Устройство для ломки проката Советский патент 1987 года по МПК B23D23/00 

fO

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для . разд«У1ения проката на мерные заготовки „

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства для ломки проката и расширение его технологических возможностей.

На фиг с 1 изобраясено устройство для ломки проката, обш,ий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. I; на фиг, 3 - схема взаимодействия прутка со впадиной на поверхности ломающего ролика, 5

Устройство для ломки проката содержит режущий инструмент 1 и уста- . новленные на державке 2 ломающие ролики 3 и 4 с рабочими гранями, расположенными на их Bi-гутренних поверх- 20 ностях, В зависимости от требований к диапазону регулирования амплитуды дополнительных колебаний роликов может быть и больше двух. Ролики 3 и 4 установлены соосно во внутренней обойме самоустанавливающегося подшипника 5 и скреплены, например, винтами 6. Ролики могут быть повернуты один относительно другого и фиксирулика во вращение должен происходить при контакте в любой точке рабочей поверхности, в том числе в точке N, где угол с( имеет максимальное значение. Поэтому условие захвата во вращение без проскальзывания состоит в том, чтобы значение угла подъема d. криволинейного клина в точке N не превышало угла трения с( Ч -Ч -,, (1) где угол трения скольжения (j/ arctgf

f - коэффициент трения скольжения поверхности разделяемого проката по рабочей поверхности роликов.

С некоторым запасом принимают в соответствии с (1) f 0,1, откуда Чк5 43 , угол трения качения - arctg f, а f - коэффициент трения качения подшипника 0,002, отку- да .

Таким образом ci 7 .

ОК является нормалью, проходящей через точку N, в точке К к основанию KL криволинейного клина, СК являет- СК нормалью в точке N к поверхности NM клина, угол ONC равен углу подъема клина в точке N.

Геометрические соотношения, связывающие между собой размеры профиля

ются в требуемом положении штифтом 7,- рабочей поверхности роликов,, выведены из рассмотрения фиг. 3,

Согласно теореме косинусов в треугольнике NOC

- 2R.r-cos of,(2)

радиус внутренней цидля чего в роликах выполнены отверстия. При фиксации роликов в положении, когда профиль их рабочих поверхностей совпадает, амплитуда h дополнительно инициируемых колебаний максимальна (фиг. 2,а). При угловом перемещении ролика 4 из указанного

/I положения на величину - относительно

ОС R +

35

Здесь R I

линдрической поверхности. Из фиг. 3

ОС + СМ ОР ч- РМ .

(3)

40

Введем обозначения СМ г, ON R, РМ h, где h - глубина впадины, определяющая амплитуду наложенных колебаний .

Из выражения (2) с учетом (3) поролика 3 частота дополнительных колебаний возрастает, а амплитуда h уменьшается по сравнению с h (фиг.2, б).

Граненые поверхности роликов 3 и 4 выполнены в виде чередующихся учас- 45 лучаем

тков цилиндра и впадин, причем раз- .ОС R + h- г. (4)

меры профиля изготовлены в соответст- Подставив (4) в (2), получаем: ВИИ с соотношением, полученным исхо- (R+h-r)2- R + г -2R-r-cos d- дя из условия захвата во вращение ло- После преобразований и решения от- роликов вращающимся прокатом. 50 носительно R получаем

Участок MN (часть впадины) рабочей поверхности ролика (фиг. 3) при взаимодействии прутка с роликом можно рассматривать как поверхность криволинейного клина MNKL с переменным углом подъема , причем оС возрастает от О в точке М до максимального значения в точке N. Захват ро

5

0

лика во вращение должен происходить при контакте в любой точке рабочей поверхности, в том числе в точке N, где угол с( имеет максимальное значение. Поэтому условие захвата во вращение без проскальзывания состоит в том, чтобы значение угла подъема d. криволинейного клина в точке N не превышало угла трения с( Ч -Ч -,, (1) где угол трения скольжения (j/ arctgf

f - коэффициент трения скольжения поверхности разделяемого проката по рабочей поверхности роликов.

С некоторым запасом принимают в соответствии с (1) f 0,1, откуда Чк5 43 , угол трения качения - arctg f, а f - коэффициент трения качения подшипника 0,002, отку- да .

Таким образом ci 7 .

ОК является нормалью, проходящей через точку N, в точке К к основанию KL криволинейного клина, СК являет- СК нормалью в точке N к поверхности NM клина, угол ONC равен углу подъема клина в точке N.

Геометрические соотношения, связывающие между собой размеры профиля

сно теорем е NOC

ОС R +

35

Здесь R I

линдрической поверхности. Из фиг. 3

ОС + СМ ОР ч- РМ .

(3)

Введем обозначения СМ г, ON R, РМ h, где h - глубина впадины, определяющая амплитуду наложенных колебаний .

Из выражения (2) с учетом (3) получаем

2R

(5)

h(2r3nl г (cos(- 1 )+h Подставив в (5) максимально до- г пустимое значение угла (i с

учетом того, что 2R D, получим окончательно

h(2r-h)

D

h - 0,003r

(6)

313

Следует отметить, что для нормальной работы устройства необходимо выдержать условие d 2г, где d - максимальный диаметр разделяемых прутков.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении пруток 8 зажат в шпинделе 9 и, введен в ломающие ролики 3 и 4, однако не касается их. Прутку сообщается вращательное- движение и на его поверхность режущим инструментом 1 наносят канавку - концентратор напряжений. После этого радиальной подачей державки 2 ломающие ролики 3 и 4 вводят в контакт с прутком, нагружая отделяемую часть изгибающим усилием. При этом ролики 3 и 4 вместе с внутренней обоймой подшипника 5 захватываются во вращение, при этом на циклические знакопеременные напряжения в ослабленном сечении прутка, возникающие в результате кругового изгиба, накладываются дополнительные напряжения, возникающие от перекатьшания проката по граненой поверхности роликов, что приводит к интенсификации процесса ломки. После отделения заготовки цик отрезки повторяется.

При необходимости изменить частоту и амплитуду дополнительных колебаний необходимо вывернуть винты 6, выбить штифт 7, развернуть ломающий ролик 4 на необходимый угол и забить

94

штифт 7 в соответствующие отверстия

роликов.

Формула изобретения

1.Устройство для ломки проката, содержащее привод вращения проката,

механизм нанесения концентратора напряжений, державку с приводом ради- . ального перемещения, ломающие ролики с профильными рабочими поверхностями,

установленные в державке с возможностью синхронного вращения, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения технологических возможностей, ломающие ролики установлены соосно с возможностью их регулировочного углового перемещения и выполнены в виде втулок, при этом профильные поверхности выполнены на внутренней поверхности

втулок.

2.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что профильные рабочие поверхности втулок выполнены в виде чередующихся участков цилиндрической поверхности диаметром D, со- осной опорной поверхности, и впадин, образующая которых расположена по дуге окружности заданного радиуса г, причем размеры профиля граненой поверхности связаны между собой соотношением

В ЬЛ2г-Ы

h - 0,005г где h - максимальная амплитуда нало-

35

женных колебаний.

фуг. 2

/77 777/

Фиг. З

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства для ломки проката и расширение его технологических возможностей. Пруток 8 вращается посредством шпинделя 9. Режущим инструментом 1 наносят концентратор напряжений в виде кольцевой канавки. Затем радиальной подачей державки 2 ломающие ролики вводятся в контакт с прутком. При этом ролики 3 и 4 вместе с внутренней обоймой подшипника 5 вращаются. Б результате кругового изгиба в прут ке возникают циклические знакопеременные напряжения. В процессе перекатывания проката по граненой поверхности происходит интенсификация процесса ломки. После отделения заготовки цикл повторяется. I з,п. ф-лы. 3 ил. с ifi 00 О) со Фиг.1