СОСТАВНАЯ ВОЛОКА Российский патент 2005 года по МПК B21C3/06 

Описание патента на изобретение RU2245204C1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к инструменту для волочения фасонных профилей.

Известна составная волока, предназначенная для производства волочением материала квадратного, прямоугольного и фасонного сечений [1]. Волока состоит из двух Г-образных рабочих вставок, устанавливаемых в обойме с двумя внутренними базовыми плоскостями и с двумя регулировочными винтами, расположенными взаимно перпендикулярно. Недостаток этой волоки в пониженной точности размеров поперечного сечения получаемого фасонного профиля, зависящей от напряжений, возникающих при волочении вследствие высокой податливости двух Г-образных вставок, винтов и резьбового соединения.

Кроме того, волока имеет низкий срок эксплуатации, так как в ней не предусмотрена компенсация износа в направлении, перпендикулярном направлению регулирования положения рабочих вставок.

Наиболее близкой по конструкции к предложенной является составная волока, имеющая обойму с двумя внутренними взаимно перпендикулярными базовыми плоскостями и двумя опорными плоскостями, рабочие вставки, закрепленные в обойме и образующие волочильный канал: две боковых и две торцевых, первый клин для закрепления боковых рабочих вставок, второй клин, расположенный перпендикулярно первому и взаимодействующий с торцевыми плоскостями боковых рабочих вставок, винты, расположенные в обойме для перемещения в ней клиньев, компенсационные пластины, расположенные между внутренними плоскостями обоймы и боковыми рабочими вставками [2]. Данная волока не может обеспечить высокую точность размеров поперечного сечения фасонного профиля при чистовом волочении, так как в ней не предусмотрено создание предварительно напряженного состояния (ПНС). При отсутствии ПНС волоки существенно снижается ресурс рабочих вставок из твердого сплава.

В известной волоке [2] необходимое для высокого ресурса ПНС не может быть создано, так как величины углов клиньев не указаны, а исходя из чертежа они больше угла трения, это следует также из того, что в конструкции волоки не предусмотрены винты для расклинивания.

В известной волоке также не предусмотрена компенсация износа волочильного канала, что дополнительно снижает полный ресурс рабочих вставок.

Техническая задача, решаемая в предложенном изобретении, - повышение точности размеров поперечного сечения обработанного фасонного профиля и существенное увеличение ресурса рабочих вставок, особенно твердосплавных.

В составной волоке, имеющей обойму с двумя внутренними взаимно перпендикулярными базовыми и двумя опорными плоскостями, две боковые и две торцевые рабочие вставки, закрепленные в обойме и образующие волочильный канал, клинья для заклинивания рабочих вставок: первый основной клин, взаимодействующий с одной из боковых рабочих вставок, второй основной клин, расположенный перпендикулярно первому, винты, расположенные в обойме для перемещения в ней клиньев, в соответствии с изобретением одна из торцевых рабочих вставок размещена между вторым основным клином и торцами боковых вставок, при этом первый основной клин выполнен с углом, величину которого выбирают по условию неравенства

3° <α 1<arctgf,

где α 1 - угол клина,

f - коэффициент трения плоскостей клина о сопрягаемые плоскости, второй клин является силовым и имеет угол, выбираемый по условию неравенства

1° <α 2<3° ,

где α 2 - величина угла второго основного клина. Две опорные плоскости, противолежащие базовым, расположены взаимно перпендикулярно.

Клиновые плоскости, взаимодействующие с клиньями, могут быть изготовлены в обойме, но увеличится трудоемкость изготовления волоки, особенно при необходимости достижения высокой точности. При износе клиновых плоскостей обоймы дополнительно увеличится трудоемкость их восстановления.

В предложенной конструкции между основными клиньями и опорными плоскостями обоймы размещены компенсационные клинья. Для дополнительного повышения точности и ресурса волоки между каждой базовой плоскостью обоймы и обращенной к ней плоскостью рабочей вставки размещена компенсационная пластина.

Для обеспечения возможности перешлифовывания торцевых поверхностей рабочих вставок по мере изнашивания их рабочей части, на рабочей части поверхности каждой их торцевых рабочих вставок имеется выемка, формирующая торцевую часть волочильного канала.

Для создания оптимального значения ПНС волоки величина угла второго клина выбирается по условию

1° <α 21° 30’.

Волока предлагаемой конструкции, оснащенная рабочими вставками из твердого сплава, позволяет увеличить ресурс рабочих вставок в 3-5 раз за счет высокого уровня ПНС и снизить погрешность размеров пластически деформируемой части поперечного сечения изделия, что важно при чистовом холодном волочении.

Сопоставительный анализ предложенной волоки с прототипом показывает, что заявляемая волока отличается от прототипа величинами углов клиньев, размещением одной из торцевых вставок между вторым основным (силовым) клином и торцами боковых вставок, наличием компенсационных клиньев между рабочими клиньями и опорными плоскостями обоймы, компенсационных пластин между базовыми плоскостями обоймы и боковых рабочих вставок, дополнительных компенсационных пластин между торцевыми плоскостями боковых и торцевых рабочих вставок, выемок на рабочих частях поверхностей торцевых рабочих вставок.

Заявляемая волока соответствует критерию изобретения “новизна”.

Перечисленные отличительные признаки не следуют прямо из известного уровня техники, значит, предложенное решение конструкции волоки соответствует критерию “изобретательский уровень”.

На чертеже изображено поперечное сечение составной волоки.

Волока состоит из обоймы 1 с двумя базовыми плоскостями 2 и 2а, опорными плоскостями, 3 и 3а, боковых рабочих вставок 4 и 4а и торцевых 5 и 5а, первого основного клина 6, перемещаемого регулирующим винтом 7, второго основного клина 8, перемещаемого нажимным винтом 9 и разжимным 10, компенсационных клиньев 11 и 12, компенсационных пластин 13 и 14, выемок 15, выполненных в торцевых рабочих вставках.

Для настройки волоки в волочильный канал вводят калибр и регулирующим винтом 6 поджимают боковые рабочие вставки 3 и 3а к калибру и компенсационной пластине 13, калибр вынимают, затем затяжкой нажимного винта 9 и перемещением клина 8 создается ПНС волоки: во вставках из твердого сплава создается ПНС сжатия, а в обойме - ПНС растяжения, при котором обойма приобретает овальную форму, усиливая объемное сжатие боковых вставок.

В процессе волочения дополнительные напряжения сжатия, действующие на рабочие вставки 4 и 4а, 5 и 5а, незначительно увеличивают уровень упругой энергии их напряженного состояния, поэтому при выходе деформируемого изделия из волочильного канала не происходит резкого сброса напряжения, вызывающего разрушение вставок из твердого сплава. Такая конструкция составной волоки обеспечивает существенное повышение ресурса рабочих вставок из твердого сплава и точности размеров поперечного сечения изделий. При этом упругие деформации волоки незначительны и соответственно незначительны изменения размеров волочильного канала и стабильны размеры поперечного сечения изделия.

Источники информации

1. RU 2062674, 02.03.1993.

2. А.с. СССР 232921, 16.11.1967.

Похожие патенты RU2245204C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ТРЕХГРАННОГО ПРОФИЛЯ 2005
  • Волосков Александр Дмитриевич
  • Нижегородов Сергей Юрьевич
  • Шутов Владимир Васильевич
RU2282514C1
СОСТАВНАЯ ВОЛОКА ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ 2007
  • Арсентьева Наталья Сергеевна
  • Железняк Лев Моисеевич
  • Мокеев Владимир Евгеньевич
  • Киселев Павел Викторович
RU2352416C2
Устройство для волочения фасонных профилей 1977
  • Никифоров Петр Михайлович
  • Кульков Сергей Арсентьевич
SU710716A1
СОСТАВНАЯ ВОЛОКА ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ СО СКРУГЛЕННЫМИ УГЛАМИ 1972
SU427755A1
СБОРНАЯ ВОЛОКА ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ 2009
  • Снигирев Александр Иванович
  • Снигирев Николай Александрович
  • Железняк Лев Моисеевич
RU2434700C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЕЙ ИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ БРОНЗ 2011
  • Железняк Лев Моисеевич
  • Снигирев Александр Иванович
  • Снигирев Николай Александрович
RU2468877C2
Составная волока 1985
  • Зыков Юрий Сергеевич
SU1359040A1
СОСТАВНАЯ ВОЛОКА 1993
  • Ненарокомов Александр Владимирович[Kg]
  • Пузанов Владимир Андреевич[Kg]
  • Сергеев Николай Акимович[Kg]
  • Чернов Олег Васильевич[Kg]
RU2062674C1
Инструмент для волочения 1990
  • Блинков Александр Николаевич
  • Беляев Павел Васильевич
  • Шиканов Константин Алексеевич
  • Колдина Галина Федоровна
SU1801632A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЙ С ВОГНУТЫМИ ГРАНЯМИ 1994
  • Есипов В.Д.
  • Вихрев Н.А.
  • Гришенков В.М.
  • Соколов И.В.
RU2074779C1

Реферат патента 2005 года СОСТАВНАЯ ВОЛОКА

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к инструменту для волочения фасонных профилей. Техническая задача, решенная в изобретении, - повышение точности размеров поперечного сечения фасонного профиля при чистовом волочении и увеличение ресурса рабочих вставок волоки, особенно твердосплавных. Волока состоит из обоймы с двумя базовыми плоскостями и опорными плоскостями, боковых рабочих вставок и торцевых, первого основного клина, перемещаемого регулирующим винтом, второго основного клина, перемещаемого нажимным винтом и разжимным, компенсационных клиньев, компенсационных пластин, выемок, выполненных в торцевых рабочих вставках. Углы клиньев регламентированы. Изобретение обеспечивает исключение резкого сброса напряжения инструмента при выходе изделия из волочильного канала. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 245 204 C1

1. Составная волока, имеющая обойму с двумя внутренними взаимноперпендикулярными базовыми и двумя опорными плоскостями, две боковые и две торцевые рабочие вставки, закрепленные в обойме и образующие волочильный канал, клинья для заклинивания рабочих вставок: первый основной клин, взаимодействующий с одной из боковых рабочих вставок, второй основной клин, расположенный перпендикулярно первому, винты, расположенные в обойме для перемещения в ней клиньев, отличающийся тем, что одна из торцевых рабочих вставок размещена между вторым основным клином и торцами боковых вставок, при этом первый основной клин выполнен с углом, величину которого выбирают по условию неравенства

3° <α 1<arctg f,

где α 1 - величина угла первого основного клина;

f - коэффициент трения плоскостей клина о сопрягаемые плоскости;

второй основной клин имеет угол, выбираемый по условию неравенства

1° <α 2<3° ,

где α 2 - величина угла второго основного клина.

2. Составная волока по п.1, отличающаяся тем, что две опорные плоскости, противолежащие базовым, расположены взаимно перпендикулярно.3. Составная волока по п.2, отличающаяся тем, что между первым и вторым основными клиньями и опорными плоскостями обоймы размещены первый и второй компенсационные клинья с углами, равными углам соответствующих основных клиньев.4. Составная волока по п.3, отличающаяся тем, что между базовой плоскостью обоймы и обращенной к ней плоскостью рабочей вставки размещена компенсационная пластина.5. Составная волока по п.1, отличающаяся тем, что на рабочей части поверхности каждой из торцевых вставок, обращенной к торцевым поверхностям боковых вставок, имеется выемка, формирующая торцевую часть волочильного канала.6. Составная волока по п.1, отличающаяся тем, что между торцевыми плоскостями боковых и торцевых рабочих вставок размещены дополнительные компенсационные пластины толщиной менее высоты фасок или радиуса закруглений на соответствующих торцах изделий.7. Составная волока по п.1, отличающаяся тем, что величина угла второго основного клина выбирается по условию

1° <α 21° 30`.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2245204C1

СОСТАВНАЯ ВОЛОКА ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ТРАПЕЦЕИДАЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ СО СКРУГЛЕННЫМИ УГЛАМИ 0
  • С. И. Берман, П. М. Никифоров, В. И. Юзефов Б. Л. Безносое
SU232921A1
СОСТАВНАЯ ВОЛОКА 1993
  • Ненарокомов Александр Владимирович[Kg]
  • Пузанов Владимир Андреевич[Kg]
  • Сергеев Николай Акимович[Kg]
  • Чернов Олег Васильевич[Kg]
RU2062674C1
1971
SU411934A1
Сборная регулируемая волока 1974
  • Пирязев Дмитрий Иванович
  • Голеньшин Владимир Николаевич
  • Лейкин Давид Мейрович
SU499003A1
US 3680348, 01.08.1972.

RU 2 245 204 C1

Авторы

Волосков А.Д.

Нижегородов С.Ю.

Шутов В.В.

Даты

2005-01-27Публикация

2004-02-27Подача