УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЙ С ВОГНУТЫМИ ГРАНЯМИ Российский патент 1997 года по МПК B21C3/08 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к волочению фасонной проволоки.

Известны многообразные конструкции двух-, трех- и четырех дисковых (роликовых) волок, в которых рабочие поверхности волочильного канала частично или полностью образованы поверхностями вращающихся дисков (роликов), оси которых заключены в подшипники скольжения или качения. Дисковые волоки успешно применяют для получения трехгранных, квадратных, прямоугольных и других фасонных профилей [1, стр.82, рис.62]
К основным недостаткам дисковых волок относят большие габариты 250х250х139 до 650х580х180 мм и массу от 15 до 399 кг, которые вызваны необходимостью установки подшипниковых опор на осях дисков, соответствующих усилию волочения, а также оснащения роликовых волок устройствами радиальной и осевой регулировки роликов [2, стр.209]
Известны конструкции вращающихся шариковых волок, в которых обойму волоки вкладывают во вращающийся с помощью специального привода волокодержатель.

При протяжке заготовки через вращающуюся волоку производится ее обжатие в результате обкатывания шариков вокруг оси заготовки, при этом уменьшается диаметр заготовки на величину обжатия. Во избежание выжимания металла в пространство между шариками при обжатии заготовки необходимо, чтобы в волоке было не менее шести роликов. Для предотвращения на поверхности готовой проволоки винтовых линий скорость волочения должна составлять 2 4% от окружной скорости обоймы шариковой волоки [1, стр. 84 87]
К недостаткам шариковых вращающихся волок следует отнести:
1) возможность использования только при волочении круглых профилей;
2) отсутствие регулировки размера калибра;
3) ограничение скорости волочения из-за сложности обеспечения высокой скорости вращения шариковой волоки.

Известна вращающая роликовая волока с бесступенчатым регулированием размера волоки, в которой обкатываются вокруг заготовки ролики со сферическими опорными головками, сопряженными с соответствующими сферическими гнездами опорных колец, смонтированных во вращающей гильзе, причем одно из опорных колец жестко соединено с внутренней поверхностью гильзы, а второе опорное кольцо выполнено в виде червячного колеса, а гильза снабжена самотормозящимся червяком, входящим в зацепление с упомянутым колесом [3]
К недостаткам данного устройства следует отнести:
1) возможность использования только при волочении круглых профилей;
2) ограничение скорости волочения из-за трудности обеспечения высокой скорости вращения роликовой волоки;
3) недостаточная жесткость рабочей зоны волоки из-за большого отношения длины роликов к их диаметру, что не позволяет производить большие обжатия;
4) невозможность использования роликов от стандартных роликовых подшипников.

Наиболее близким по функциональному назначению к предложенному техническому решению является шестивалковый прокатный стан с приводными опорными валками, в котором в качестве неприводных рабочих валков используются шарики. Стан предназначен для холодной прокатки прецизионных тонких и узких металлических полос сечением до 0,3 мм ², при этом исходной заготовкой является круглая проволока.

В шариковом прокатном стане шарики располагаются между парами нижних и верхних опорных валков (роликов). Продольное перемещение шариков вдоль оси опорных приводных роликов ограничивается с каждой стороны специальными боковыми упорами, установленными в обойме, при этом нижние пара опорных роликов и шарик установлены в корпусе стана, а верхние опорная пара роликов и шарик в шарнирно закрепленном в корпусе откидном рычаге, который с определенным усилием прижимает верхний шарик к нижнему шарику.

При вращении приводом стана опорных роликов шарики, прижимаемые один к другому, начинают вращаться, увлекая и обжимая заготовку до требуемой толщины.

На каждом рабочем шарике сделана плоская лыска, которой он прижимается к одному из боковых упоров, при этом обеспечивается вращение шариков вокруг постоянной оси, что способствует повышению точности прокатки.

Стойкость комплекта шариков при прокатке бронзовой проволоки с пятикратным обжатием за один проход 20 25 ч. Получающаяся вогнутость по ширине сечения узкого плоского профиля столь незначительна по абсолютной величине, что практически может не учитываться [4, cтр.68 71]
К недостаткам шарикового прокатного стана относятся:
1) возможность получения из круглой проволоки только узких плоских профилей;
2) громоздкость устройства, что затрудняет его использование в условиях волочильных станов барабанного типа.

Технической задачей изобретения является:
получение фасонных многогранных профилей с вогнутыми гранями повышенной точности путем использования многошариковых деформирующих инструментов с регулируемым калибром;
упрощение конструкции устройства;
уменьшение габаритов;
увеличение стойкости волочильного инструмента за счет радиальной регулировки шарикового калибра.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем шариковый деформирующий инструмент и механизм регулировки калибра, дополнительно установлена монолитная волока с круглым калибром, расположенная в корпусе перед шариковым деформирующим инструментом, который, в свою очередь, выполнен в виде рабочих шариков, размещенных в сквозных радиальных отверстиях корпуса. Механизм регулировки калибра выполнен в виде подпятников со сферическим гнездом под рабочий шарик и нажимных винтов.

На фиг. 1 представлено устройство для изготовления профилей (разрез по радиальным отверстиям); на фиг.2 разрез А А на фиг.1 для трехшарикового деформирующего инструмента; на фиг.3 разрез А А на фиг.1 для четырехшарикового инструмента; на фиг.4 разрез А А на фиг.1 для пятишарикового деформирующего инструмента; на фиг.5 сечения фасонных профилей, получаемых в устройстве.

Предложенное устройство состоит из корпуса 1, в котором по оси волочения выполнено сквозное отверстие 2, диаметр которого превышает диаметр исходной заготовки на 20 30% В плоскости, перпендикулярной оси волочения, выполнены радиальные резьбовые отверстия 3, соответствующие диаметру рабочих шариков 4, при этом в зависимости от формы сечения готового профиля количество радиальных отверстий 3 в корпусе 1 может быть от двух до шести. В каждом отверстии 3 установлены шарики 4, подпятник 5 со сферическим гнездом, выполненный из антифрикционного материала (например, из капролоктана или бронзы) и нажимной винт 6. Соосно оси волочения со стороны входа заготовки 7 в корпусе 1 выполнена цилиндрическая выточка 8, в которой запрессована монолитная волока 9 с круглым рабочим каналом, соответствующим минимальному диаметру исходной заготовки 7.

Устройство собирается следующим образом. В цилиндрическую выточку 8 корпуса 1 запрессовывается монолитная волока 9 с диаметром калибрующего пояска, соответствующим минимальному диаметру исходной заготовки 7. В сквозное осевое отверстие 2 вставляется настроечный шаблон (круглый пруток) диаметром, равным расстоянию между шариками в рабочем калибре. После этого в каждое радиальное отверстие 3 с внешней стороны корпуса 1 опускаются предварительно покрытые консистентной смазкой шарик 4 и подпятник 5, а затем вворачивается винт 6. Производится радиальная регулировка шариков 4 с помощью винтов 6 таким образом, чтобы все шарики волоки плотно прилегали к настроечному прутку шаблону. После этого извлекается из волоки настроечный шаблон и устройство может устанавливаться в волокодержатель волочильного стана.

Установленное на волочильном стане устройство работает следующим образом. Предварительно заостренный передний конец заготовки пропускают через отверстие монолитной волоки 9 и шариковый профилирующий калибр волоки, затем с помощью тянущего устройства волочильного стана протягивают заготовку 7 через монолитную волоку 9 и шариковый калибр волоки. При этом в монолитной волоке в зависимости от колебаний размеров исходной заготовки может производиться обжатие 1,5 5% по диаметру заготовки, что уменьшает овальность заготовки и создает противонатяжение, способствующее дополнительной правке и центровке заготовки в шариковом профилирующем калибре, а также уменьшает давление и уширение в шариковом калибре.

В процессе работы из-за выработки шариков или сферических гнезд подпятников размеры сечения профиля могут выйти за пределы плюсового допуска. В этом случае волочильный стан останавливается и устройство заменяется на другое, заранее подготовленное к работе, или производится радиальная подрегулировка шариков с помощью настроечного шаблона непосредственно на стане.

Предложенное устройство обладает следующими преимуществами перед аналогами и прототипом:
1) расширены технологические возможности за счет возможности получения фасонных профилей с вогнутыми гранями;
2) устройство компактно, просто в изготовлении;
3) большая точность профиля за счет радиальной регулировки шарикового калибра.

Предложенное устройство может быть использовано при волочении фасонной проволоки на барабанных волочильных станах и при волочении фасонных профилей на калибровочных станах различных типов.

Использование: упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства для изготовления фасонных профилей. Сущность изобретения: устройство снабжено монолитной волокой с круглым калибром, установленной в корпусе перед шариковым деформирующим инструментом. Механизм регулировки калибра, образованного шариковым инструментом, выполнен в виде подпятников со сферическим гнездом под рабочий шарик и нажимных винтов и расположен в сквозных радиальных отверстиях корпуса. 5 ил.

Устройство для изготовления фасонных профилей с вогнутыми гранями, содержащее корпус, размещенный в нем деформирующий инструмент в виде шариков и механизм регулировки калибра, образованного шариками, отличающееся тем, что оно снабжено монолитной волокой с круглым калибром, установленной в корпусе перед шариковым деформирующим инструментом, а механизм регулировки калибра выполнен в виде размещенных в радиальных отверстиях корпуса нажимных винтов, взаимодействующих с подпятниками, имеющими сферические гнезда под шарики, расположенные в тех же отверстиях корпуса.