УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАТКИ Российский патент 1998 года по МПК B21H1/02 

Устройство относится к области обработки металлов давлением, а именно к устройствам для раскатки широкой номенклатуры деталей, имеющих форму тел вращения, например колес, дисков, конусов и т.д. из различных материалов с использованием пластического деформирования.

Известно устройство для ротационной вытяжки, защищенное а.с. 718200, МКИ B 21 D 22/16, 1980 г.

Устройство представляет собой установленный на державке давильный ролик, оправку, прижим и механизм перемещения давильного ролика, который выполнен в виде корпуса с кривошипнымыи направляющими и установленного в них ползуна с прямолинейными направляющими, а также силового цилиндра, установленного с возможностью перемещения по прямолинейным направляющим ползуна и размещенной в нем гидравлической головки, при этом державка давильного ролика выполнена в виде плавающего коромысла, кинематически связанного с плунжером гидравлической головки.

Устройство позволяет увеличить угол поворота давильного ролика и тем самым расширить область применения устройства, и номенклатуру обрабатываемых поверхностей. Однако ось, вокруг которой давильный ролик осуществляет поворот, находится в области крепления его к державке. Это приводит к тому, что рабочая поверхность ролика при повороте совершает движение по окружности. Для обеспечения движения ролика по обрабатываемой поверхности движение получается очень сложным, необходимо проводить корректировки траектории движения ролика относительно поверхности в зависимости от угла его поворота.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство, защищенное патентом N 2031753, B 21 H 1/02, от 27.03.95 г., который выбран в качестве прототипа.

Устройство представляет собой установленные на станине раскатные головки с роликами, в количестве кратном двум, с приводами их вертикального и горизонтального перемещения, при этом каждая раскатная головка снабжена индивидуальной кареткой, установленной на станине с возможностью независимого движения во взаимно перпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости и механизмом поворота раскатной головки в горизонтальной плоскости.

Перемещение головок и раскатных роликов обеспечивается в широком диапазоне за счет движения кареток во взаимно перпендикулярных направлениях, но угол поворота ограничен, кроме того, вращение раскатного ролика обеспечивается относительно оси крепления головки на каретке, что приводит к перемещению рабочей поверхности ролика по окружности и вносит ошибки в точность воспроизведения поверхности детали.

В заявленном техническом решении решается задача расширения технологических возможностей устройства путем увеличения номенклатуры обрабатываемых поверхностей, за счет увеличения диапазона углов поворота ролика при точном воспроизведении обрабатываемой поверхности с минимальными затратами.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для раскатки, содержащем установленные на станине раскатные головки с роликами в количестве, кратком двум, с приводами их вертикального и горизонтального перемещения, при этом каждая раскатная головка снабжена индивидуальными каретками, установленными на станине с возможностью независимого движения во взаимно перпендикулярных направлениях и механизмом поворота раскатной головки, согласно изобретению механизм поворота раскаткой головки выполнен в виде дугообразных направляющих, которые являются продолжением направляющих кареток, установленных на станине, с возможностью движения вдоль оси устройства, а каждая раскатная головка снабжена фиксатором положения на дугообразной направляющей.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "новизна".

В процессе поиска не выявлено технических решений, имеющих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность решения поставленной задачи обусловлена тем, что осуществляют поворот рабочей поверхности ролика вокруг точки ее контакта с обрабатываемой поверхностью, что исключает необходимость корректировок, которые имеют место при повороте вокруг оси крепления ролика, когда рабочая поверхность описывает дугу, кроме того, угол поворота в сумме с углом наклона рабочей поверхности может обеспечить обработку на углах > 90^o.

На фиг. 1 приведен общий вид устройства; на фиг. 2 - вид расположения раскатных головок и роликов при обработке с поворотом ролика на 25^o.

Устройство содержит две раскатные головки 1, каждая из которых установлена в диаметрально противоположных точках по отношению к обрабатываемой заготовке 2. Заготовка 2 закреплена на шпинделе 3, который установлен на станине 4. На станине 4 с возможностью перемещения в направляющих установлена каретка 5. На каретке 5 установлена каретка-носитель 6 с раскатной головкой 1. На раскатной головке 1, которая выполнена в виде вилки 7, с возможностью перемещения в каретке - носителе 6 по направляющим 8, закреплен раскатной ролик 9. Продолжением каретки 5 является дугообразная направляющая 10, установленная с возможностью движения по ней раскатной головки 1. На раскатной головке 1 установлен фиксатор 11.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку 2, нагретую в печи предварительного нагрева (на схеме не показана), устанавливали на подогреваемую оправку 12, закрепленную на шпинделе 3, и приводили во вращение. Шпиндель 3 установлен на станине 4. По станине 4 перемещали в направляющих каретку 5, на которой размещали каретку 6 раскатной головки 1. Ролик 9 установлен на каретке-носителе 6. Каретка-носитель 6 осуществляла силовую подачу ролика 9 и поджим его к заготовке 2. Ролик 9 внедряли в металл, осуществляя его деформирование и перераспределение по заданному профилю. При движении ролика 9 от центра к периферии в интервале определенных температур и скоростей вращения, выбранных в зависимости от свойств обрабатываемого материала, происходило пластическое течение металла заготовки 2 и при определенной траектории движения рабочей поверхности ролика обеспечивали получение профиля готовой детали. При формировании выступов или впадин изменяли траекторию движения ролика, что влечет и изменение объема перемещаемого металла. Для этого осуществляли движение раскатных головок 1 по дугообразным направляющим 10. Движение по дуге, центр окружности которой совпадает с точкой на рабочей поверхности ролика 9, позволяло обеспечить поворот ролика вокруг мгновенного центра вращения, который совпадал с точкой контакта рабочей поверхности ролика с обрабатываемой поверхностью. Поворот рабочей поверхности ролика позволял создавать оптимальные условия при формировании выступов и впадин для течения металла и его распределения по оправке при минимальных силовых нагрузках на инструмент.

При этом, после поворота на рассчитанный угол осуществляли фиксацию каретки-носителя 6 раскатной головки 1 на дугообразной направляющей с помощью фиксатора. Это обеспечивало достаточную жесткость, точность и сохранение необходимого угла поворота в процессе раскатки.

Широкий диапазон осуществления плавного поворота ролика при фиксации в нужной токе позволяет обеспечить раскатку деталей сложного профиля с высокой точностью за один проход раскатных роликов, что особенно важно для деталей, раскатываемых при сверхпластичном течении материала, где не всегда допустима многократная деформация, т.к. это может ухудшить структуру обрабатываемого материала.

Использование: для раскатки деталей сложной формы, например дисков автомобильных колес. Устройство содержит установленные на станине раскатные головки с роликами в количестве, кратном двум, с приводами их вертикального и горизонтального перемещения, каждая головка снабжена каретками, установленными с возможностью независимого движения во взаимно перпендикулярных направлениях с механизмом поворота каждой раскатной головки, который выполнен в виде дугообразных направляющих, которые являются продолжением направления кареток, установленных на станине с возможностью движения вдоль оси устройства, а каждая раскатная головка снабжена фиксатором положения на направляющих. Изобретение позволит раскрыть технологические возможности. 2 ил.

Устройство для раскатки, содержащее станину, раскатные головки с роликами в количестве, кратном двум, с приводами вертикального и горизонтального перемещения, каждая головка снабжена кареткой и кареткой-носителем, установленными с возможностью независимого движения во взаимно перпендикулярных направлениях, отличающееся тем, что устройство снабжено дугообразными направляющими, которые являются продолжением кареток, установленных на станине с возможностью перемещения параллельно оси устройства, каретка-носитель установлена на дугообразной направляющей с возможностью движения по последней, каждая раскатная головка снабжена фиксатором положения на дугообразной направляющей.