Инструмент для окончательного эксцентричного накатывания нескольких фасонных профилей

Инструмент для окончательного эксцентричного накатывания нескольких фасонных профилей применим для формирования на деталях типа вал зубчатых и шлицевых профилей, резьб, канавок и пазов. Он представляет собой сборную конструкцию, состоящую из планшайбы с центрирующими и крепежными отверстиями, а так же уступами, определяющими положения деформирующих вставок; затылованных сегментных вставок, профиль которых по суммарной длине и высотным параметрам соответствует профиль однопозиционного эксцентричного накатника. Данная компоновка прототипа инструмента решает проблему реализации многопрофильного накатывания, возникающую из-за разницы скоростей при использовании нескольких затылованных роликов различного профиля в обработке на постоянном межосевом расстоянии. Преимуществом такой конструкции является возможность: - сохранить показатели точности и шероховатости на уровне однопрофильного холодного накатывания, благодаря сохранению постоянства межосевого расстояния и суммарной длины формообразующего и калибрующего участков; - повысить поверхностную твердость и усталостную прочность детали, благодаря сохранению эксцентричной формы инструмента. - повысить производительность обработки, за счет совмещения нескольких операций в одну; - сократить количество оборудования, задействованного в производстве деталей; - снизить металлоемкость производства;

Инструмент для окончательного эксцентричного накатывания нескольких фасонных профилей используется в машино- и автомобилестроении при обработке металлов давлением для формирования на деталях типа вал зубчатых и шлицевых профилей, резьб, канавок и пазов.

Аналогом данного инструмента является «Инструмент для накатывания на изделии, по меньшей мере, двух профилей» (SU 1793990 A3), основным недостатком которого является невозможность использовать полноценно профилированные сегменты, что снижает качество поверхности и точность обрабатываемых профилей деталей. Конструкция прототипа инструмента решает проблему реализации многопрофильного накатывания, возникающую из-за разницы скоростей при использовании нескольких затылованных роликов различного профиля в обработке на постоянном межосевом расстоянии. Она возникает при одновременном контакте с заготовкой нескольких роликов, так как они имеют различные передаточные отношения в парах инструмент-заготовка. А именно, круглые поверхности заготовки, на которых происходит накатывание имеют разную окружную скорость для любой заданной скорости вращения заготовки, а инструменты, диаметры которых - производные величины, зависящие от модуля и количества шлицев, диаметра и шага резьбы, имеют только одну скорость. Таким образом, возникающая из-за отличных передаточных отношений разность скоростей приведет к образованию напряжений кручения, вызывая поломку. Прототип инструмента представляет собой сборную конструкцию, общий вид которой представлен на фиг.1.

Задачей заявляемой полезной модели является создание конструкции инструмента для окончательного накатывания нескольких фасонных профилей, обеспечивающей повышение точности и скорости обработки детали.

«Инструмент для окончательного эксцентричного накатывания нескольких фасонных профилей» предусматривает использование однозначно закрепленных затылованных сегментных вставок, длина и параметры профиля которого эквивалента профилю эксцентричного накатника.

Конструкция заявляемого инструмента сохраняет суммарную длину и параметры сопрягаемых профилей затылованных сегментов, позволяет сохранить постоянство межосевого расстояния на протяжении всего цикла обработки, позволяет окончательно накатывать несколько фасонных профилей за один оборот инструмента, вводит в работу накатные ролики последовательно, что позволяет:

- сохранить показатели точности и шероховатости на уровне однопрофильного холодного накатывания, благодаря сохранению постоянства межосевого расстояния и суммарной длины формообразующего и калибрующего участков;

- повысить поверхностную твердость и усталостную прочность детали, благодаря сохранению эксцентричной формы инструмента.

- повысить производительность обработки, за счет совмещения нескольких операций в одну;

- сократить количество оборудования, задействованного в производстве деталей;

- снизить металлоемкость производства. Полезная модель поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид прототипа SU 1793990 A3;

На фиг.2 - планшайба;

На фиг.3 - затылованные ролики, выполненные не на полной окружности;

На фиг.4 - профиль затылованного ролика (накатника).

Основная часть инструмента-планшайба 1 (фиг.2), в которой имеется центральное посадочное отверстие 2 для установки на оборудование, боковые отверстия 3 для крепления к шпинделю, отверстия 4 для закрепления накатных сегментных вставок и уступы 5, однозначно определяющие положение этих вставок.

Рабочей частью инструмента являются накатные сегментные вставки (фиг.3), каждая из которых представляет собой затылованный ролик 6, выполненный на не полной окружности или ролик 7, выполненный на полной окружности (фиг.4). Ролик 6 имеет в своей конструкции дугу центрирующего диаметра, совместно с лыской 7, определяющей их положение, и крепежные отверстия 8. Наружная цилиндрическая профилированная поверхность ролика 6 имеет четыре основных участка: участок загрузки, выполненный в виде лыски; деформирующий участок - участок с плавно прирастающий высотой профиля, сопряженный с обрабатываемым изделием; калибрующий участок - участок с постоянно полным профилем и участок сброса, также выполненный в виде лыски. Профилированная поверхность ролика 7 (фиг.4) также имеет четыре основных участка: участок загрузки, выполненный в виде лыски; деформирующий участок - участок с плавно прирастающий высотой профиля, сопряженный с обрабатываемым изделием; калибрующий участок - участок с постоянно полным профилем и участок сброса, также выполненный в виде лыски. Для надежной фиксации составных частей инструмента предусмотрены крепежные элементы, такие как болты и гайки (на фиг.2-4 не показаны).

Заявляемый инструмент работает следующим образом.

Обработка детали, имеющей возможность свободно вращаться в центрах, ведется парой инструментов, которые устанавливаются по обе стороны заготовки на синхронизированные шпиндели накатного стана. Начальное положение инструментов - загрузочной лыской к заготовке. Цикл обработки данным инструментом представляет собой один оборот, при котором происходит окончательное формирование профиля на заготовке. После начала вращения инструментов приводными шпинделями заготовка начинает двигаться за счет сил трения, после прохождения точки контакта в формообразующую зону заготовка входит в зацепление с инструментами и начинается процесс накатывания, с приращением профиля процесс продолжается до прохождения точки контакта в калибрующую зону, служащую для преобразования оставшихся упругие деформаций в пластические. Далее в зоне сброса деталь выходит из зацепления с инструментами и свободно удаляется из зоны обработки.

Заявляемый инструмент позволяет избежать возникновения разницы скоростей накатывания, благодаря тому, что применяемые ролики (накатники) с переменной высотой профиля, последовательно вступают в работу.

Инструмент для окончательного эксцентричного накатывания нескольких фасонных профилей, содержащий планшайбу с центрирующими и крепежными отверстиями, выполненную с уступами, и затылованные ролики, закрепленные в уступах планшайбы, отличающийся тем, что наружная поверхность ролика выполнена как показано на фиг.3 или фиг.4.