Инструмент для поперечно-винтовой прокатки штучных коротких полых тел вращения

Инструмент для поперечно-винтовой прокатки штучных коротких полых тел вращения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.09,78 (21) 2666352/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51) М. Кл.

В 21Н 1/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.774.77. .002.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Целиков, В. А. Вердеревский, Г. С. Майзелис, С. П. Грановский, Н. А. Целиков, А. Ф. Кирпичников, А. В. )Каворонков, Б. Ф. Выгоднер и Н. В. Мехов (71) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ

ПРОКАТКИ ШТУЧНЫХ КОРОТКИХ ПОЛЫХ ТЕЛ

ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к поперечно-винтовой прокатке и может быть широко использовано при массовом производстве заготовок колец подшипников, заготовок втулок различнаго назначения и других штучных коротких полых тел вращения.

Известен инструмент для получения заготовок колец из прутка поперечно-винтовой прокаткой, содержащий два валка с винтовыми ребордами и длинную оправку с прошивачным конусом, установленную в середине винтового калибра (1). В процессе прокатки пруток задается во вращающиеся валки и от него винтовыми ребордами отсекаются мерные заготовки, которые затем в середине калибра прошиваются в кольцевые изделия.

Однако этот инструмент не мог найти

° применения, так как при прошивке мерных заготовок оправкой весь металл идеттолько в раскатку, а не в вытяжку (его течению в продольном направлении препятствуют реборды и набегающий металл), что приводит к значительному искажению формы прокатываемых изделий.

Известен также инструмент для поперечно-винтовой прокатки, содержащий прокатные валки и прошивную сферическую или коническую пробку, установленную между валками на стержне. Каждый валок состоит из конуса захвата, зоны пережима и ко нической зоны раскатки (2). Прошивка гильз из прутковой заготовки на этом ин5 струменте осуществляется следующим образом. Зацентрованный нагретый пруток задается во вращающиеся развернутые относительно оси прокатки валки, захватывается конусами захвата и получает враща10 тельно-поступательное движение. Попадая в зону пережима, пруток встречает на своем пути прошивную пробку и прошивается в трубную заготовку (гильзу). Проходя через зону раскатки, прошитая гильза не15 сколько увеличивается в диаметральных размерах. Внутренний диаметр гильзы становится больше максимального диаметра пробки.

Этот инструмент широко применяется при

20 производстве длинных трубных заготовок.

Однако на таком инструменте невозможно получать штучные короткие полые заготовки, спрос на которые в различных отраслях машиностроения велик.

25 Наиболее близким по технической сущности является инструмент для поперечновинтовой прокатки штучных коротких полых тел вращения, содержащий прокатные валки, каждый из которых имеет конус за30 хвата и многовитковую винтовую реборду, 4i .. ф

768526

3 образующую винтовой калибр с участками формовки, калибровки и разделения, и оправку с конической гоЛовной частью (3).

Инструмент работает следующим образом. Трубная заготовка, надетая на оправку, подается во вращающиеся, развернутые относительно оси прокатки валки. Попадая в конусы захвата валков, заготовка получает вращательно-поступательное движение и редуцируется на оправку. На участке формовки винтовые реборды валков постепенно внедряются в тело трубной заготовки, отсекая от нее кольцевые участки требуемого объема и формуя из них заданные изделия, соединенные друг с другом кольцевыми перемычками. На участке калибровки сформованные изделия проглаживаются в валках по наружной поверхности неизменными по своим параметрам дном калибра и винтовыми ребордами полного профиля. На участке разделения непрерывно расширяющиеся реборды рвут перемычку, соединяющую соседние прокатанные изделия, отделяя их друг от друга на штучные заготовки.

Этот инструмент позволяет получать из трубной заготовки штучные короткие полые заготовки деталей машин с большой производительностью (до 8 —;9 шт./сек на двухзаходных валках) и соотносительно высокой точностью. Процесс легко поддается автоматизации и механизации.

Недостатком данного процесса и используемого для его осуществления инструмента является то, что в качестве исходной заготовки необходимо использовать либо трубу, полученную течением, либо прошитую гильзу.

Поскольку точеные трубы являются дефицитными и дорогостоящими, в промышленности используют в качестве исходной заготовки прошитую гильзу. Тем не менее получение штучных полых изделий обладает недостаточной высокой производительностью и значительными затратами, так как для их производства из дешевой прутковой заготовки в состав промышленного агрегата необходимо включать прошивной стан поперечной прокатки с необходимым оборудованием и механизмами, а также формовочный стан поперечно-винтовой прокатки.

Все это также требует больших производственных площадей и увеличения обслуживающего агрегат персонала.

Целью изобретения является повышение производительности и снижения затрат на изготовление полых тел вращения.

Поставленная цель достигается тем, что каждый валок выполнен с расположенным между конусом захвата и винтовым калибром прошивным участком, состоящим из зоны пережима и конической зоны раскатки.

При этом коническая зона раскатки на каждом валке выполнена, по меньшей ме5

65 ре, из двух участков с разными углами наклона образующей к оси валка.

Кроме того, конус головной части оправки выполнен, по меньшей мере, с двумя участками, имеющими разные углы наклона образующей к оси оправки.

Также целесообразно выполнять угол наклона образующей последнего участка конической зоны раскатки, равным углу наклона образующей последнего участка конуса головной части оправки.

Кроме того, на каждом валке между зоной раскатки и винтовым калибром может быть выполнен кольцевой редуцирующий гребень, Такое конструктивное выполнение инструмента для поперечно-винтовой прокатки позволяет получать штучные полые короткие тела вращения за одну операцию на одном комплекте инструмента в одной рабочей клети, что обеспечит достижение поставленной цели.

На фиг. 1 изображен общий вид инструмента в процессе прокатки; на фиг. 2 — вариант выполнения инструмента в процессе прокатки; на фиг. 3 — узел 1 фиг. 2.

Инструмент содержит прокатные валки 1, на каждом из которых последовательно выполнены конус захвата 2, зона пережима 3, зона раскатки 4, все вместе образующие прошивной участок 5. 3а зоной раскатки 4 расположены кольцевой редуцирующий гребень 6 и винтовой калибр 7, образованный винтовой ребордой 8 с участками формовки 9, калибровки 10 и разделения 11.

На участке формовки 9 высота и ширина реборды 8 в основании увеличиваются, а ширина реборды при вершине уменьшается.

На участке калибровки 10 реборда 8 остается неизменной по своим параметрам.

На участке разделения 11 реборда 8 одинаково расширяется при вершине и в основании. Между валками 1 установлена цилиндрическая оправка 12 с конической головной частью 13 так, что в процессе прокатки головная часть 13 находится в зоне конуса захвата 2, участка пережима 3 и раскатки

4 валков 1. Также между валками 1 находится прокатываемая заготовка, последовательно состоящая из прутковой заготовки

14, прошитой гильзы 15, формуемых кольцевых изделий 16, калибруемых изделий 17 и отделяемой штучной прокатанной заготовки 18.

Инструмент работает следующим образом. Пруток 14 поступает во вращающиеся в одну сторону валки 1, развернутые относительно оси прокатки, захватывается конусами 2, приобретая вращательно-поступательное движение, встречает на своем пути головную часть 13 оправки 12 и прошивается в гильзу 15, которая раскатывается в зоне раскатки 4. При этом внутренний диаметр полученной гильзы 15 несколько больше диаметра оправки 12. После зоны !

768526

65 раскатки 4 гильза попадает под кольцевые гребни 6 и редуцируется на оправке 12. Далее гильза 15 попадает в винтовой калибр

7, где на участке формовки 9 винтовые реборды 8, постепенно внедряясь в тело гильзы 15, отсекают от нее необходимые заготовки и формуют из него предварительные изделия 16, которые на участке калибровки

10 проглаживаются в требуемые изделия

17, соединенные друг с другом тонкими и короткими перемычками. На участкеразделения 11 непрерывно расширяющиесяреборды 8 разрывают перемычку, отделяя готовое кольцо от предыдущего., Штучные кольцевые изделия 18 готовы для дальнейшей обработки.

Валки 1 с оправкой 12 были успешно опробованы на лабораторном стане. Прокатанные на этом инструменте заготовки колец подшипников соответствовали предъявляемым к ним требованиям.

Однако следует отметить, что при прокатке полых изделий в винтовых калибрах у полученных заготовок на внутренней поверхности, как правило, образуется утяжина. Эта утяжина образуется, главным образом, вследствие раскатки, которой подвергается металл в процессе редуцирования гильзы на оправке.

С целью уменьшения раскатки металла в процессе прокатки его в винтовом калибре за счет исключения операции редуцирования гильзы на оправке перед ее прокаткой в винтовом калибре инструмент для поперечно-винтовой прокатки может содержать прокатные валки 19, на каждом из которых последовательно выполнены конус захвата

20. Зона пережима 21 и коническая зона раскатки 22, образующие участок прошивки 23 (фиг. 2). Коническая зона раскатки каждого валка 19 выполнена из двух участков с разными углами наклона образующей к оси валка 19 (соответственно, с углами а> и а ). За зоной раскатки расположен винтовой калибр 24, образованный винтовой ребордой 25 с участками формовки

26, калибровки 27 и разделения 28. Между валками 19 установлена цилиндрическая оправка 29 с головной частью 30, расположенной под зонами захвата 20, пережима

21 и раскатки 22 валков 19. При этом конус головной части 30 оправки выполнен с двумя участками, имеющими разные углы наклона образующей к оси оправки 20 (соответственно, углы а> и п4, причем угол а4 равен углу а конуса валка 19; ар=a4).

Следует также отметить, что оправка 29 установлена в валках 19 так, что конический участок головной части 30, наклоненный под углом а4, находится под коническим участком валков 19, наклонным под углом а, Также между валками 19 находится прокатываемая заготовка, последовательно состоящая из прутковой заготовки 31, проши5

ЗО

55 той гильзы 32, формуемых изделий 33, калибруемых изделий 34 и отделяемой штучной прокатанной заготовки 35.

Инструмент работает следующим образом. Пруток 31 задается во вращающиеся в одну сторону, развернутые относительно оси прокатки валки 19, захватывается конусами захвата 20, приобретая вращательно-поступательное движение, встречает на своем пути головную часть 30 оправки 29 и прошивается в гильзу 32, которая раскатывается в зоне раскатки 22, плотно прилегая при этом к поверхности головной части оправки по всему периметру. Плотное прилегание прошиваемого металла к поверхности головной части 30, а затем и к поверхности оправки 29 (диаметр прошиваемого прутка и прошитой гильзы по внутреннему диаметру в каждый момент равен соответствующему диаметру головной части 30 или оправки 29) обеспечивается следующими факторами: наличием у каждого из валков 19 в конической зоне раскатки 22 двух участков с разными углами наклона образующей к оси валка; наличием у конуса головной части 30 двух участков с разными углами наклона образующей коси оправки 29; равенством углов а> и а4 участка зоны раскатки валка и участка головной части 30 (а — — а4) и расположением этих участков в процессе прокатки одного под другим. В этом случае разные углы наклона участков с углами а, валка 19 и а головной части 30 обеспечивают нормальное течение процесса прошивки гильзы 32 из прутка 31, а параллельность участков с одинаковыми углами наклона Ko=K4 обеспечивает раскатку прошитой гильзы при прилегании последней к поверхности головной части оправки. В дальнейшем прошитая и раскатанная гильза 32, плотно прилегая к оправке 29 по всему периметру, попадает в винтовой калибр 24, прокатывается в требуемые изделия 35. При этом полученные штучные изделия 35 практически не имеют утяжины по внутреннему диаметру.

Головная часть на участке угла а> может быть выполнена также сферической. Тогда она должна быть установлена в валках так, чтобы под конусом с углом зоны раскатки валков 19 находился конический участок головной части, идущий в параллель с ними.

Предложенный инструмент позволяет получать полые штучные изделия на прокатном стане вместо прокатного агрегата.

Формула изобретения

1. Инструмент для поперечно-винтовой прокатки штучных коротких полых тел вращения, содержащий прокатные валки, каждый из которых выполнен с конусом захвата и многовитковой винтовой ребордой, 768526 образующей винтовой калибр с участками формовки, калибровки и разделения, и оправку с конической головной частью, о тличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения затрат на изготовление полых тел вращения, каждый валок выполнен с расположенным между конусом захвата и винтовым калибром прошивным участком, состоящим из зоны пережима и конической зоны раскатки.

2. Инструмент по п. 1, отл и чаю щи и ся тем, что на каждом валке коническая зона раскатки выполнена, по меньшей мере, из двух участков с разными углами наклона образующей к оси валка.

3. Инструмент по пп. 1 и 2, отл ича юшийся тем, что конус головной части оправки выполнен, по меньшей мере, с двумя участками, имеющими разные углы наклона образующей к оси оправки.

4. Инструмент по пп. 1 — 4, отлича юшийся тем, что угол наклона образующей последнего участка конической зоны раскатки равен угла наклона образующей по5 следнего участка конуса головной части оправки.

5, Инструмент по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что на каждом валке между зоной раскатки и винтовым калибром выполнен коль10 цевой редуцирующий гребень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Авторское свидетельство СССР № 64946, кл. В 21Н 1/12, 1944.

2. Ф. А, Данилов, А. 3. Глейберг и В. Г.

Балакин, Горячая прокатка труб, M., Металлургиздат, 1962, с. 199, 206.

20 3. Авторское свидетельство СССР № 446343, кл. В 21Н 1/06, 1972,