NO833372L

NO833372L - DEVICE FOR WORKING PROFILE BUNDLE

Info

Publication number: NO833372L
Application number: NO833372A
Authority: NO
Inventors: Rudolf Siegwart
Original assignee: Voest Alpine Ag
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1983-09-19
Publication date: 1984-04-30
Also published as: AT375285B; JPS5993225A; ATA396482A; EP0109378A1

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for bearbeidelse av gjengeprofilbunner, bestående av et rulleverktøy opptagende, The invention relates to a device for processing threaded profile bottoms, consisting of a rolling tool holding,

i hovedsaken i rulleverktøyets dreieakseretning forløpende verktøybærer som er dreieforstillbart opplagret på en i verktøyopptaket i en dreiemaskin innspennbar verktøyholder om en loddrett på rulleverktøyets dreieakse og loddrett på dreiemaskinens arbeidsspindelakse .forløpende akse. mainly in the direction of the rolling tool's rotation axis continuous tool carrier which is rotatably stored on a tool holder that can be clamped in the tool holder in a lathe about a vertical to the rolling tool's rotation axis and vertical to the lathe's work spindle axis.continuous axis.

For fremstilling av høyt påkjente gjenger, eksempelvis av den±ype som kreves på rør som benyttes i jordoljeindustrien, For the production of highly stressed threads, for example of the type required for pipes used in the petroleum industry,

er det kjent å bearbeide profilbunnen i gjengene ved hjelp av et rulleverktøy, for derved å glatte og herde overflate-strukturen. For dette formål blir rulleverktøyet satt inn i verktøyopptaket i en dreiemaskin hvor emnet med gjenge-partiet er oppspent. Ved hjelp av en bevegelse av verktøy-sleden, med samtidig rotasjon av emnet, kan rulleverktøyet føres langs gjengerillene. For dette formål er det dog nød-vendig å stille inn rulleverktøyet i samsvar med stignings-vinkelen til gjengen. Dersom det ikke benyttes en egen verktøybærer for hver enkelt aktuell gjengestigning, slik at man er sikret den ønskede innretting av rulleverkrøyet, så it is known to process the bottom of the profile in the threads using a rolling tool, thereby smoothing and hardening the surface structure. For this purpose, the rolling tool is inserted into the tool holder in a lathe where the workpiece with the threaded part is clamped. By means of a movement of the tool slide, with simultaneous rotation of the workpiece, the rolling tool can be guided along the thread grooves. For this purpose, however, it is necessary to set the rolling tool in accordance with the pitch angle of the thread. If a separate tool carrier is not used for each relevant thread pitch, so that the desired alignment of the rolling stock is ensured, then

må verktøybæreren være opplagret dreieforstillbart i forhold til en verktøyholder om en loddrett, på rulleverktøyets dreieakse og loddrett på dreiemaskinens arbeidsspindelakse rettet akse. Da verktøybæreren for å muliggjøre bearbeidelse av såvel utvendige som innvendige gjenger i hovedsaken må strekke seg i rulleverktøyets dreieakseretning, og den dessuten må the tool carrier must be stored rotatably in relation to a tool holder about a vertical, on the rolling tool's axis of rotation and perpendicular to the lathe's working spindle axis directed axis. Since the tool carrier, in order to enable machining of both external and internal threads, must mainly extend in the direction of the rolling tool's axis of rotation, and it must also

være opplagret i verktlyholderen i området ved sin i forhold til rulleverktøyet motliggende ende, vil en svingeforstilling av verktøybæreren for tilpassing til ulike gjengestigninger i en ekstra stillingsforskyvning av rulleverktøyet ut av ansettingsområdet, slik at det i forbindelse med en skråfor-stilling av rulleverktøyet er nødvendig med en ekstra stil-lingskorreksjon av rulleverktøyet i tangensiell retning i forhold til emnet. Denne ekstra korreksjonsforstilling er det imidlertid ikke mulig å utføre ved vanlige verktøysleder be stored in the tool holder in the area at its end opposite to the rolling tool, a pivoting adjustment of the tool carrier for adaptation to different thread pitches will in an additional displacement of the rolling tool out of the application area, so that in connection with an inclined adjustment of the rolling tool it is necessary to an additional positional correction of the rolling tool in the tangential direction in relation to the workpiece. However, it is not possible to carry out this additional correction adjustment with normal tool guides

bare ved hjelp av verktøysleden. Ved nemerisk styrte dreiemaskiner må dessuten styresignalene endres i avhengighet av denne korreksjonsverdien, og dette er et arbeids- og tids-krevende tiltak. only using the tool slide. In numerically controlled lathes, the control signals must also be changed depending on this correction value, and this is a labor- and time-consuming measure.

Hensikten med oppfinnelsen er således å unngå de foran nevnte ulemper og å forbedre en innretning av den innledningsvis nevnte type slik at det muliggjøres en tilpassing til ulike gjengestigninger uten at det er nødvendig med ekstra korreksjons-forstillinger av rulleverktøyet. The purpose of the invention is thus to avoid the disadvantages mentioned above and to improve a device of the type mentioned at the outset so that adaptation to different thread pitches is possible without the need for additional correction adjustments of the rolling tool.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at verktøysholderen har en sirkelbueføring for verktøybæreren, idet sirkelbueføringens midtpunkt ligger i rulleverktøyets aksenormale hovedplan. According to the invention, this is achieved by the tool holder having a circular arc guide for the tool carrier, the center of the circular arc guide lying in the main plane normal to the axis of the rolling tool.

Anordningen av en sirkelbueføring for verktøybæreren medfører at verktøybærerens geometriske dreieakse kan legges i rulle-verktøyets hovedplan,og gjennomrulleverktøyets inngrepsområde på emnet. Dette betyr at rulleverktøyet bare svinges i samsvar med den ønskede gjengestigning og således ikke forskyves ut fra arbeidsområdet, slik at altså en ekstra korreksjonsforstilling blir overflødig. Rulleverktøyets hovedplan bestemmes av den rulleverktøydiameter som går radialt i forhold til emnet, henholdsvis i forhold til arbeidsspindelaksen, og som rulleverktøyet kan dreies om i en gjengerille uten side-veis forskyvning i forhold til gjengeprofilen. Ved et sym-metrisk utformet rulleverktøy vil derfor rulleverktøyets hovedplan falle sammen med det aksenormale symmetriplan. The arrangement of a circular arc guide for the tool carrier means that the geometric axis of rotation of the tool carrier can be placed in the main plane of the rolling tool, and through the rolling tool's engagement area on the workpiece. This means that the rolling tool is only swung in accordance with the desired thread pitch and is thus not displaced out of the working area, so that an additional correction adjustment becomes redundant. The rolling tool's main plane is determined by the rolling tool diameter that runs radially in relation to the workpiece, respectively in relation to the work spindle axis, and around which the rolling tool can be turned in a thread groove without lateral displacement in relation to the thread profile. In the case of a symmetrically designed rolling tool, the main plane of the rolling tool will therefore coincide with the axis-normal symmetry plane.

Som sirkelbueføring kan det benyttes en tilsvarende krummet føringsskinne. Særlig fordelaktige forhold med hensyn til oppnåelsen av en enkel konstruktiv utførelse oppnår man dersom verktøyholderens sirkelbueføring består av et sirkelbueformet forløpende spor hvori i det minste to føringslegemer på verktøybæreren griper inn. Dette sporet kan fremstilles med meget stor nøyaktighet, slik at man kan oppnå en klaringsfri føring av verktøybæreren. For dette formål vil det være tilfredsstillende at føringslegemene består av glidesko. Anvendes det rullelegemer istedenfor glidesko, noe som A similarly curved guide rail can be used as a circular arc guide. Particularly advantageous conditions with regard to the achievement of a simple constructive design are achieved if the tool holder's circular arc guidance consists of a circular arc-shaped continuous track in which at least two guide bodies on the tool carrier engage. This groove can be produced with very high accuracy, so that clearance-free guidance of the tool carrier can be achieved. For this purpose, it will be satisfactory if the guide bodies consist of sliding shoes. If rolling elements are used instead of sliding shoes, which

er mulig, så må det anvendes minst tre rullelegemer dersom man vil hindre en samtidig anligging av hvert rullelegeme mot begge sporsideveggene. Slikt anlegg vil nødvendigvis være forbundet med glidefriksjon. is possible, then at least three rolling bodies must be used if you want to prevent simultaneous contact of each rolling body against both track side walls. Such a facility will necessarily be associated with sliding friction.

Dersom det gjennom hvert føringslegeme går en klemskrue som rager gjennom langhull i området til sporbunnen og er av-støttet mot verktøyholderen og mot verktøybæreren, så be-høver ikke sirkelbueføringen oppta noen arbeidskrefter, fordi disse arbeidskreftene via.klemforbindelsen mellom verktøy-bæreren og verktøyholderen. SLanghullene i sporbunnområdet vil gi den nødvendige mulighet for verktøybærerens dreieforstilling for tilpassing av rulleverktøyets stilling til den respektive gjengestigning. På tegningen er oppfinnelsen vist i form av ett utførelseseksempel. På tegningen viser If through each guide body there is a clamping screw that protrudes through long holes in the area of the track bottom and is supported against the tool holder and against the tool carrier, then the circular arc guide does not need to take up any working forces, because these working forces via the clamping connection between the tool carrier and the tool holder. The slotted holes in the slot bottom area will provide the necessary opportunity for the tool carrier's rotary adjustment to adapt the rolling tool's position to the respective thread pitch. In the drawing, the invention is shown in the form of an exemplary embodiment. The drawing shows

figur 1 en innretning ifølge oppfinnelsen for bearbeidelsefigure 1 a device according to the invention for processing

av gjengeprofilbunner, og innretningen er vist delvist of threaded profile bottoms, and the device is shown partially

gj ennomskåret,gj uncut,

figur 2 viser innretningen i snitt etter linje II-II i figur 1, figur 3 viser et snitt etter III-III i figur 1, og figur 4 viser en innretning for dreieforstilling av verktøy-bæreren i snitt. Figure 2 shows the device in section along line II-II in Figure 1, Figure 3 shows a section along III-III in Figure 1, and Figure 4 shows a device for turning the tool carrier in section.

Som særlig vist i figurene 1 og 2 består den viste innretning for bearbeidelse av gjengeprofilbunner i hovedsaken av en verktøyholder 1 som kan settes inn i verktøyopptaket i en dreiemaskin, og av en verktøybærer 2 for opptak av et rulle-verktøy 3. Verktøybæreren er todelt og har et om en akse 4 svingbart opplagret bærelegeme 5 og et dette bærelegeme 5 As particularly shown in Figures 1 and 2, the device shown for processing threaded profile bottoms mainly consists of a tool holder 1 which can be inserted into the tool holder in a turning machine, and of a tool holder 2 for holding a rolling tool 3. The tool holder is two-part and has a support body 5 pivotably supported about an axis 4 and this support body 5

med aksen 4 opptagende hus 6. Huset 6 har to eksentrisk with the axis 4 receiving housing 6. The housing 6 has two eccentric

anordnede, hverandre diametralt motliggende og ved hjelp av en betjeningsaksel 7 forstillbare anslag 8 for bærelegemet 5. Bærelegemet kan ved hjelp av to fjærpakker 9 trykkes mot det arranged, diametrically opposite each other and with the help of an operating shaft 7 adjustable stops 8 for the support body 5. The support body can be pressed against it by means of two spring packs 9

ene eller det andre av de to anslag 8 til en arbeidsstilling. Fjærpakkene 9 er anordnet på en bolt 10 mellom to skiver 11, slik at de kan pådras aksialt via bolten 10. For dette formål er det anordnet en stillskrue 12 som er skrudd inn i en gjenge-boring i bolten 10. Bolten kan forskyves aksialt, men er rotasjonsikret ved hjelp av en stift 13 som er satt inn i en gjennomgående åpning 14 i verktøybærerens bærelegeme 5. Bærelegemet 5 danner i området til denne gjennomgående åpning one or the other of the two estimates 8 to a work position. The spring packs 9 are arranged on a bolt 10 between two washers 11, so that they can be applied axially via the bolt 10. For this purpose, a set screw 12 is arranged which is screwed into a threaded bore in the bolt 10. The bolt can be displaced axially, but is secured against rotation by means of a pin 13 which is inserted into a through opening 14 in the tool carrier's support body 5. The support body 5 forms in the area of this through opening

et ringformet motlager 15 for de to fjærpakkene 9, slik at ved en forstilling av bolten 10 ved hjelp av stillskruen 12 an annular counter bearing 15 for the two spring packs 9, so that when the bolt 10 is adjusted by means of the adjusting screw 12

vil den ene av de to fjærpakker 9 forspennes mellom en skive 11 og motlageret 15, mens den respektive andre fjærpakke 9 avlastes. Som følge av denne forspenningen av den ene av de to fjærpakker 9 trykkes bærelegemet 5 mot et av de to anslag 8. Settes nå rulleverktøyet 3 an mot emnet, så vil det på rulleverktøyet 3 virke en reaksjonskraft 16 som bevirker en svinging av bærelegemet 5 om aksen 4 og en løfting av bærelegemet 5 fra det nevnte anslag 8. På denne måten bestemmes rulleverktøyets 8 trykkraft mot emnet av fjærspenningen i fjærpakken 9, og på fordelaktig måte oppnås således en mulighet for en forvelging av trykkraften. Boltens 10 bevegelsesstrek-ning kan utnyttes for anvisning av forspenningen henholdsvis den innstilte trykkraft, idet bolten 10 ved hjelp av en ikke nærmere vist forbindelses-stangmekanisme kan forbindes med et måleur 17. one of the two spring packs 9 will be biased between a disk 11 and the counter bearing 15, while the respective other spring pack 9 is relieved. As a result of this biasing of one of the two spring packs 9, the support body 5 is pressed against one of the two stops 8. If the rolling tool 3 is now placed against the workpiece, a reaction force 16 will act on the rolling tool 3 which causes a swing of the support body 5 about the axis 4 and a lifting of the support body 5 from the aforementioned abutment 8. In this way, the pressing force of the rolling tool 8 against the workpiece is determined by the spring tension in the spring pack 9, and in an advantageous way an opportunity for a pre-selection of the pressing force is thus achieved. The range of motion of the bolt 10 can be used to indicate the pretension or the set pressure force, as the bolt 10 can be connected to a dial gauge 17 by means of a connecting rod mechanism, not shown in detail.

I tillegg til innstillingen av rulleverktøyets trykkraft mot emne er det nødvendig å rette inn rulleverktøyet 3 med hensyn til gjengestigningen, for derved å sikre at rulleverktøyet 3 ruller In addition to the setting of the rolling tool's pressure force against the workpiece, it is necessary to align the rolling tool 3 with regard to the thread pitch, thereby ensuring that the rolling tool 3 rolls

i profilbunnen langs gjenger illen. For dette formål må rulleverktøyet 3 kunne dreie seg om en akse som går loddrett på rulleverktøyets 3 dreieakse 18 og loddrett på dreiemaskinens arbeidsspindelakse. For at under dette ikke skal oppstå en forskyvning av rulleverktøyet 3 ut av ansettingsområdet, må dreie- in the bottom of the profile along the threads. For this purpose, the rolling tool 3 must be able to rotate about an axis that runs vertically on the rolling tool 3's turning axis 18 and vertically on the lathe's working spindle axis. In order that during this no displacement of the rolling tool 3 out of the application area occurs, turning

aksen ligge i rulleverktøyets 3 hovedplan 19, da det bare er en slik geometrisk dreieakse som tillater en skråinnstill-ing av rulleverktøyet 3 uten en samtidig forskyvning ut av ansettingsområdet. Da det imidlertid i dette området ikke kan anordnes noen reell fysisk akse må det anordnes en sirkelbue-føring 20 for verktøybæreren 2, idet denne sirkelbueførings midtpunkt ligger på rulleverktøyets dreieakse 18 og i det aksenormale hovedplan 19. Man vil da være sikret den ønskede svingemulighet for rulleverktøyet 3 for tilpassing til de ulike gjengestigninger, uten samtidig forskyvning av rulle-verktøyet. Den viste innretning kan således benyttes uavhengig av den konstruktive oppbygging av den valgte dreiemaskin, og innretningen kan således også benyttes i numerisk styrte dreiemaskiner. the axis lies in the main plane 19 of the rolling tool 3, as there is only such a geometric axis of rotation which allows an inclined setting of the rolling tool 3 without a simultaneous displacement out of the application area. However, since no real physical axis can be arranged in this area, a circular arc guide 20 must be arranged for the tool carrier 2, the center of this circular arc guide being located on the rolling tool's axis of rotation 18 and in the axis-normal main plane 19. One will then be assured of the desired turning possibility for the rolling tool 3 for adaptation to the various thread pitches, without simultaneous displacement of the rolling tool. The device shown can thus be used independently of the constructive structure of the selected lathe, and the device can thus also be used in numerically controlled lathes.

Sirkelbuefør ingen 20 er i utførelseseksempelet utformet somCircular arc front no 20 is designed as in the design example

et srieklbueformet forløpende spor 21 i en bunnplate 22 i verktøyholderen 1. I dette sporet 21 griper i huset 6 innsatte, hylseformede føringslegemer 23 inn, slik det er vist i fig. 3. Klemskruer 24 går gjennom disse føringslegemer 23 og klemskruene er opplagret i verktøybærerens 2 hus 6 og rager gjennom langhull 25 i sporbunnområdet, slik at huset 6 ved hjelp av klemskruene 24 kan fastklemmes i forhold til bunnplaten 22. Denne klemforbindelsen bevirker at sirkelbuefør ingen 20 fri-gjøres for belastningskrefter fra rulleverktøyet og at disse belastningskrefter via klemforbindelsen føres fra verktøybæreren 2 og over i verktøyholderen 1. For ekstra stillingsfiksering av verktøybæreren 2 i forhold til verktøyholderen 1 er det på verktøybærerens 2 fra rulleverktøyet 3 vendte ende anordnet en ekstra klemskrue 26. Denne klemskruen går med klaring gjennom et langhull 27 i verktøyholderens 1 bunnplate 22, an arc-shaped continuous groove 21 in a bottom plate 22 in the tool holder 1. In this groove 21, sleeve-shaped guide bodies 23 inserted in the housing 6 engage, as shown in fig. 3. Clamping screws 24 pass through these guide bodies 23 and the clamping screws are stored in the housing 6 of the tool carrier 2 and protrude through long holes 25 in the groove bottom area, so that the housing 6 can be clamped with the help of the clamping screws 24 in relation to the bottom plate 22. This clamping connection causes the circular arc to no 20 is freed from load forces from the rolling tool and that these load forces are carried via the clamping connection from the tool carrier 2 into the tool holder 1. For additional positional fixation of the tool carrier 2 in relation to the tool holder 1, an additional clamping screw 26 is arranged on the end of the tool carrier 2 facing away from the rolling tool 3. This clamping screw goes with clearance through a long hole 27 in the bottom plate 22 of the tool holder 1,

slik at verktøybærerens svingeforstilling ikke hindres til tross for at langhullet er rett. so that the tool carrier's turning position is not hindered despite the long hole being straight.

For innstilling av den ønskede, tilgjengestigningen innpass-ede skråstilling av rulleverktøyet 3 benyttes en skrumekanisme 28 hvis skruespindel 29 bærer en medbringer tapp 30 som griper inn i huset 6. Etter at klemskruene 24 og 26 er løsnet kan derfor innretningen tilpasses en ønsket gjengestigning ved hjelp av skrumekanismen 28. Rulleverktøyets 3 skråstilling kan leses av på en skala 31 på bunnplaten 22. Denne skala samvirker med en viser 32 som er montert på huset 6. Da skalaen 31 og viseren 32 ligger i området til enden av verktøybæreren 2 som vender fra rulleverktøyet 3, vil man selv for små vinkler få en høy avlesningsnøyaktighet. Etter innstillingen av den ønskede skråvinkel for rulleverktøyet 3 trekkes klemskruene 24 og 26 til igjen, og etter en innstilling av ønsket for-spenningskraft for fjærpakkene 9 og valg av trykkretning kan man så gjennomføre den ønskede gjengebearbeidelse. Som følge av de gitte innstillingsmuligheter kan bearbeidelsen både ytter-gjenger og innergjenger såvel som høyre- og venstregjenger bearbeides. A screw mechanism 28 is used to set the desired inclined position of the rolling tool 3, adjusted to the access pitch, whose screw spindle 29 carries a driving pin 30 which engages in the housing 6. After the clamping screws 24 and 26 have been loosened, the device can therefore be adjusted to a desired thread pitch using of the screw mechanism 28. The inclination of the rolling tool 3 can be read off on a scale 31 on the bottom plate 22. This scale cooperates with a pointer 32 which is mounted on the housing 6. Since the scale 31 and the pointer 32 are located in the area of the end of the tool carrier 2 facing away from the rolling tool 3, a high reading accuracy will be obtained even for small angles. After setting the desired bevel angle for the rolling tool 3, the clamping screws 24 and 26 are tightened again, and after setting the desired pre-tensioning force for the spring packs 9 and selecting the pressure direction, the desired thread processing can then be carried out. As a result of the given setting options, both external and internal threads as well as right- and left-hand threads can be processed.

Claims

1. Device for processing thread profile bottoms, consisting of a rolling tool (3) receiving, mainly in the direction of the rolling tool's (3) axis of rotation a tool carrier (2) which is rotatably stored on a tool holder (1) that can be clamped into the tool holder of a lathe ) about a continuous axis perpendicular to the turning axis (18) of the rolling tool (3) and perpendicular to the working spindle axis of the turning machine, characterized in that the tool holder (1) has a circular arc guide (20) for the tool carrier (2), the center of which circular arc guide lies in the axis normal of the rolling tool (3) main plan (19).

2. Device according to claim 1, characterized in that the circular arc guide (20) of the tool holder (1) consists of a circular arc-shaped continuous track (21) in which at least two guide bodies (23) on the tool carrier (2) engage.

3. Device according to claim 2, characterized in that the guide bodies (23) consist of sliding shoes.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that a respective clamping screw (24) passes through each guide body (23), protrudes through long holes (25) in the track bottom area and is supported against the tool holder (1) and against the tool carrier (2).