Способ волочения металлических изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК B21C1/00 B21C3/00 

2. Устройство для волочения металлических изделий, содержащее волоку, состоящую из установленной с возможностью вращения вокруг собственной оси втулки и установленной в ней со- осно с радиальным зазором и с возможностью вращения вокруг их общей оси скалки, связанных с приводом вращения, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя направляющими втулками,- установленными на входе и выходе из волоки по оси вращения втулки и скалки, а привод их вращения выполнен в виде планетарной передачи, на водиле которой с возможностью вращения установлены две сателлитные шестерни, одна из котоИзобретение относится к волочи- . тельному производству и может быть использовано для получения микропроволоки из различных металлов и сплавов.

Цель изобретения - повышение производительности процесса за счет уве личения степени деформации за проход и скорости волочения, , На Чертеже изображено устройство для осуществления способа волочения металлических изделий,,

Способ осуш,ествляют следующим образом.

Заготовку протягивают через волоку, образованную втулкой 1 и размещеной в ней по оси с -радиальным зазором, образующим волочильный канал, скалкой 2, Ввиду такой конструкции волоки волочильный канал смещен относительно оси втулки и скалки, являющейся осью приложения тян-ущего усилия - осью волочения. На входе и- выходе из волоки по оси расположения втулки и скалки заготовку пропускают через направляющие втулки 3 и 4, при этом втулку 1 волоки вращают вокруг собственной оси, что приводит к вращению заготовки вокрз г этой оси Вследствие рассогласования скоростей втулки 1 и скалки 2 заготовку вращают одновременно в очаге деформации вокруг собственной оси, причем вра43860

рых связана с неподвижным зубчатым колесом, а другая, основной диаметр которой равен диаметру шариков подшипников качения, на которых установлена скалка во втулке, входит в зацепление с зубчатыми колесами, выполненными на скалке и втулке, причем сепаратор одного из упомянутых подшипников жестко связан с водилом, а сепаратор другого подшипника кинематически связан с втулкойи скалкойчерез установленную на его оси с возможностью вращения сателлитнуюшестерню,основной диаметр которой равен диаметру шариков подшипника и которая входит в зацепление с зубчатыми колесами втулки и скалки.

щением заготовки вокруг собственной оси осуществляют с той же частотой, но в сторонуэ противоположную вращению заготовки вокруг оси приложения i тянущего усилия - оси волочения.

Для этого- втулку 1 и скалку 2 враща-. ют в одну и ту же сторону, но с различной УГЛОВОЙ скоростью. Величина рассогласования угловых скоростей

0 вращения скалки 2 и втулки 1 должна бБ1ть такой, чтобы за один оборот заготовки вокруг оси волочения заготовка обернулась один раз вокруг своей оси. Б результате такого воздействия

.5 на заготовку закр-учивание заготовки вокруг собственной оси, вызванное воздействием обжимающего инструмента, непрерывно компенсируется вращением заготовки вокруг оси волочения,

0 закручивающим материал заготовки в противоположную .сторону. При этом сдвигающие напряжения со стороны ин- |Струмента трансформируются в радиальное -обжатие, а появляющийся при этом

5 градиент напряжений по слоям заготовки равномерно распределяется вследствие многократного знакопеременного изгиба заготовки, обусловленного вра- щешшм заготовки вокруг оси волочения. Вращение заготовки относительно поверхности инструмента происходит равномерно и в одну сторону,, а это значит,, что сравнительно легко повы10

15

20

сить скорость протягивания, увеличи-; вая частоту вращения заготовки вокруг собственной оси, и, соответственно, заготовки вокруг оси волочения. Исключение закручивания заго- . товки предотвращает ее обрыв и позволяет увеличить степень деформации за проход.

Устройство для реализации способа включает волоку, образованную втулкой 1 и размещенной в ней соосно с радиальным зазором скалкой 2. На входе в волоку по оси втулки 1 и скалки 2 установлены направляющие втулки 3 и 4. Втулка 1 установлена в опоре 5 с возможностью вращения вокруг собственной оси и снабжена корончатыми колесами 6, установленными -в торцах втулки. Для обеспечения вращения скалки 2 и удержания постоянного рабочего зазора между скалкой 2 и втул-- кой 1 скалка 2 установлена внутри втулки 1 на подшипниках 7 и 8 качения..и снабжена зубчатыми колесами 9 и 10. Для обеспечения вращения скалки 25 2 и втулки 1 вокруг их общей оси, но с рассогласованием скоростей служит планетарная передача, водило 11 которой с закрепленной на нем с возможностью вращения втулкой 12 снабжено сателлитными колесами 13 и 14. При этом водило 11 жестко крепится к сепаратору 15 подшипника 7, сателлит- ное колесо. 14 входит в зацепление с орончатым колесом 6 втулки 1 и с колесом 9 скалки 2, а са.теллитное коесо 13 входит в зацепление с шестерней 16, закрепленной на неподвижной оси 17, Передаточное отношение сател- итных колес 13 и 14 подобрано так, тобы вращение сателлитного колеса 14, сцепленного с колесами 6 и 9, беспечивало требуемое рассогласоание во вращении скалки 2 и втулки 1. Подшипники 7 и 8 выставлены таким образом, чтобы их шарики расположи- ись одинаково относительно оси волоения, а заготовку 18 заправляют в

азор между шариками.

30

35

40

45

Для того, чтобы в процессе работы предотвратить набегание шариков под- шипников 7 и 8 на заготовку 18 поверхности качения на внутренних кольцах подшипников 7 и 8 и рабочая поверхность скалки 2 эквидистантны относительно общей оси скалки 2 и втулки 1 , в этом случае линейные скорости движения зах отовки и шариков подшип10

15

20

25

30

5

0

5

0

5

НИКОВ 7 и 8 относительно поверхности скалки 2 одинаковы, и, кроме того, во избежание случайного проскальзывания, шариков подшипников 7 и 8 их сепараторы 15 и 19 кинематически связаны со скалкой 2 и втулкой 1 посредством са- теллитных зубчатых колес 14 и 20, диаметры основных окружностей которых равны диаметру шариков подшипников 7 и 8.

IДля смотки заготовки 18 служит катушка 21, а для намотки изделия через направляющую втулку 4 - катушка 22, Катуш йа 21 установлена на неподвижной оси 17 с возможностью вращения вокруг собственной оси так, чтобы вращающееся водило 11 не задевало ее. Вращение водрша 11 осуществляют двигателем 23.

Устройство работает следующим образом,

Б процессе работы заготовка 18 сматывается с катушки 21, проходит через направляюш:зпо втулку 3, формо- образуется в рабочем зазоре между втулкой 1 и скалкой 2, выводится из волоки через .направляющую втулку 4 и наматывается на катушку 22. Водило

I1планетарной передачи, вращаясь с помощью двигателя 23, тянет сепаратор 15 подшипника 7, вызывая вращеине скалки 2 и втулки 1 в опоре 5 в одну сторону, это вызывает вращение заготовки 18 в ту же сторону вокруг оси волочения. Во время вращения водила

11 сателлитное зубчатое колесо 13, закрепленное на втулке 12, обкатывается по неподвижной шестерне 16, вы- зывая вращение сателлитного колеса 14 с угловой скоростью, обеспечивающей Т5 ебуемую разницу в скоростях вращения втулки 1 и скалки 2, что относительно смещает рабочие поверхности скалки 2 и втулки 1, а значит, и перекатывает заготовки 18 по рабочим поверхностям последних. При этом заготовка 18 одновременно с формообразованием вращается вокруг своей оси в сторону, противоположную своему вра- вращению вокруг оси волочения, с той же частотой и подвергается многократному знакопеременному изгибу.

Величина рассогласования угловых скоростей вращения скалки и втулки должна быть такой, чтобы за один оборот заготовки вокруг оси волочения заготовка обернулась один раз вокруг своей оси. Б системе координат, вращаклцейся со скоростью ш вокруг оси волочения, втулка неподвижна,в то время, как скалка вращается вбкруг оси волочения с угловой скоростью, равной разности угловых скоростей вра- щения скалки и втулки д to 4 Заготовка перекатываетсй по рабочей поверхности неподвижной втулки. При этом линейная скорость в точке соприкосновения скалки и заготовки

) и

D -fyгде D - диаметр скалки. Значит,частота вращения заготовки

,

где а - величина рабочего зазора.

Необходимо, чтобы з и , т.е.

й

откуда

Л W 2u)

Ъ

Редактор С.Лисина

Составитель Е.Воронкова

Техред В.Кадар Корректор и;Эрдейй

Заказ 3744/12 Тираж 783 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам .изобретений и открытки: 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

jю

15

0

5

В процессе работы заготовка 18 свободно проходит через подшипники 7 и 8, поскольку скорость движения шариков подшипников 7 и 8 и заготовки 18 относительно скалки 2 одинаковы. Сателлитные зубчатые колеса 14 и 20, перекатываясь по колесам 6, 9 и 10, вызьшают синхронное вращение сепараторов 15 и 19 подшипников 7 и 8 вокруг оси волочения со скоростью, равной скорости движения заготовки 18 относительно поверхности скалки 2, что исключает проскальзывание шариков подшипников 7 и 8.

Таким образом, осуществление волочения с одновременным вращением заготовки вокруг оси волочения и с той же- частотой, но в. противоположную сторону вокруг собственной оси путем вращения частей волоки в одну сторону, но с различными угловыми скоростями предотвращает скручивание заготовки и позволяет увеличить скорости вращения инструмента, Что увеличивает производительность процесса в следствие увеличения скорости волочения и степени деформации за проход.

1 .Способ волочения металлических изделий, включающий протягивание заготовки через сйещеннуго относитель- рю осп пхтиложешш тянущего усилия волоку с одновременным.вращением заготовки вокруг этой оси, о т л и- ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет увеличения степени деформации за проход и скорости волочения, заготовку одновременно и с той же частотой вращают в очаге деформации вокруг собствеН1Юй оси в сторону , противоположную вравокруг осп вощению заготовки лочения. S J сл 77