается, Дальнейшее накатывание осуществляется с постоянным усилием на ролике 1, За прогибом вала 22 можно следить визуально. Длл этого вместо датчика 22 следует установить индикатор. При дости>кении требуемог6 прогиба — разьединить полумуфты 17 и 18 вручную, Вместо ролика 1 в качестве ДЭ мо>кет быть использован шарик или алмазный выглаживатель.

Конструкция опйсанного устройства значительно проще и дешевле чем в прототипе, т.к, в ней нет сложных и дорогих элементов гидропривода (гидронасосов, гидроцилиндр и т.п,).

Т, к. применяемое устройство проще по конструкции и дешевле, чем в прототипе, уменьшается себестоимость обработки.

Пример, Требуется обработать вал с исходным прогибом f = 0,3 мм. Диаметр вала Оз =- 60 мм. материал — сталь 45.

Принимаем минимальное усилие ППД.

PMI Fl =. 500 кг, диаметр ролика D2 = 60 мм, радиус его рабочего профиля й1 = 6 мм, г =

=40 мм, R =50 мм.

По формуле (1) рассчитаем величину сжатия пружины Ь L: и = 50 — 40 — 0,3 = 9,7 мм

Принимаем жесткость пружины j = 10 кг/мм, Известно, что:

J = - —

h,ð

У где Л р — приращение силы пружины;

hy — ее деформация, Ьу =- Л L, П риращение силы на пружине из уравнения равно: (2) которал с возмо>кностью осевого переме щения вложена в отверстие стойки 4, закрепленной на плите 5, НЭ выполнен в виде пружины 6. В резьбовое отверстие пинели 3 ввернут винт 7, который служит для регули- 5 ровки усилия пружины 6. В это же отверстие ввернут болт 8, служащий для регулировки длины накатной головки 1.

На плите 5 закреплена стойка 9, в отве рстие которой запрессован подшипник 10. В отверстие подшипника установлена и .закреплена гайкой 11 оправка 12, На оправке

12 гайкой 13 закреплен эксцентрик 14, Рабочая поверхность эксцентрика 14 выполнена симметричной относительно 15 диаметральной плоскости (фиг.2), в которой лежат его минимальный г и MGKcl1MBItbHbll1R радиусы.

В шлицевом отверстии оправки 12 размещен шлицевый вал 15, установленный в 20 подшипнике 16, Последние установлены в стойках, размещенных на станине станка (на фиг, не показано). На левом конце вала установлена электромагнитная муфта, состоящая из двух полумуфт 17 и 18 с торцо- 25 выми зубьями. Отверстие у полумуфты 18 выполнено шлицевым, а у полумуфты 17— цилиндрическим. На шейке полумуфты 17 закреплена шестерня 19:(или звездочка).

Устройство устанавливают на станке TO- 30 карного типа, При этом плиту 5 закрепляют на поперечном суппорте станка, К патрону

20 станка прикреплена шестерня 21 (или звездочка), которая находится в зацеплении с шестерней 19. Передаточное число пере- 35 дачи равно единице.

Обрабатываемый вал 22 устанавливают в патрон 20 и под>кимают задним центром, : С помощью индика.горной стойки определяют плоскость изгиба вала и устанавливают 40 вал 22 так, чтобы плоскость его изгиба была горизойтальной, а выпуклая поверхность вала 22 была обращена к ролику 1 (фиг.1).

Ослабляют гайку 13, разворачивают 3 14 так, чтобы его минимальнь!й радиус r совпал 45 с горизонтальной плоскостью и был обра"щен к валу 22 (фиг.2). Затягивают гайку 13.

Выворачивают болт 8 до тех пор, пока

его головка не упрется в Э 14, ролик 1 — в вал 22, а пружина 6 сожмется на 1-2 мм. 50

Включают вращение вала 22. Через зубчатую (или цепную) передачу 21 — 19 вращение передается на полумуфту 17; от нее через торцовые зубья — на полумуфту 18 и далее — на вал 15, оправку 12 и Э 14, Так как 55 передаточное число зубчатой (или цепной) передачи равно единице, Э 14 будет вращаться синхронно с валом 22. При этом, когда вал 22 обращен к ролику 1 выпуклостью (фиг.1). Э 14 обращен к нему минималь1812082

Л р = J А). = 10 9,7 = 97 кг, Тогда максимальное усилие накатывания составит: рма кс = рмнн + Л p = 597 кг.

Рассчитаем глубины наклепанного слоя 5 по методике брошюры, с. 8-10, Они составляют: дмин = 2 мм, дмакс = 2,2 MM.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство имеют следующие преимущест- 10 ва; простота и дешевизна конструкции, так как нет элементов гидропривода; в связи с этим уменьшение себестоимости обработ- .. ки; универсальность, так как в качестве ДЗ можно использовать ролики, шарики, ал- 15 мазные выглаживатели, Формула изобретeния

1. Устройство для комбинированной обработки валов, содержащее установленную на станине накатную головку с размещен- 20 ными в ней деформирующи л элементом и . нагружающим элементом. смонтированную. с возможностью осевого перемещения, привод перемещения головки, кинематиче20 ски связанный с приводом вращения обрабатываемого изделия, о т л и ч а ю щ"е е с я тем, что, с целью повышения производительности, упрощения конструкции за счет упрощения прирОда накатной головки, нагружающий элемент выполнен в виде пружины, а привод перемещения головки выполнен. в виде кинематически связанного с приводом вращения обрабатываемого из,целил вала, установленной на валу оправки, смонтированной с возможностью перемещения вдоль оси вала, размеЩенного на оправке эксцентрика, смонтированного с возможностью взаимодействия с торцовой поверхностью головки через нагружающий элемент, при этом привод вращения обрабатываемого изделия связан с приводом перемещения накатной головки кинематическим звеном с передаточным отношением, равным единице, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что эксцентрик установлей íà оправке с возможностью регулировочного углового перемещения.

1812082

Составитель B. Емельянов

Техред М.Моргентал Корректор С. Лисина

Редактор

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

Заказ 1552 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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