УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА ОБОРУДОВАНИИ, ВХОДЯЩЕМ В ГРУППУ ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2009 года по МПК B21C1/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для волочения металлических изделий, выполненных, например, в виде труб, прутков и других профилей, и может быть использовано в мелкосерийном производстве машиностроения как на отдельно стоящем оборудовании, имеющем тянущие функции и реализуемые с помощью принадлежащего этому оборудованию тянущего захвата со своим рабочим ходом, так и на оборудовании, входящем в группу оборудования, каждое из которых имеет тянущие функции, например, таких как обратный трубогиб, гидроцилиндры, различного типа волочильные станы, мощные лебедки и т.д.

Известна конструкция волочильной машины (см., например, патент РФ №2245202), которая имеет раму и тянущий узел для волочения длинномерного материала через волочильный инструмент. Тянущий узел содержит, по меньшей мере, одну тянущую каретку с приводными средствами для нее. Рама машины содержит проходящую в направлении волочения направляющую для соответствующей тянущей каретки, являющуюся частью приводов в виде линейных двигателей, причем направляющая содержит первую верхнюю часть и вторую нижнюю часть. Эти части направляющей расположены на раме машины наискось и обращены друг к другу. Соответствующие каретки движутся в промежутке между обращенными друг к другу частями направляющей. Части направляющей могут быть расположены на раме по диагонали, Х-образно или звездообразно. Вариант волочильной машины предполагает наличие подвижных частей направляющих, соединенных с кареткой соединительными элементами, смещенными друг относительно друга на соседних каретках. Данное изобретение громоздко, дорого и может служить только по прямому назначению, что для мелкосерийного производства в машиностроении непригодно.

Известно также устройство для волочения металлических изделий на прямоточных волочильных станах (см., например, авторское свидетельство СССР №1547166), содержащее волокодержатель с волокой со средствами для фиксирования и освобождения волоки, а также приводную каретку с захватом переднего конца заготовки. При этом оно снабжено дополнительным волокодержателем, установленным перед основным волокодержателем на расстоянии, не превышающим величину рабочего хода каретки. Такое устройство позволяет осуществлять процесс волочения металлических изделий большой длины, но оно не может использоваться на другом оборудовании, имеющем тянущие функции для расширения его функциональных возможностей.

Что касается известности способов использования устройства для волочения металлических изделий на оборудовании, входящем в группу оборудования, каждое из которых имеет тянущие функции, реализуемые с помощью принадлежащего этому оборудованию тянущего захвата со своим рабочим ходом, то заявителю не известны печатные источники, сообщающие о таком использовании.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое устройство, состоит в обеспечении процесса прерывистого волочения, т.е. чтобы длина волоченного изделия многократно превышала длину тянущего устройства, и, таким образом, обеспечивалось бы продвижение изделия на величину большую, чем рабочий ход захватывающего устройства.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ использования устройства для волочения металлических изделий на оборудовании, входящем в группу оборудования, каждое из которых имеет тянущие функции, состоит в обеспечении возможности использования одного и того же заявляемого устройства на каждом оборудовании поочередно, расширяя, таким образом, в мелкосерийном производстве функциональные возможности имеющегося оборудования.

Для достижения указанного технического результата в содержащем волокодержатель с волокой устройстве для волочения металлических изделий, устанавливаемом на оборудовании, имеющем тянущий захват с рабочим ходом длиной I, волокодержатель с волокой соосно размещены внутри проставки-удлинителя, выполненной в виде трубы с прорезями, с возможностью фиксации посредством упорной скобы в одной из прорезей волокодержателя, имеющего направляющую втулку, на концах которой по ее наружному диаметру размещены антифрикционные кольца, соосно установленные внутри проставки-удлинителя, с возможностью перемещения по ее внутренней поверхности, при этом расстояние L между соседними прорезями на проставке-удлинителе составляет:

L=k×l,

где: l - длина рабочего хода тянущего захвата;

k=0,99-0,995 - коэффициент, суммарно учитывающий упругие деформации системы устройство - оборудование и величину зазоров в соединениях этой системы. Причем упругие деформации могут быть учтены в соответствии с данными, приведенными в книге Мороз Л.С. «Механика и физика деформации и разрушений материалов», Машиностроение, 1984, стр.155-157.

Отличительными признаками предлагаемого устройства является помещение волокодержателя с волокой, соосно во внутрь проставки-удлинителя, выполненного в виде трубы с прорезями, предназначенными для установки в них упорной скобы, фиксирующей в одной из прорези волокодержатель, а также снабжение волокодержателя направляющей втулкой, также соосно установленной внутри проставки-удлинителя, на концах которой по ее наружному диаметру размещены антифрикционные кольца, перемещающиеся вместе с направляющей втулкой по внутренней поверхности проставки-удлинителя, кроме того, в подсчете расстояния между соседними прорезями на проставке-удлинителе, определяемого из соотношения:

L=k×l,

где: l - длина рабочего хода тянущего захвата;

k=0,99-0,995 - коэффициент, суммарно учитывающий упругие деформации системы устройство - оборудование и величину зазоров в соединениях этой системы.

Для достижения указанного технического результата в заявляемом способе при использовании устройства для волочения металлических изделий на оборудовании, входящем в группу оборудования, каждое из которых имеет тянущий захват с рабочим ходом длиной l, устройство для волочения устанавливают поочередно на каждом оборудовании, входящем в группу, при этом расстояние L между соседними прорезями на проставке-удлинителе устанавливают из расчета наименьшей из группы оборудования длины рабочего хода тянущего захвата.

Благодаря наличию приведенных признаков обеспечивается расширение арсенала средств, обеспечивающих волочение металлических изделий и расширение функциональных возможностей имеющегося оборудования в мелкосерийном производстве.

На фиг.1 схематично изображена металлическая деталь в виде трубы и конструкция заявляемого устройства; на фиг.2 - схематично изображен процесс волочения металлического изделия, при котором упорная скоба расположена в первой прорези; на фиг.3 - схематично изображен процесс волочения металлического изделия, при котором упорная скоба расположена в третьей прорези; на фиг.4 - схематично изображен процесс волочения металлического изделия, при котором упорная скоба расположена в седьмой прорези, на фиг.5 - схематично изображена группа оборудования, каждое оборудование из которых имеет тянущие функции, реализуемые с помощью принадлежащего этому оборудованию тянущего захвата со своим рабочим ходом.

Заявляемое устройство содержит волокодержатель 1 с волоокой 2, проставку-удлинитель 3 в виде трубы с прорезями 4, предназначенными для установки упорной скобы 5, фиксирующей в одной из прорезей 4 волокодержатель 1 с волоокой 2. Волокодержатель 1 с волоокой 2 соосно помещены во внутрь проставки-удлинителя 3. При этом волокодержатель 1 снабжен направляющей втулкой 6, также соосно установленной внутри проставки-удлинителя 3, на концах которой по ее наружному диаметру Д размещены антифрикционные кольца 7, которые могут быть выполнены из капролона, перемещающиеся вместе с направляющей втулкой 6 по внутренней поверхности проставки-удлинителя 3, а расстояние L между соседними прорезями 4 на проставке-удлинителе 3 определяется из соотношения:

L=k×l,

где: l - длина рабочего хода тянущего захвата 8, относящегося к оборудованию. Наличие антифрикционных колец 7 обеспечивает свободное перемещение вдоль проставки-удлинителя 3 и предотвращает поперечное передвижение.

k - коэффициент, суммарно учитывающий упругие деформации системы устройство - оборудование и величину зазоров в соединениях этой системы, обычно составляющий 0,99-0,995. На чертежах показан тянущий захват 8, который принадлежит оборудованию, на котором в данный момент установлено устройство и протягиваемое изделие 9.

Принцип работы заявляемого устройства заключается в следующем. Изделие протягивается через волоку 2, установленную в волокодержателе 1, зафиксированном упорной скобой 5 в первой прорези 4 проставки-удлинителя 3. Протягивание осуществилось на величину рабочего хода тянущего захвата 8, и процесс останавливается. Тянущий захват 8 вместе с изделием 9 и волокодержателем 1 передвигаются в направлении, обратном направлению волочения. Когда волокодержатель 1, перемещаясь вместе с направляющей втулкой 6 и антифрикционными кольцами 7 по внутренней поверхности проставки-удлинителя 3, пересекает границу второй прорези 4 проставки-удлинителя 3, в нее вставляется упорная скоба 5, и процесс волочения изделия 9 через волоку 2 повторяется. При необходимости такие циклы возможно производить до тех пор, пока на проставке-удлинителе 3 имеются прорези 4 для установки в них упорной скобы 5.

Способ использования устройства для волочения металлических изделий 10 на оборудовании, входящем в группу оборудования, каждое из которых имеет тянущий захват, реализуемые с помощью принадлежащего этому оборудованию тянущего захвата 8 со своим рабочим ходом, заключающийся в том, что если в мелкосерийном производстве имеется группа оборудования, каждое из которых имеет тянущие функции, реализуемые с помощью принадлежащего этому оборудованию тянущего захвата 8 со своим рабочим ходом, например, такие как обратный трубогиб 10 с длиной l₁ рабочего хода, гидроцилиндр 11 с длиной l₂ рабочего хода, волочильный стан 12 с длиной l₃ рабочего хода, то с целью расширения функциональных возможностей этого оборудования возможно использование на каждом оборудовании одного и того же заявляемого устройства. При этом при подсчете расстояния L между соседними прорезями 4 на проставке-удлинителе 3 в используемом устройстве для волочения металлических изделий 9, устанавливаемом поочередно на каждом оборудовании этой группы, l выбирают равной длине рабочего хода тянущего захвата 8 того оборудования, у которого эта длина наименьшая, и используют одно устройство, обеспечивая тянущие функции каждого.

Изобретение предназначено для обеспечение процесса прерывистого волочения металлических изделий в виде труб, прутков и других профилей, в мелкосерийном производстве как на отдельно стоящем оборудовании, с помощью тянущего захвата со своим рабочим ходом, так и на оборудовании, входящем в группу оборудования, каждое из которых имеет тянущие элементы. Устройство для волочения содержит волокодержатель с волокой, устанавливаемые на оборудовании с тянущим захватом с определенным рабочим ходом. Возможность многократного превышения длиной волоченного изделия длины тянущего устройства обеспечивается за счет того, что одно и то же устройство используют на каждом оборудовании поочередно, для чего волокодержатель с волокой соосно помещены внутрь проставки-удлинителя, выполненного в виде трубы с прорезями, предназначенными для установки в них упорной скобы, фиксирующей в одной из прорезей волокодержатель. Волокодержатель снабжен направляющей втулкой, соосно установленной внутри проставки-удлинителя, на концах которой по ее наружному диаметру размещены антифрикционные кольца, перемещающиеся вместе с направляющей втулкой по внутренней поверхности проставки-удлинителя. Расстояние между соседними прорезями на проставке-удлинителе регламентируется. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для волочения металлических изделий, устанавливаемое на оборудовании, имеющем тянущий захват с рабочим ходом длиной l, содержащее волокодержатель с волокой, отличающееся тем, что волокодержатель с волокой соосно размещены внутри проставки-удлинителя, выполненной в виде трубы с прорезями, с возможностью фиксации посредством упорной скобы в одной из прорезей волокодержателя, имеющего направляющую втулку, на концах которой по ее наружному диаметру размещены антифрикционные кольца, соосно установленную внутри проставки-удлинителя с возможностью перемещения по ее внутренней поверхности, при этом расстояние L между соседними прорезями на проставке-удлинителе составляет:
L=k×l,
где l - длина рабочего хода тянущего захвата;
k=0,99-0,995 - коэффициент, суммарно учитывающий упругие деформации системы устройство - оборудование и величину зазоров в соединениях этой системы.

2. Способ использования устройства для волочения металлических изделий по п.1 на оборудовании, входящем в группу оборудования, каждое из которых имеет тянущий захват с рабочим ходом длиной I, характеризующийся тем, что устройство для волочения устанавливают поочередно на каждом оборудовании, входящем в группу, при этом расстояние L между соседними прорезями на проставке-удлинителе устанавливают из расчета наименьшей из группы оборудования длины рабочего хода тянущего захвата.