DE19710730A1 - Walzverfahren und Zweiwalzen-Profilwalzmaschine zum Herstellen von Steigungsprofilen mit ungerader Gangzahl auf rotationssymmetrische Werkstücke - Google Patents
Walzverfahren und Zweiwalzen-Profilwalzmaschine zum Herstellen von Steigungsprofilen mit ungerader Gangzahl auf rotationssymmetrische WerkstückeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Walzverfahren zum Herstellen von Steigungsprofilen mit un
gerader Gangzahl auf rotationssymmetrische Werkstücke, insbesondere zum Herstel
len von ein-, drei- oder fünfgängigen Zylinderschneckenprofilen, durch Einstechwalzen
mittels Zweiwalzen-Profilwalzmaschine, bei der das Werkstück zwischen zwei Zen
trierspitzen aufgespannt wird, die zwei mit ihrer Rotationsachse zur Werkstückachse
parallel und um 180° versetzt angeordneten sowie mit einem Walzspindelantrieb zur
Erzeugung der Rotationsbewegung gekoppelten Walzwerkzeuge in bezüglich der
Werkstückachse radial bewegbaren Walzspindelschlitten gelagert sind und die Walz
spindelschlitten zur Beaufschlagung der Walzwerkzeuge mit einer Walzkraft ihrerseits
mit einem Walzspindelschlittenantrieb gekoppelt sind.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine solche Zweiwalzen-Profilwalzmaschine.
Es ist allgemein bekannt, daß auf derartigen Zweiwalzen-Profilwalzmaschinen gewalz
te tiefe Steigungsprofile mit ungerader Gangzahl, z. B. eingängige Zylinderschnecken
profile, deutlich größere Rundlaufabweichungen als unter gleichen Bedingungen ge
walzte Profile mit gerader Gangzahl aufweisen.
Als Ursache für das Entstehen von Rundlaufabweichungen bei auf vergleichsweise
lange und schlanke Werkstücke aufgewalzten Profilen werden in der Literatur Biege
beanspruchungen des Werkstückes während des Walzvorganges angegeben. Eine
entscheidende Verbesserung der Rundlaufgenauigkeit wird daher im Vermeiden von
Verbiegungen des Werkstückes beim Walzen gesehen. Bei Werkstückprofilen mit un
gerader Gangzahl wird deshalb die Vergrößerung des Werkstückdurchmessers, d. h.
eine Verbesserung der Steifigkeit des Werkstückes, empfohlen (Brezler, R.A. "Making
sense of worm rolling", American Machinist, New York 124 (1980) 12, S.
129-140).
Für das Walzen von Profilen auf lange und schlanke rotationssymmetrische Werk
stücke ist auch eine Walzvorrichtung mit zwei zur Werkstückachse parallelen Walz
spindeln bekannt, bei der zumindest ein zu den das Werkstück aufnehmenden Zen
trierspitzen konzentrisch angeordnetes und von einem steifen, geschlossenen sowie
axial verschiebbaren Stützrahmen umgebenes Stützlager für eine zusätzliche Werk
stückabstützung vorgesehen ist (DD 233 958). Mit dieser Maßnahme der zusätzlichen
Werkstückabstützung sollen beim Walzvorgang auf das Werkstück einwirkende Quer
kräfte, die z. B. durch unterschiedliche Reibverhältnisse zwischen Werkstück und
Walzwerkzeug, durch eine von der Rotationssymmetrie abweichende Werkstückgeo
metrie und/oder durch unvermeidliche Ungenauigkeiten bei der Maschinen- bzw.
Werkzeugeinstellung hervorgerufen werden, in allen zur Werkstückachse senkrechten
Richtungen sicher aufgenommen und abgeleitet werden.
Abgesehen davon, daß eine Vergrößerung des Werkstückdurchmessers mit einem er
höhten Materialeinsatz und größerem Raumbedarf einhergeht, liefern beide genannten
Maßnahmen, d. h. sowohl die Vergrößerung der Steifigkeit des Werkstückes selbst als
auch die Verbesserung der Werkstückabstützung, keine befriedigenden Ergebnisse
hinsichtlich der erreichbaren Rundlaufgenauigkeit.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Zweiwalzen-Profilwalzma
schine der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bzw. mit der es gelingt, Stei
gungsprofile mit ungerader Gangzahl zu walzen, die so geringe Rundlaufabweichungen
aufweisen, daß sie einbaufertig sind, oder ohne größere Aufmaße als spanend vorge
arbeitete Profile für die Fertigbearbeitung verwendet werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsge
mäß dadurch gelöst, daß die Größe der von den Walzwerkzeugen auf das Werkstück
ausgeübten Walzkraft zumindest in einer ersten Einstechphase der Walzwerkzeuge
während der Werkstückrotation in Abhängigkeit von der Differenz der Kontaktlängen,
die zwischen dem Werkstück und dem ersten Walzwerkzeug einerseits sowie zwi
schen dem Werkstück und dem zweiten Walzwerkzeug andererseits bestehen, ge
steuert wird, so daß das Werkstück periodisch mit Walzkraft beaufschlagt wird,
wobei das Werkstück mit einer maximalen Walzkraft beaufschlagt wird, wenn die
Kontaktlängendifferenz Null beträgt, und das Werkstück mit einer minimalen Walzkraft
beaufschlagt wird, wenn die Kontaktlängendifferenz maximal ist.
Vorzugsweise ist die Zahl der Walzkraftbeaufschlagungen und die Zahl der Walzkraft
absenkungen je Werkstückumdrehung jeweils gleich der doppelten Gangzahl des zu
walzenden Profils.
Eine günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch darin,
daß die Walzwerkzeuge vor dem Aufsetzen auf das Werkstück durch Rotation zu
nächst in eine Position gedreht werden, die beim Aufsetzen für beide Walzwerkzeuge
eine gleiche Anzahl an Kontaktstellen am Werkstück gewährleistet, danach die
Walzwerkzeuge aufgesetzt werden und erst nach diesem ersten Werkstückkontakt die
weitere Drehbewegung und die Einstechbewegung der Walzwerkzeuge erfolgt.
Die vorgenannte Aufgabe wird des weiteren mit einer Zweiwalzen-Profilwalzmaschi
ne, wie sie im Anspruch 4 definiert ist, erfindungsgemäß gelöst.
Vorzugsweise Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche 5 bis 7.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, daß nicht, wie bisher an
genommen, die beim Walzvorgang mittels Zweiwalzen-Profilwalzmaschine auf das
Werkstück einwirkenden Biegekräfte ursächlich für das Entstehen von Rundlaufab
weichungen bei eine ungerade Gangzahl aufweisenden Profilen sind, sondern daß
diese Rundlaufabweichungen vielmehr beim Walzen durch eine Verlagerung der
Werkstückachse zur Verzahnungsachse verursacht werden.
Beim Walzen dieser Art Profile tritt nämlich während der Werkstückrotation um einen
von der (ungeraden) Gangzahl des Werkstückprofiles abhängigen Winkel immer ein
Zustand ein, bei dem eines der beiden Walzwerkzeuge eine größere Zahl von Werk
stückkontakten aufweist bzw. über eine deutlich größere Kontaktlänge mit dem
Werkstückprofil im Eingriff steht als das zweite Walzwerkzeug, das um 180° versetzt
auf das Werkstück einwirkt. Dies bedeutet bei Gleichheit der Walzkraft auf den beiden
Werkstückseiten, daß an der Werkstückseite mit der geringeren Zahl von Werkzeug
kontakten bzw. der kürzeren Werkzeugkontaktlänge ein tieferes Eindringen des betref
fenden Werkzeuges erfolgt und sich das Werkstück aus seiner Mittellage auf dieses
Werkzeug zu bewegt. Der doppelte Betrag dieser Verlagerung (Exzentrizität) der
Werkstückachse zur Verzahnungsachse ist die Rundlaufabweichung des gewalzten
Profils. Da dieser Betrag nicht durch einen Richtvorgang beseitigt, sondern lediglich
durch höhere Aufmaße für die Fertigbearbeitung des Profils ausgeglichen werden
kann, geht deshalb beim herkömmlichen Walzverfahren ein Teil der Vorteile der um
formenden Profilherstellung durch zusätzliche Aufwendungen für die Fertigbearbeitung
wieder verloren, denn das Walzen einbaufertiger Profile ist in diesem Falle grundsätz
lich nur bei untergeordneten, die Rundlaufabweichungen tolerierenden Anwendungs
fällen möglich. Das Auftreten von großen Exzentrizitäten, d. h. großen Verlagerungen
der Werkstückachse zur Verzahnungsachse, ist im übrigen auch dafür verantwortlich
zu machen, daß es zum Ausbrechen des Werkstückes aus dem von den Walzwerk
zeugen gebildeten engsten Walzspalt und einer damit einhergehenden nachträglichen
Verbiegung des Werkstückes kommen kann, wie es vorrangig beim Walzen von ein
gängigen Profilen, insbesondere auf Werkstücke mit geringer Festigkeit, und beim
Halbwarmwalzen von tiefen Steigungsprofilen gelegentlich beobachtet wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäß ausgebildeten
Zweiwalzen-Profilwalzmaschine zum Einstechwalzen von Steigungsprofilen mit unge
rader Gangzahl wird dagegen sichergestellt, daß während der Einstechphase nur dann
ein weiteres Eindringen der Walzwerkzeuge erfolgt, wenn die Kontaktlängendifferenz
zwischen dem Werkstück und dem ersten Walzwerkzeug einerseits sowie dem
Werkstück und dem zweiten Walzwerkzeug andererseits Null oder zumindest vernach
lässigbar klein ist. Dadurch wird das Entstehen einer Exzentrizität zwischen der
Werkstück- und der Verzahnungsachse weitestgehend ausgeschlossen. Ein nachträg
liches Verbiegen des Werkstücks am Ende des Walzvorgangs durch Herausdrängen
des Werkstücks aus dem Walzspalt infolge einer großen Exzentrizität ist grundsätzlich
nicht mehr möglich. Auf der verbesserten Zweiwalzen-Profilwalzmaschine gewalzte
Steigungsprofile mit ungerader Gangzahl weisen die gleichen guten Rundlaufgenauig
keiten auf wie Profile mit gerader Gangzahl. Die wirtschaftlichen Vorteile, die die
umformende Fertigung von Steigungsprofilen auf Zweiwalzen-Profilwalzmaschinen an
sich bietet, können somit auch bei Profilen mit ungerader Gangzahl in vollem Umfang
genutzt werden.
Das erfindungsgemäße Walzverfahren und die erfindungsgemäß verbesserte Zweiwal
zen-Profilwalzmaschine eignen sich insbesondere zur Herstellung von tiefen Stei
gungsprofilen auch auf Werkstücke mit vergleichsweise axial kurzen Profilen. Die Er
findung ist sowohl beim Kalt- als auch beim Halbwarmwalzen anwendbar.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Beispiels und einer zugehörigen Zeich
nung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 eine Zweiwalzen-Profilwalzmaschine mit aufgespanntem Werkstück in
Draufsicht,
Fig. 2 einen möglichen Auftreffzustand der beiden Walzwerkzeuge auf das zu
bearbeitende Werkstück,
Fig. 3 einen weiteren möglichen Auftreffzustand der beiden Walzwerkzeuge
auf das zu bearbeitende Werkstück,
Fig. 4 eine auf einer Zweiwalzen-Profilwalzmaschine nach dem herkömmlichen
Verfahren fertig gewalzte eingängige Zylinderschnecke mit einer Verla
gerung (Exzentrizität) zwischen Werkstück- und Verzahnungsachse,
Fig. 5 die Stellung der beiden Walzwerkzeuge zum Werkstück bei Walzbeginn
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 6 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstück
drehung um 90°,
Fig. 7 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstück
drehung um 180°,
Fig. 8 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstück
drehung um 270° und
Fig. 9 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstück
drehung um 360°.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Zweiwalzen-Profilwalzmaschine bezeichnet 1 ein rota
tionssymmetrisches Werkstück, das zwischen zwei Zentrierspitzen 2 und 3 axial ein
gespannt ist. Die Zentrierspitzen 2 und 3 sind ihrerseits in Spitzenböcken 4 und 5
drehbar gelagert. Die Haltekraft für die Aufspannung des Werkstückes 1 wird von ei
nem hydraulischen Spannzylinder 6 aufgebracht, der die hier von einem Bedienpult 7
aus gesehen vordere Zentrierspitze 2 mit dem Werkstück 1 gegen die hintere Zen
trierspitze 3 drückt. Die hintere Zentrierspitze 3 ist mit einem am hinteren Spitzenbock
5 angebrachten Drehwinkelgeber 8 verbunden. Die Profilwalzmaschine umfaßt ferner
zwei Walzwerkzeuge 9 und 10, die mit ihren Rotationsachsen bezüglich der hier mit
14 bezeichneten Werkstückachse parallel ausgerichtet und um 180° versetzt ange
ordnet sind. Für die gleichsinnige Drehbewegung der Walzwerkzeuge 9 und 10 sorgt
ein Walzspindelantrieb 11. Die Rotationsbewegung wird dabei vom Walzspindelantrieb
11 über Gelenkwellen 12 und 13 auf die Walzwerkzeuge 9 und 10 übertragen. Mit
Hilfe eines Hydraulikzylinders 15 können die auf Schlitten gelagerten Walzwerkzeuge
9 und 10 radial auf das Werkstück 1 zu bewegt und damit mit Walzkraft beaufschlagt
oder wegbewegt werden, wobei der radiale Gleichlauf der beiden Walzwerkzeuge 9,
10 durch eine in Fig. 1 nicht dargestellte Gleichlaufeinrichtung bewirkt wird. Zur Er
fassung der Winkellage der Walzwerkzeuge 9, 10 ist am Walzspindelantrieb 11 ein
Drehwinkelgeber 16 vorgesehen. Die Drehwinkelgeber 8 und 16 arbeiten auf eine
Steuereinrichtung, die ihrerseits mit dem Hydraulikzylinder in Wirkverbindung steht.
Das erfindungsgemäße Walzverfahren wird nachfolgend am Beispiel des Walzens ei
nes eingängigen rechtssteigenden Zylinderschneckenprofils auf der vorstehend be
schriebenen Zweiwalzen-Profilwalzmaschine mit im Uhrzeigersinn rotierenden Walz
werkzeugen 9 und 10 näher erläutert. Die Erläuterungen gelten sinngemäß auch für
andere Steigungsprofile mit ungerader Gangzahl, wie 3- und 5gängige Zylinder
schneckenprofile.
Der übliche Walzvorgang nach dem Stand der Technik läuft so ab, daß die Walzwerk
zeuge 9, 10 in Rotation versetzt werden und danach über den Hydraulikzylinder 15
der radiale Vorlauf der Walzwerkzeuge 9, 10 ausgelöst wird. Beim Auftreffen der ro
tierenden Walzwerkzeuge 9, 10 auf das stillstehende Werkstück 1 können je nach La
ge des Werkstücks 1 zu den Walzwerkzeugen 9, 10 bereits unterschiedliche Zustände
des Kontaktes der Walzwerkzeuge 9, 10 mit dem Werkstück 1 eintreten. So zeigt
Fig. 2 den Zustand, bei dem das linke Walzwerkzeug 9 das Werkstück 1 mit fünf
Kontaktstellen 17 und das rechte Walzwerkzeug 10 das Werkstück 1 nur mit vier
Kontaktstellen 17 berührt. Es kann jedoch bei Walzbeginn auch ein Zustand eintreten,
bei dem die Zahl der Kontaktstellen 17 beider Walzwerkzeuge 9, 10 mit dem Werk
stück 1 gleich ist, wie es Fig. 3 darstellt. Beim Einstechen der rotierenden Walz
werkzeuge 9, 10 in das Werkstück 1 wird dieses ebenfalls in Rotation versetzt, wobei
sich während jeder Werkstückumdrehung, unabhängig vom Anfangszustand, beim
eingängigen Zylinderschneckenprofil zweimal der Zustand der Gleichheit und zweimal
der Zustand der maximalen Ungleichheit der Zahl der Kontaktstellen 17 bzw. der ma
ximalen Kontaktlängendifferenz zwischen der Kontaktlänge des Walzwerkzeugs 9 mit
dem Werkstück 1 einerseits und der Kontaktlänge des Walzwerkzeugs 10 mit dem
Werkstück 1 andererseits einstellt. Wenn während des Walzvorganges eine kontinu
ierliche Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 mit unbeeinflußtem Walzkraft
verlauf erfolgt, so wie es beim Walzverfahren nach dem Stand der Technik geschieht,
entsteht ein gewalztes Werkstück 1' gemäß Fig. 4, bei dem die Werkstückachse 14
einen Versatz 18 zur Verzahnungsachse 19 des Schneckenprofils 20 aufweist.
Um einen solchen Versatz 18 und damit Rundlaufabweichungen des gewalzten
Schneckenprofils 20 zu vermeiden, wird erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen.
Nachdem das zwischen den mitlaufenden Zentrierspitzen 2, 3 aufgespannte Werk
stück 1 mit Hilfe in der Zeichnung nicht dargestellter Mittel, z. B. einen federnden oder
einen optischen Anschlag oder vorzugsweise durch ein Längenmeßsystem, in eine
definierte axiale Lage bezüglich der Walzwerkzeuge 9, 10 verfahren worden ist, wer
den zunächst die Walzwerkzeuge 9, 10 in ihrer Ausgangsposition, d. h. ohne Werk
stückkontakt, um einen Winkel gedreht, der bei Walzbeginn einen Zustand wie er in
Fig. 3 dargestellt ist, d. h. eine gleiche Anzahl von Kontaktstellen 17 der Walzwerk
zeuge 9, 10 am Werkstück 1, gewährleistet. Die Drehbewegung der Walzwerkzeuge
9, 10 wird dabei vom Drehwinkelgeber 16 erfaßt. Nach Drehung der Walzwerkzeuge
in ihrer Ausgangsposition wird die Werkzeugrotation abgeschaltet. Die stillstehenden
Walzwerkzeuge 9, 10 werden sodann radial soweit auf das Werkstück 1 zubewegt,
bis die leicht eingedrungenen Walzwerkzeuge 9, 10 den Rotationsantrieb des Werk
stücks 1 übernehmen können (Fig. 5). In dieser Stellung mit gleicher Zahl von Kon
taktstellen 17 an beiden Werkstückseiten wird die Werkzeugrotation, im Beispiel im
Uhrzeigersinn, zugeschaltet. Gleichzeitig werden die Walzwerkzeuge 9, 10 mit Walz
kraft beaufschlagt (wie es in der Zeichnung die Pfeile 21 symbolisieren), so daß diese
weiter in das Werkstück 1 eindringen. Im Verlaufe der weiteren Werkstückdrehung
wird die Größe der Walzkraft 21 wieder verringert und zwar so, daß diese bei einer
Werkstückdrehung von 90° Null oder zumindest nahezu Null ist, so daß in dieser
Stellung mit ungleicher Zahl von Kontaktstellen 17 bzw. mit einer maximalen Kontakt
längendifferenz keine radiale Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 erfolgt
(Fig. 6). Nach Durchlaufen dieser Stellung wird die Walzkraft 21 wieder erhöht, der
art, daß diese bei einer weiteren Werkstückdrehung um 90° wieder ihren maximalen
Wert erreicht, also bei einem Drehwinkel, bei dem die Walzwerkzeuge 9, 10 die glei
che Zahl von Kontaktstellen 17 zum Werkstück 1 aufweisen bzw. die Kontaktlän
gendifferenz Null wird (Fig. 7). Wie in Fig. 8 dargestellt, ist nach einer weiteren
viertel Umdrehung des Werkstückes 1 wieder ein Zustand mit maximaler Kontaktlän
gendifferenz erreicht, bei dem die Walzkraft 21 abgesenkt sein muß und kein tieferes
Einstechen der Walzwerkzeuge erfolgen darf. Nach einer vollen Werkstückumdrehung
ist gemäß Fig. 9 wieder die Ausgangsstellung, jedoch mit engerem Walzspalt der
Walzwerkzeuge 9, 10 und mit auf das Werkstück 1 aufgewalztem Schneckenprofil ei
ner bestimmten Tiefe erreicht. Auch in diesem Zustand erfolgt die Beaufschlagung
des Systems Werkzeug/Werkstück mit Walzkraft 21 und damit ein weiteres Eindrin
gen der Walzwerkzeuge 9, 10 in das Werkstück 1. In diesem periodischen Wechsel
zwischen Beaufschlagung mit Walzkraft 21 und Absenken derselben, d. h. radialem
Einstechen einerseits und radialem Bewegungsstillstand der Walzwerkzeug 9, 10
andererseits, wird der Walzvorgang während der nächsten Werkstückumdrehungen
solange weitergeführt, bis die gewünschte Tiefe des Schneckenprofils 20 erreicht und
damit die Einstechphase beendet ist.
In der sich anschließenden Kalibrierphase des Werkstücks 1, in der kein weiteres Ein
stechen der Walzwerkzeuge 9, 10 erfolgt, ist dieser periodische Wechsel der Größe
der Walzkraft 21 nicht mehr erforderlich.
Im vorstehend beschriebenen Beispiel ist die Zahl der Walzkraftbeaufschlagungen und
die Zahl der Walzkraftabsenkungen je Werkstückumdrehung jeweils gleich der doppel
ten Gangzahl des zu walzenden Profils; dies ist die maximal mögliche Zahl der Walz
kraftänderungen während einer Werkstückumdrehung. Selbstverständlich ist es auch
denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Zahl der Walzkraftbeaufschlagun
gen und die Zahl der Walzkraftabsenkungen je Werkstückumdrehung auch kleiner als
die doppelte Gangzahl des zu walzenden Profils gewählt wird und/oder daß nicht wäh
rend jeder Werkstückumdrehung in der Einstechphase die auf das Werkstück einwir
kende Walzkraft periodisch abgesenkt wird bzw. ein periodischer radialer Bewe
gungsstillstand der Walzwerkzeuge erfolgt.
Bei Aufnahme des Werkstücks 1 in mitlaufende Zentrierspitzen 2, 3 werden zweck
mäßigerweise die vom mit der Zentrierspitze 3 verbundenen Drehwinkelgeber 8 ge
wonnenen Signale für die Steuerung der Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10
bzw. für die Walzkraftbeaufschlagung und Walzkraftabsenkung verwendet. Alternativ
oder auch zusätzlich können in diesem Fall auch die Signale des am Walzspindelan
trieb 11 plazierten Drehwinkelgebers 16 verarbeitet werden. Für den Fall, daß das
Werkstück 1 zwischen festen, nicht mitlaufenden, Zentrierspitzen aufgenommen ist,
sind die Signale des mit dem Walzspindelantrieb 11 verbundenen Drehwinkelgebers
16 der Steuerung des Walzvorganges zugrunde zu legen.
Im vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß wäh
rend der Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 in das Werkstück 1 keine oder
nur eine vernachlässigbare kleine Axialbewegung des Werkstückes 1 zu den Walz
werkzeugen 9, 10 erfolgt. In Abhängigkeit von der Auslegung der Walzwerk
zeugdurchmesser kann es beim Walzen von Werkstücken mit großer Steigerung und
großer Profiltiefe bei der Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 auf Grund von
Steigungswinkeldifferenzen zwischen Werkzeug- und Werkstückprofilen zu einer
größeren Axialbewegung des Werkstückes 1 zu den Walzwerkzeugen 9, 10 kommen.
Die Absenkungen der Walzkraft müssen dann nicht, wie in den Fig. 6 und 8 ge
zeigt, bei Drehwinkeln von 90° und 270° und die Beaufschlagungen mit der Walz
kraft 21 nicht bei 180° (Fig. 7) und 360° (Fig. 8) erfolgen, sondern abhängig von
Größe und Richtung der Axialbewegung des Werkstückes 1 bei etwas größeren oder
kleineren Drehwinkeln des Werkstückes 1. In diesem Fall ist es erforderlich, die Axial
bewegung des Werkstückes 1 mit einem Längenmeßsystem zu erfassen und die vom
Längenmeßsystem erzeugten Signale der Axialbewegung ebenso wie die vom
Drehwinkelgeber 8, 16 erzeugten Signale der Steuereinrichtung zuzuführen, die mit
dem Walzspindelschlittenantrieb in Wirkverbindung steht.
Claims (7)
1. Walzverfahren zum Herstellen von Steigungsprofilen mit ungerader Gangzahl
auf rotationssymmetrische Werkstücke, insbesondere zum Herstellen von ein-,
drei- oder fünfgängigen Zylinderschneckenprofilen, durch Einstechwalzen mit
tels Zweiwalzen-Profilwalzmaschine, bei der das Werkstück zwischen zwei
Zentrierspitzen aufgespannt wird, die zwei mit ihrer Rotationsachse zur Werk
stückachse parallel und um 180° versetzt angeordneten sowie mit einem
Walzspindelantrieb zur Erzeugung der Rotationsbewegung gekoppelten Walz
werkzeuge in bezüglich der Werkstückachse radial bewegbaren Walzspindel
schlitten gelagert sind und die Walzspindelschlitten zur Beaufschlagung der
Walzwerkzeuge mit einer Walzkraft ihrerseits mit einem Walzspindelschlitten
antrieb gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe der von den Walzwerkzeugen (9, 10) auf das Werkstück (1)
ausgeübten Walzkraft zumindest in einer ersten Einstechphase der Walzwerk
zeuge (9, 10) während der Rotation des Werkstückes (1) in Abhängigkeit von
der jeweiligen Differenz der Kontaktlängen, die zwischen dem Werkstück (1)
und dem ersten Walzwerkzeug (9) einerseits sowie zwischen dem Werkstück
(1) und dem zweiten Walzwerkzeug (10) andererseits besteht, gesteuert wird,
so daß das Werkstück (1) periodisch mit Walzkraft beaufschlagt wird, wobei
das Werkstück (1) mit einer maximalen Walzkraft beaufschlagt wird, wenn die
Kontaktlängendifferenz Null beträgt, und das Werkstück (1) mit einer minima
len Walzkraft beaufschlagt wird, wenn die Kontaktlängendifferenz maximal ist.
2. Walzverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahl der Walzkraftbeaufschlagungen und die Zahl der Walzkraftabsen
kungen je Werkstückumdrehung jeweils gleich der doppelten Gangzahl des zu
walzenden Profils ist.
3. Walzverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzwerkzeuge (9, 10) vor dem Aufsetzen auf das Werkstück (1)
durch Rotation zunächst in eine Position gedreht werden, die beim Aufsetzen
für beide Walzwerkzeuge (9, 10) eine gleiche Anzahl an Kontaktstellen (17) am
Werkstück (1) gewährleistet, danach die Walzwerkzeuge (9, 10) aufgesetzt
werden und erst nach diesem ersten Werkstückkontakt die weitere Drehbewe
gung und die Einstechbewegung der Walzwerkzeuge (9, 10) erfolgt.
4. Zweiwalzen-Profilwalzmaschine zur Durchführung des Walzverfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erfassung der Drehwinkel der Walzwerkzeuge (9, 10) und damit der
Kontaktlängendifferenz zumindest ein Drehwinkelgeber (8, 16) vorgesehen ist
und daß die vom Drehwinkelgeber (8, 16) erzeugten Signale einer Steuerein
richtung zugeführt sind, die mit dem Walzspindelschlittenantrieb in Wirkver
bindung steht.
5. Zweiwalzen-Profilwalzmaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehwinkelgeber (16) mit dem Walzspindelantrieb (11) gekoppelt ist.
6. Zweiwalzen-Profilwalzmaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine der Zentrierspitzen (2, 3) drehbar gelagert ist und der
Drehwinkelgeber (8) mit dieser Zentrierspitze (3) gekoppelt ist.
7. Zweiwalzen-Profilwalzmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich ein Längenmeßsystem zur Erfassung der axialen Lage des
Werkstückes (1) zu den Walzwerkzeugen (9, 10) vorgesehen ist und daß die
vom Längenmeßsystem erzeugten Signale ebenso wie die vom Drehwinkelge
ber (8, 16) erzeugten Signale der Steuereinrichtung zugeführt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997110730 DE19710730B4 (de) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Walzverfahren und Zweiwalzen-Profilwalzmaschine zum Herstellen von Steigungsprofilen mit ungerader Gangzahl auf rotationssymmetrische Werkstücke |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE19710730B4 DE19710730B4 (de) | 2004-09-23 |
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ID=7823452
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19710730B4 (de) |
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