Интрумент для закатки днищ баллонов Советский патент 1992 года по МПК B21D51/24 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть применено для улучшения качества поверхности днищ баллонов.

Известен инструмент для последовательной обработки трубчатых заготовок, выполненный в виде ролика с фасонной поверхностью, в котором последняя представляет однополостный гиперболоид. Применение такого ролика позволяет получать хорошее качество поверхности изделий.

Недостатками такого инструмента являются сложность изготовления самого ролика, сложность конструкции установки ролика, а также необходимость осевого перемещения инструмента, что не позволяет его использовать на применяемых во всех баллонных цехах закатных машин с поворотным суппортом. Кроме того, ввиду быстрого остывания кромки заготовки качество закатки днищ (их герметичность) ухудшается.

Известен ролик для закатки днищ баллонов, смонтированный на поворотном суппорте.

Применение такого ролика дает хорошее качество поверхности днища, однако резко уменьшает производительность процесса вследствие уменьшения скорости поворота суппорта в начале процесса закатки из-за возможности потери поперечной устойчивости заготовки. Кроме того, вогнутый участок ролика перекрывает отверстие в заготовке в момент смыкания ее кромок и пре- пятствует возможности продувки кислородом, что резко ухудшает качество днищ.

Упомянутые инструменты для закатки днищ в производстве баллонов практически не применяются из-за своих недостатков.

Во всех существующих цехах при закатке днищ баллонов применяют инструмент трения скольжения в виде бруска, каждая плоскость которого является рабочей. Процесс закатки днищ таким инструментом идет стабильно, имеет высокую производительность и удовлетворительное качество заварки днищ баллонов, обеспечивающее их герметичность.

у

И

ч| СЛ

Јь

ю ю VI

Недостатком известного инструмента является повышенный износ в месте контакта заготовки с инструментом, особенно в конце процесса закатки и, как следствие этого, неудовлетворительная поверхность днища - наличие глубоких рисок.

Цель изобретения -улучшение качества изделий и увеличение стойкости инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что инструмент снабжен дополнительным участком, выполненным в виде цилиндра, образующие которого являются продолжением двух параллельных между собой рабочих граней параллелепипеда.

При закатке днища предлагаемым инструментом вначале процесса -доугла поворота суппорта 40-45°, при котором происходит продувка кислородом для качественной кузнечной сварки днища и смыка- ние кромок заготовки, в деформации участвует часть инструмента, выполненная в виде бруска, являющегося инструментом трения скольжения и применяемого в настоящее время для закатки днищ. Скорость поворота суппорта, как и при закатке обычным инструментом трения, гораздо выше, чем при закатке роликовым инструментом. При дальнейшем повороте инструмента брусок выходит из контакта с заготовкой и деформация производится его цилиндрической частью, которая вращается от контакта с заготовкой.

Основной причиной получения рисок на днище (некачественной поверхности) явля- ется взаимодействие инструмента трения и днища при обратном ходе инструмента - риски появляются от изношенной поверхности инструмента и от окалины, попадающей между инструментом и вращающейся заготовкой.

Существенным отличием применения предлагаемого инструмента является то, что при обратном ходе в контакте с днищем находится только вращающийся цилиндри- чес кий участок (брусок не соприкасается с днищем при обратном ходе), поэтому поверхность днища получается гладкой, без рисок, а попадающая между инструментом и днищем окалина удаляется при вращении цилиндрического участка. Т.е., если при закатке брусок и цилиндрический участок работают последовательно (один за другим), то при обратном ходе работает только цилиндрический учёсток.

На фиг. 1 изображено положение инструмента и заготовки перед закаткой днища, вид сверху; на фиг. 2 - промежуточное положение в процессе закатки - смыкание кромок заготовки и продувка кислородом;

на фиг. 3 - конечное положение инструмента и заготовки.

Инструмент 1 состоит из бруска 2 (инструмента трения скольжения) и цилиндрического участка 3 (инструмента трения качения), установленного в подшипниковых узлах, закрепленных в держателе поворотного суппорта (держатель и суппорт не показаны).

Инструмент работает следующим образом.

Заготовку 4, конец которой предварительно нагревают до требуемой температуры, закрепляют в шпинделе и приводят во вращение вокруг своей оси. Инструмент 1, закрепленный в держателе поворотного суппорта, поворачивают вокруг вертикальной оси, т.е. в направлении, показанном стрелкой. При этом до смыкания кромок заготовка 4 деформируется бруском 2, причем от трения заготовки 4 с бруском 2 повышается температура заготовки 4 и перед смыканием кромок они обдуваются струей кислорода, которая еще более повышает температуру кромок, сдувает с них окалину и обеспечивает качественную кузнечную сварку днища. Затем в контакте с заготовкой 4 оказывается только цилиндрический участок 3, который формует окончательно днище и калибрует его. При этом вследствие того, что участок 3 вращается при контакте с вращающейся заготовкой 4, он практически не изнашивается.

При обратном ходе инструмента 1 в контакте с днищем находится только цилиндрический участок 3, который вращается от контакта с заготовкой, поэтому поверхность днища остается чистой, без рисок.

Брусок 2 имеет, как правило, четыре грани - четыре рабочие поверхности. После износа одной грани инструмент поворачивают для работы другой гранью, а цилиндрический участок 3 вращается при закатке и его стойкость больше суммарной стойкости и четырех граней.

При закатке инструмент 1 перемещается (скользит) относительно заготовки 4, поэтому его длина должна быть больше или равна длине пути инструмента относительно заготовки. Максимальный угол поворота инструмента 1 равен 80°, поскольку при большом угле поворота цилиндрический участок 3 не вращается и работает как инструмент трения скольжения.

Длина дуги определяется формулой ,

,01745R а,

где R - радиус дуги (радиус днища); а- центральный угол, град.

Поскольку максимальный угол поворота суппорта равен 80°, ,39 R.

Учитывая некоторый запас длины, необходимый инструменту 1 при закатке, чтобы он не вышел за пределы днища, общая длина инструмента 1 должна составлять 1,4.

Вследствие того, что полный угол поворота суппорта составляет 80°, а смыкание кромок заготовки происходит при угле поворота 40-45° (в этот момент из контакта с заготовкой выходит брусок 2 и вступает в контакт цилиндрический участок 3), длины этих участков должны быть равны. Таким образом, общая длина инструмента 1 составляет 1,4 R, а его участки - плоский 2 и цилиндрический 3 - равны и их длина составляет по 0,7 R.

В начальной стадии процесса закатки днищ площадь контакта заготовки с инструментом 1 намного больше, чем в конце процесса, а удельное давление сравнительно мало из-за малой жесткости заготовки 4, поэтому износ инструмента 1 мал, а в конце процесса удельные давления возрастают, и износ инструмента 1 увеличивается. Поэтому при применении в предлагаемом инстру- менте 1 в начале процесса бруска 2 уменьшается его износ, а в конечной стадии процесса заготовка 4 взаимодействует с цилиндрическим участком 3, а он вращается от контакта с вращающейся заготовкой 4 и его поверхность все время возобновляется, что, соответственно, уменьшает его износ.

П р и м е р. За базовый объект принят инструмент трения скольжения в виде бру0

5

0

5

0

5

ска. Требуется закатать днище баллонов из труб/108x4 мм.

При закатке таких баллонов инструментом трения применяется литой инструмент из высокохромистой стали в виде четырехгранного бруска размером 70x70 мм и длиной 85 мм. Радиус днища 60 мм. Время закатки днищ 5 с. Стойкость инструмента всех четырех сторон 40 тыс. шт. днищ. Длина предлагаемого инструмента равна 1,4 ,4 мм. Поэтому предлагаемый инструмент состоит из бруска 70x70 мм длиной 42 мм и цилиндрической части диаметром 70 мм и длиной 42 мм.

Время закатки днищ тоже 5 с. Поверхность днищ намного чище, чем в первом случае.

Стойкость инструмента - бруска составляет при этом 50-55 тыс. днищ. Стойкость ролика 60 тыс. днищ.

Предлагаемым инструментом можно закатывать днища разной формы - сферические, полуовальные, конусные.

Формула изобретения Инструмент для закатки днищ баллонов, выполненный в виде параллелепипеда, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий и увеличения стойкости инструмента, он снабжен дополнительным участком, выполненным в виде цилиндра, образующие которого являются продолжением двух параллельных между собой рабочих граней параллелепипеда.

Использование: обработка металлов давлением. Сущность изобретения: инструмент содержит два участка. Один участок выполнен в виде параллелепипеда, второй - в виде цилиндра, образующие которого являются продолжением двух параллельных между собой рабочих граней параллелепипеда. 3 ил.

Ъ S

Т«г Ј

ut.J