СПОСОБ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ КОРОТКИХ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B21H1/14 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении шариков методом поперечно-винтовой прокатки.

Известен способ поперечно-винтовой прокатки, в котором прутковую заготовку прокатывают в двухвалковом калибре с направляющими проводками, валки которого выполняют одного и того же диаметра по дну калибров, а реборды разной высоты, и ось прутковой заготовки располагают в плоскости прокатных валков [1]
Недостатком известного способа является то, что валок с большей высотой реборды увеличивает прижим заготовки к проводке в большей степени, чем уменьшает прижим заготовки в этой же проводке валок с меньшей высотой реборды, что приводит к повышенному износу проводки и уменьшению ее стойкости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, в котором прутковую заготовку прокатывают в двухвалковом калибре с направляющей проводкой, валки которого выполнены с винтовыми ребордами разного диаметра, при этом ось прутковой заготовки смещают от плоскости валков в направлении вектора скорости точек контакта с заготовкой валка с ребордой меньшего диаметра [2]
Недостаток этого способа заключается в том, что уменьшается площадь рабочей поверхности проводок, что приводит к уменьшению их стойкости.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе поперечно-винтовой прокатки шариков, при котором заготовку прокатывают в двухвалковом калибре с направляющими проводками, валки которого выполнены с винтовыми ребордами разного диаметра, прутковую заготовку прокатывают в валках, высота реборды одного из которых с меньшим диаметром выполнена больше радиуса прокатываемой заготовки, а высота реборды с большим диаметром выполнена равной одной трети радиуса прокатываемой заготовки, при смещении оси направляющих проводок относительно середины межцентрового расстояния между валками в сторону валка с меньшим диаметром и увеличении площади рабочей поверхности проводок.

За счет смещения оси проводок относительно середины межцентрового расстояния между валками в сторону валка меньшего диаметра и выполнения высот реборд разными, а также за счет увеличения площади рабочей поверхности проводок увеличивается долговечность направляющих проводок, т.е. повышается стойкость инструмента.

Способ поясняется чертежом.

Винтовой калибр включает в себя валок 1 и валок 2 разных диаметров D₁ и D₂ по дну калибров, направляющие проводки 3 с рабочими площадками 4. Прутковая заготовка 5 с окружностью 6 D₃ валка 1 контактирует окружностью 7 D₄, а с окружностью 8 D₅ валка 2 окружностью 9 D₆. Ось 10 прутковой заготовки 5 находится в одной плоскости с осями 11 и 12 валков 1 и 2, а ось 13 направляющих проводок 3 смещена относительно середины межцентрового расстояния между валками в сторону валка 1 с меньшим диаметром.

Способ осуществляют следующим образом.

Прутковую заготовку 5 задают между проводками 3 и обжимают валками 1 и 2. Во время обжатия заготовка 5 обкатывается без скольжения по окружностям 6-9, что исключает прижим заготовки к проводкам 3, т.е. обеспечивает равновесие оси 10 прутковой заготовки 5 в плоскости осей 11 и 12 валков. Ширина рабочих поверхностей 4 проводок 3 при таком расположении осей 10, 11 и 12 получается максимальной.

Предлагаемый способ поперечно-винтовой прокатки был опробован в лабораторных условиях 21 ГПЗ при холодной поперечно-винтовой прокатке шариков диаметром 5,8 мм, где валок 1 выполнен с высотой реборды больше радиуса прокатываемой прутковой заготовки 5, а валок 2 с высотой реборды, равной одной трети радиуса прокатываемой заготовки.

На основании экспериментальных данных диаметры D₄ и D₆ окружностей 7 и 9 соответственно составил 5,5 и 5,8 мм, где валок 1 выполнен с высотой реборды больше радиуса прокатываемой прутковой заготовки, а валок 2 с высотой реборды равной одной трети радиуса прокатываемой заготовки.

На основании экспериментальных данных диаметры D₄ и D₆ окружностей 7 и 9 соответственно составили 5,5 и 5,8 мм.

Используя условие, что прутковая заготовка без геометрического скольжения катится по окружности 6-9, и полагая диаметр D₅ равным 200 мм, будем иметь:
D₃= =189,7 мм
Учитывая, что диаметр D₆ равен диаметру прокатываемой заготовки 5, диаметр D₂ валка 2 по дну калибров будет равен диаметру D₅ и составит 200 мм.

Диаметр D₁ cоставит:
D₁=D₃-(D₆-D₄)=189,7-(5,8-5,5)=189,4 мм
В соответствии с расчетно-экспериментальными данными были изготовлены валки с разными высотами реборд и диаметрами по дну калибров D₁=189,4 мм и D₂= 200 мм. Прокатка валками с этими размерами обеспечивает снижение износа проводок за счет уменьшения прижима заготовки к проводке. То, что при прокатке шариков высота реборды на валке с большим диаметром выполнена равной одной трети радиуса прокатываемой заготовки, позволяет выполнить проводки с максимальной площадью рабочих поверхностей.

При смещении оси заготовки от плоскости валков, как указано в прототипе происходит уменьшение площади рабочей поверхности проводок; в предлагаемом способе площадь рабочей поверхности проводок увеличилась на 27 мм², что составляет около 10% от их общей площади.

В результате уменьшения прижима заготовки к проводке и увеличения площади рабочих поверхностей проводок стойкость проводок увеличилась в четыре раза.

Использование: при получении коротких тел вращения способом поперечно-винтовой прокатки. Сущность изобретения: винтовой калибр включает в себя валки 1 и 2 разных диаметров по дну калибров и направляющие проводки 3 с разными площадками 4. Прутковая заготовка 5 с окружностью 6 валка контактирует с окружностью 7, а с окружностью 8 валка 2 окружностью 9. Ось 10 прутковой заготовки 5 находится в одной плоскости с осями 11 и 12 валков, а ось 13 направляющих проводок 3 смещена относительно середины межцентрового расстояния между валками в сторону валка 1 с меньшим диаметром. 1 ил.

СПОСОБ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ КОРОТКИХ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ, при котором заготовку прокатывают в двухвалковом калибре с направляющими проводками, валки которого выполнены с винтовыми ребордами разного диаметра, отличающийся тем, что прутковую заготовку прокатывают в валках, высота реборды одного из которых с меньшим диаметром выполнена больше радиуса прокатываемой заготовки, а высота реборды валка с большим диаметром выполнена равной 1/3 радиуса прокатываемой заготовки, при смещении оси направляющих проводок относительно середины межцентрового расстояния между валками в сторону валка с меньшим диаметром и увеличении площади рабочей поверхности проводок.