Устройство для накатки внутренних зубчатых профилей

 

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для холодной накатки внутренних зубчатых профилей на заготовках с внутренним буртом или с открытым отверстием. Сущность изобретения: устройство содержит матрицу, эталонное зубчатое колесо, накатник, смонтированный с возможностью вращения и осевого перемещения, механизм съема готового изделия, механизм осевого сжатия заготовки, включающий плиту. Механизм перемещения плиты выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого является гидроцилиндром механизма съема (выпрессовки) заготовки. Подача жидкости в полости гидроцилиндров осуществляется через распределитель, закрепленный на основании. Накатник снабжен элементом подпора в виде опорной подушки, жестко закрепленной на эксцентриковой втулке, имеющей цилиндрическую опорную поверхность, взаимодействующую с цилиндрической опорной поверхностью накатника. 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для холодной накатки внутренних зубчатых профилей на заготовках с внутренним буртом и с открытым отверстием.

Известно устройство для холодного накатывания внутренних зубьев способом осевой подачи заготовки [1] содержащее зубчатые накатники, установленные в корпусе с возможностью вращения, а корпус расположен на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Однако устройство не может работать в режиме многопроходного накатывания зубьев и не позволяет в процессе накатывания зубьев сдавливать заготовку в осевом направлении, для создания в ней более мягкой схемы напряженного состояния и повышения ресурса пластичности металла заготовки.

Прототипом изобретения является устройство для накатывания зубчатых профилей кинематической пары, содержащее установленные концентрично корпусу матрицу и эталонное зубчатое колесо, накатник смонтированный с возможностью вращения и осевого поступательного перемещения от соответствующих механизмов, механизм съема готового изделия, механизм осевого сжатия заготовки [2] Недостаток данного устройства в том, что оно не может быть использовано для работы в режиме многопроходного накатывания, расширяющего технологические возможности процесса и позволяющего изготавливать зубчатые венцы значительно большего модуля за счет дробной деформации заготовки.

Решаемая техническая задача заключается в расширении номенклатуры изготавливаемых деталей с внутренними зубьями.

Для этого в устройстве для накатки внутренних зубчатых профилей, содержащем установленные концентрично корпусу матрицу и эталонное зубчатое колесо, накатник, смонтированный с возможностью вращения и осевого перемещения от соответствующих механизмов, механизм съема готового изделия, механизм осевого сжатия заготовки, включающий плиту, установленную на направлюящих с возможностью возвратно-поступательного перемещения, механизм перемещения плиты выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого выполнен с осевым отверстием и жестко связан с плитой, привод механизма съема готового изделия выполнен в виде установленного внутри штока гидроцилиндра перемещения плиты с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока выпрессовки, имеющего осевое отверстие, внутри которого установлен предусмотренный в устройстве и закрепленный на основании распределитель, выполненный с осевыми и радиальными каналами для подвода жидкости в гидроцилиндр и штоки перемещения плиты и выпрессовки, механизм вращения накатника выполнен в виде опорной подушки, жестко связанной с эксцентриковой втулкой, имеющей цилиндрическую опорную поверхность и установленной с возможностью поворота в отверстии корпуса, а механизм осевого перемещения накатника выполнен в виде траверсы, смонтированной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим стойкам посредством штоков гидроцилидров, установленных на неподвижной плите, закрепленной на направляющих стойках, при этом корпус установлен на траверсе с возможностью вращения, а эталонное зубчатое колесо размещено на неподвижной плите.

На фиг. 1 представлено устройство для накатки внутренних зубчатых профилей в исходном состоянии; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 устройство для накатки внутренних зубчатых профилей в рабочем состоянии; на фиг. 4 устройство для накатки внутренних зубчатых профилей при выпрессовке заготовки.

Четыре направляющие стойки 1 закреплены на основании 2. На направляющих стойках закреплена неподвижно плита 3, на которой установлены эталонное зубчатое колесо 4 и два гидроцилиндра 5 для осевой подачи накатника 6, расположенных симметрично относительно оси устройства. Накатник 6 закреплен своей хвостовой частью в эксцетриковой втулке 7 с возможностью вращения. Отгибу накатника 6 в процессе работы препятствует опорная подушка 8, жестко закрепленная на эксцентриковой втулке 7 и взаимодействующая с цилиндрической опорной поверхностью накатника.

Эксцентриковая втулка 7 установлена с возможностью поворота в корпусе 9. Регулировка радиального положения накатника 6 осуществляется поворотом эксцентриковой втулки 7 при помощи червячного механизма 10. Накатник 6 закрепляется в эксцентриковой втулке 7 при помощи торцового подшипника 11 и крышки 12. Корпус 9 установлен с возможностью вращения в траверсе 13 и корпусе редуктора 14, закрепленного на траверсе 13. Осевое усилие корпуса 9 воспринимается торцевым подшипником 15 и крышкой 16. Вращение корпуса 9 осуществляется зубчатым венцом 17, жестко связанным с корпусом 9. Механизм вращения на чертеже не показан.

Траверса 13 перемещается возвратно-поступательно по направляющим стойкам и осуществляет осевое перемещение накатника 6. Перемещение траверсы 13 производится штоками 18 гидроцилиндров 5, которые установлены на неподвижной плите 3. Штоки 18 закреплены на траверсе 13 при помощи втулок 19.

Заготовка 20 устанавливается в матрице 21, которая закреплена на плите 22 и перемещается плитой возвратно-поступательно. Плита 22 установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения на направляющих стойках. Перемещение плиты по направляющим стойкам осуществляется гидроприводом, состоящим из штока 23 перемещения плиты и гидроцилиндра 24. Направляющие стойки 1, плита 22, шток 23 и гидроцилиндр 24 представляют собой механизм осевого сжатия заготовки 20.

В отверстии штока 23 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения шток выпрессовки 26. Нижняя часть отверстия штока 23 закрыта крышкой 25. Шток 23 является гидроцилиндром механизма выпрессовки заготовки. Выпрессовка заготовки осуществляется штоком 26 выпрессовки. Для осуществления подачи жидкости в полости гидроцилиндров механизмов осевого сжатия и выпрессовки заготовки в отверстии штока выпрессовки установлен распределитель 27, закрепленный на основании 2.

В распределителе 27 выполнены осевые и радиальные отверстия. Жидкость в бесштоковую полость гидроцилиндра 24 подается через отверстие данного гидроцилиндра. Отверстие штока выпрессовки снизу закрыто крышкой 28. Для обеспечения герметизации между бесштоковыми полостями гидроцилиндров перемещения плиты и выпрессовки заготовки используются два последовательно установленных уплотнительных кольца 29. Чтобы уменьшить износ этих колес при контакте с краем нижнего радиального отверстия распределителя 27, в районе данного отверстия на распределителе сделана проточка. Когда одно из уплотнительных колец 29 находится в этой проточке, другое осуществляет герметизацию полости гидроцилиндра. Втулка 30 является направляющей для штока 23. Подшипник скольжения 31 закреплен в отверстии штока выпрессовки 26.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1,2) траверса 13 находится в крайнем верхнем положении. Заходный участок накатника 6 не выходит за пределы эталонного зубчатого колеса 4. Плита 22 находится в крайнем нижнем положении. В матрицу 21 устанавливается заготовка 20. Вращением червячного механизма 10 осуществляется поворот эксцентриковой втулки 7 и радиальная настройка накатника 6.

Через отверстие в гидроцилиндре 24 в его бесштоковую полость подается жидкость (фиг. 3). Шток 23 поднимает плиту 22 по направляющим стойкам 1 и прижимает заготовку 20 к эталонному зубчатому колесу с усилием, обеспечивающим напряжение в заготовке, равное минимальному пределу текучести металла заготовки. Корпус 9 приводится во вращение. Накатник 6 совершает планетарное движение. Штоки 18 перемещают траверсу 13 вниз. Хвостовик корпуса 9 входит в подшипник скольжения 31. Накатник 6 своим заходным участком входит в заготовку 20. Начинается процесс формообразования зубьев. В процессе накатывания зубьев опорная подушка 8 скользит по цилиндрической опорной поверхности накатника 6 и препятствует его отгибу, передавая радиальное усилие накатки на корпус 9.

После окончания процесса накатывания шток 18 отводит траверсу 13 в исходное верхнее положение. Жидкость через верхнее радиальное отверстие распределителя 27 подается в полость штока выпрессовки 26, плита 22 опускается в исходное нижнее положение. Через нижнее радиальное отверстие распределителя 27 жидкость подается в полость штока 23 (фиг.4). Шток выпрессовки 26 удаляет заготовку 20 из матрицы 21. Через верхнее радиальное отверстие распределителя 27 жидкость подается в полость штока выпрессовки 26 и он опускается в нижнее исходное положение.

При работе в режиме многопроходного накатывания после каждого прохода заготовки 20 накатником 6 траверса 13 возвращается в верхнее исходное положение. Поворотом эксцентриковой втлуки 7 осуществляется исходное положение. Поворотом эксцентриковой втулки 7 осуществляется переналадка накатника 6 перемещением его в радиальном направлении. После переналадки накатника цикл накатки зубьев повторяется. Плита 22 прижимает заготовку 20 к эталонному зубчатому колесу 4 в течение всего периода формообразования зубьев.

Формула изобретения

Устройство для накатки внутренних зубчатых профилей, содержащее установленные концентрично корпусу матрицу и эталонное зубчатое колесо, накатник, смонтированный с возможностью вращения и осевого перемещения от соответствующих механизмов, механизм съема готового изделия, механизм осевого сжатия заготовки, включающий плиту, установленную на направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем, что механизм перемещения плиты выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого выполнен с осевым отверстием и жестко связан с плитой, привод механизма съема готового изделия выполнен в виде установленного внутри штока гидроцилиндра перемещения плиты с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока выпрессовки, имеющего осевое отверстие, внутри которого установлен предусмотренный в устройстве и закрепленный на основании распределитель, выполненный с осевыми и радиальными каналами для подвода жидкости в гидроцилиндр и штоки перемещения плиты и выпрессовки, механизм вращения накатника выполнен в виде опорной подушки, жестко связанной с эксцентриковой втулкой, имеющей цилиндрическую опорную поверхность и установленной с возможностью поворота в отверстии корпуса, а механизм осевого перемещения накатника выполнен в виде траверсы, смонтированной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим стойкам посредством штоков гидроцилиндров, установленных на неподвижной плите, закрепленной на направляющих стойках, при этом корпус установлен на траверсе с возможностью вращения, а эталонное зубчатое колесо размещено на неподвижной плите.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4