Обкатный ролик

(51)5 В ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНО ИЕ ИЗОБРЕТЕН ОПИС К АВТОР КОМУ СВ ИДЕТЕ 2иль выполнен в виде винтовойрабочими выступами и углубленвым в инструменте является то, чехни- ная поверхность роликазквйдтистантно расположеннойоболочкой переменной толщинмонотоунно возрастает в сторонудиаметра ролика. При этом выступпения на корпусе выполнены в визаходной резьбы с одинаковымсдвигом углублений на торцах ропчество заходов выбрано равным овысоты ролика к суммарной широпик па и углубления. 3 ил.рофширины Ьг поверхности выступов 5, а коли-Ячество и заходов равно отношению высоты,Н ролика к суммарной ширине Ь 1 углубле-",Н Ф . иив и Пв выступа, т.в. и=Ь 1+ ЬгВинтовые углубления 4 выполнены вкорпусе 1 с одинаковым шагом, равным вы- рсоте Н ролика с винтовым уклоном от малогодиаметра корпуса к большему диаметру кор-пусного ролика, При этом уклон выполнен всторону, противоположную вектору скорости осевой подачи ролика. На торцах корпуса 2 ролика углубления 4 расположены содинаковым угловым сдвигом, равным углу, ар =. - . . Кромки выступов скругпены, на 3.60ипример, по радиусу г=0,5 мм, Конусная обо. лочка 2 выполнена переменной толщины,монотонно возрастающей от малого диаметра в сторону большего диаметра, и установлена зквидистантно корпусу 1 ролика,1(71) Северо-Западный заочный политческий институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 509415, кл, В 24 В 39/04, 1976,Авторское свидетельстео СССРЙ 154035, кл. В 24 В 39/00, 1990.Авторское свидетельство СССРЕ 580102, кл. В 24 В 39/00, 1977.ф 4) ОБКАТНЫЙ РОЛИК, содержит корпус, на котором рабочий и Изобретение относится к машиностроению,в частности к обработке металлов методом пластической деформации,. Целью изобретения является повышение точности и улучшение качества обработанной поверхности мапожестких изделий,На фиг. 1 изображен ролик в сборке соправкой; на фиг, 2 - корпус ролика; на фиг.3- схема обработки обкатыванием,Обкатный ролик фиг, 1) содержит корпус 1, выполненный ввиде усеченного конуса, на периферийной поверхности которогорасположена конусная тонкостенная оболочка 2, зафиксированная в.осевом направлении на корпусе упорной шайбой 3, Наконусной наружной поверхности корпуса 1фиг. 2) образованы винтовыми углубления ми 4 рабочие выступы 5 в виде многозаходной прямоугольной или трапецеидальнойрезьбы,. Ширина Ь 1 углублений 4 (фиг. 2)выполнена одинаковой и равна или меньше спирали С иями, Ното наруж- .покрыта конусной ы, которая большего ы иуглубде многоугловым ика. Колитношению ине высту-1 1.чшается качество обработанной поверти. При выполнении конусной оболочки менной, монотонно возрастающей тол-. ы от малого к большемудиаметру конус- ролика, уменьшается величина упругих рмаций калибрующего участка оболоч, за счет чего повышается точнЬстьньшается волнистость) и улучшается.каво обработанной поверхности.асположение оси корпусйых роликов с етрально противоположных сторон завки обеспечивает снижение уровня виби и устойчивое положение заготовки 9 обработке, перекрестную кйнеьматику тических деформаций с неоднократих повторЕйием на одних и тех же учах, эа счет чего улучшаетея качество ботанной поверхности, ,абота устройства состоит в следуюаготовке 9, установленной в центрах ка (фиг, 3), сообщают вращение, йаприс частотой в -120 об/воин и окружной остью 30-60 мlмин. Рабочую поверхь оболочки конусных роликов, располоых на штоке гидравлического поршня вок 7 и 8:на суппорте станка с диаметрально противоположных сторон заготовки 9 и.с пересечением осей вращения роликов под одинаковым углом ю с осью Х заготовки, вводят в контакт с обработанной поверхностью и тем самйм обеспечиваютвращение роликов. При.этом создают. роли-камй с помощьтю гидравлических цилиндров одйнаковое давление на поверхность заготовки. например, с радиальным усилием: Ркг каждого ролика. При обработке за- . готовки 9, длина которой превйшает высоту Н ролика, суппортом станка сообщаютроликам продольную подачу.8 вдаль оси заготовки 9, Величину подачи на:один оборот заготовки 9 выбирают равной или меньше:. ширины Ь 2 выступа на корпусе 1 ролика, Подачу ролика вдоль оси заготовки.пройзвотдят в сторонууменьшения диаметров корпусных роликовВ момент контакта и давления заготовки 9 на тонкостенную оболочку 2 у последней происходят упругие деформаций на участках; расположеннйх над углублениями 4 корпуса 1. При этом создается в зойе контакта оболочки 2 с заготовкой 9 переменное в.осевом и окружном направлениях давление, периодически повторяемое вдоль окбрвзующей койусной поверхности ролика, В момент ввода в контакт с поверхностью заготовки участка ободочки 2 ролика,.сопря жениого с поверхностью выступа 5 на корпусе 1, возрастает до двух раз удельное Корпус 1 ролика с оболочкой 2 (фиг, 2) иудуустановлен на оси 6 на оптических подшип-хносниках в оправках 7 и 8 (фиг. 3), Конусные переролики в оправках 7 и 8 установлены на щинкаретке суппорта станка попарно с диамет ногорально противоположных сторон заготовки дефо9 с совмещением одинаковых диаметров ро- . ки 2ликов в плоскости вращения заготовки 9. (умеНапример: конусный ролик вынолнен чествысотой Н=42 мм и имеет малый диаметр 10 Рконусной оболочки 01=85 мм и больший ди- диам. аметр 0=103 мм, Толщина стенки оболочки гото2 возрастает от торца майого диаметра ко- рацинусного ролика от 2 до 2,5 мм у торча боль- прищего диаметра, На рабочей поверхйости 15 плескорпуса 1 выполнены шестизаходныв вин- нымтовые углубления шириной.Ь 1-3,6 мм с ук-сткалоном от малого диаметра к большему в обранаправлении, противоположном вектору 3 Рскорости подачи (фиг. 1,3). При этом образо.- 20 щемваны шесть выступов 5 высотой й=2. мм и ,. 3шириной Ь 2=3,4 мм. Малый диаметр О 1 ро- станлика вы полней меньше в 1,5 раза диаметра - мер,заготовки 9. Углублбния 4 на торцах корпусаскор1 расположены с одинаковым угловым сдви ностгом р = 60 О,.:женнКорпус 1 ролика с эквидистантно распо-апраложенной конусной оболочкой 2, устайовленный в оправке 8, имеет правый уклонвинтовых выступов 5, а. корпус 1 ролика, З 0."установленный в оправке 7 с диаметральнопротивоположной стороны заготовки 9, выполнен с левым винтовым уклоном выступов5. Малые диаметры конусных роликов, расположенные с.диаметрально противоположных сторон заготовки 9, совмещены(Фиг. 3) в плоскости вращения заготовки,Винтовые выступы 5, образованные:винтовыми углублениями 4 с одинаковымшагом, равным высоте Н ролика с числом 40заходов, равным отношению высоты Н ролика к суммарной ширине Ь 1 углублений и .Ь 2 выступов, и расположенные на торцахролика с равномерным угловым сдвигом,обеспечивают равномерное распределение 45массы ролика в радиальном направлении исоздаютстатйческую уравновешенность ролика, а также обеспечивают однотонный.микрорельеф шероховатости на абработанной поверхности детали., 50П ри выполнении на корпусе 1 конусногоролика углублений с винтовым уклоном отмалого к большему диаметру в направлении, противоположном вектору скоростиподачи, обеспечивается при обработке и упругих деФормациях оболочки 2 плотное ееприлегание и совмещение внутренней поверхности конусной оболочки 2 с корпусом1 в осевом направлении в процессе обработки обквтываниеы, повышается точность5 10 15 20 25 30 ной поверхности 35 50 55 давление этого участка оболочки 2 ролика нэ поверхность заготовки 9 и возникает максимальная пластическая деформация, интенсивное сглаживание микронеровностей шероховатости и упрочнение поверхности заготовки 9 под углом а к направлению оси заготовки в виде винтовых ленточных участков.. В момент контакта участка оболочки 2, расположенного над углублением 4 корпуса 1, этот участок оболочки 2 прогибается по дуге, например, на величину высоты исходной шероховатости и уменьшается давление между заготовкой и этим участком ролика. При этом рабочая поверхность оболочки 2 прогибается нэд каждым из углублением в корпусе ролика в направлении оси и окружном направлении, При прогибе поверхности оболочки ролика формируются при обработке заборные, рабочие и калибрирующие участки, количество которых равно числу заходов выступов на корпусе 1 ролика и которые производят пластическую деформацию, сглаживание шероховатости и упрочнение поверхности заготовки одновременно на нескольких ленточных участках, количество которых равно числу заходов углублений на корпусе 1 ролика. Причем пластическая деФормация произво-. дится под углом а к оси и под углом а 1=90 О- а к плоскости вращения заготовки. При этомугол а наклона пластических деформаций по ленточным участкам шириной, равной ширине Ь 2 выступов, определяется соотношением диаметром ролика и заготовки, числом заходов выступов нэ корпусе ролика и зависит от величинц продольной подачи Я и конусности ролика..В момент ввода в контакт другого ролика (фиг, 3), расположенного с диаметрально противоположной стороны заготовки 9, пластические деформации заготовки на винто- образных ленточных участках осуществляются под другим углом а 2=180- а к оси заготовки и под углом а 2=90+ а к плоскости вращения заготовки с пересечением с ленточными участками пластических деформаций, произведенными диаметрально противоположно расположенным роликом. При этом за время одного оборота заготовки обеспечивается сплошное пластическое деформирование на всей поверхности заготовки, когда ширина Ь 1 и Ь 2 углублений 4 и выступов 5 одинакова у обоих диаметрально расположенных роликов, а число заходов и=Н+ Ь . Причем пластические деформаЬ 1 + Ь 2ции на каждом из участков заготовки повторяются при обкатывании, если диаметр роликов меньше диаметра заготовки. а величина продольной подачи Яп за один оборот заготовки не превышает ширину Ь выступов на корпусе 1 ролика.При использовании конусных роликов предложенной. конструкции в зоне его контакта поверхностей разного диа етра с заготовкой имеет место различная скорость их относительного движения по высоте Н роликов и переменное в окружном и осевом направлениях удельное давление и пластическая деформация на диаметрально противоположных участках заготовки, а следовательно, возникает переменная по величине и направлению сила трения и сила пластических деформаций в зоне контакта ролика, При этом уравновешиваются силы в плоскости вращения с диаметрально противоположных сторон заготовки и уменьшается до двух раз радиальное усилие прижима ролика к заготовке; За счет этого трансформируются характеристики силы трения и устраняются автоколебатедьные процессы,стабилизируется процесс обкатки заготовок малой жесткости и возникает возможность увеличения режимов и производительности обработки без опасения самовозбуждения вибраций и ухудшения качества обрэботанВ другом варианте устройства (фиг. 3) при установке между роликом и суппортом станка пружины сжатия с "мягкой" характеристикой по жесткости обеспечивается гашение вынужденных колебаний и стабилизируется процесс обработки обкатыванием длинных маложестких валов, имеющих радиальное биение, например, вследствие разностенности полого цилиндра-заготовки или прогиба оси вала. Это обьясняется тем, что оправка с гидравлическим цилиндром без пружины поддерживает постоянное давление в цилиндре, но не снижает переменную величину силы реакции ролика при вибрациях. Введение в устройство пружины сжатияс "мягкой" характеристикой по жесткости позволяет при вибрациях заготовки перемещаться ролику с гидравлическим цилиндром с быстрым изменением направления вцсокочастотн ых перемещений.Эксплуатационные испытания предложенной конструкции обкатного ролика подтверждают его эффективность.Сравнительные испытания предложенного ролика и лучших базовых вариантов, в качестве которых были приняты конуснце ролики с гладкой рабочей поверхностью и с винтовыми углублениями (прототип), показывает, что предложенный ролик уменьшаетвысоту волнистости и шероховатости на обработанной поверхности и повышает в 1,5 раза производительность обработки обка-. тыванием тонкостенных цилиндров, При использовании предложенных роликов 5 снижается уровень вибраций заготовки цилиндров и требуется более низкое в два раза) радиальное усилие прижима к заготовке, за счет чего повышается точность обработанной поверхности, т.е. уменьшается высота волнистости и 10 отклонения от прямолинейности оси, а также уменьшается высота шероховатости обработанной поверхности,Формула изобретенияОбкатный ролик для обработки метал- .15 лическйх изделий, поверхность которого выполнена с рабочим винтообразным профилем с выступами и углублениями, о т л и ч а ю щ и й с. я тем, что, с целью повышения точности и улучшения качества обработанной поверхности, ролик выполнен конусной формы и оснащен конусной оболочкой с переменной, м 6 нотонно вырастающей в сторону торца ролика большего диаметра толщиной, а выступы и углубления на корпусе выполнены в виде многозаходной резьбы с одииаковым угловым сдвигом углублений на торцах ролика, при этом количество заходов выбрано равным отношению высоты ролика к суммарной ширине выступа и углубления.С1810275 к Фаз. 3ставитель А.Худолийхред М.Моргентал тКорректор , М.Сливка Редакто Проиаеодстеенно.иадательский комбинат "Патент", г. уигород, ул.Гагарина, тбФ аказ 1415 .Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 475