Способ изготовления тел вращения, преимущественно шаров Советский патент 1992 года по МПК B21H1/14 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении облегченных шариков для опорных и функциональных механизмов и приводов.

Известен способ изготовления полых шариков для подшипников, включающий штамповку полусферических оболочек и попарное соединение их в шары сваркой.

Однако операция сварки каждого шара ограничивает производительность способа. Кроме того, для получения качественной поверхности необходимы некоторые финиширующие операции (шлифование, обкатка и т.п), которые увеличивают себестоимость изделия и снижают производительность способа.

Известен также способ изготовления полых шариков для подшипников, в соответствии с которым из отрезка трубы изготавливают полуфабрикат шара в виде двустороннего конуса или эллипсоида, образованного локальным Сужением около- торцовых участков отрезка трубы. Излишнюю длину суженных участков (перемычек) удаляют механически, а металл оставшихся на их месте выступов используют для глушения торцовых отверстий при осевой осадке полуфабриката, шара в сферической матрице.

Однако такие операции, как изготовление полуфабриката, обрезка перемычек, осадка в сферической матрице, подразумевают индивидуальную обработку каждого изделия, включающую, кроме собственно осадки, обрезки и т.п., также точную установку и фиксацию изделия в рабочем положении. Эти операции требуют специальной оснастки и оборудования и имеют индивидуальный характер, что удорожает технологию и ограничивает ТТрЪйзводительность способа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ из5

ё

v| СЛ

N

со

о о

готовления оправок для прошивных станов, при котором полую исходную заготовку деформируют, разделяют ее на штучные промежуточные заготовки и обкатывают один конец на каждом отрезке.

Однако этим способом невозможно получить качественные готовые изделия, а именно шары.

Цель изобретения - повышение качества изготавливаемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления тел вращения, при котором полую исходную заготовку деформируют, разделяют на штучные промежуточные заготовки и обкатывают их до получения готового изделия, обкатку штучных заготовок осуществляют в винтовом калибре по всей поверхности со степенью деформации 2-3%.

Кроме того, деформирование исходной полой заготовки осуществляют поперечно- винтовой прокаткой до получения штучных заготовок замкнутой формы с отделением их от исходной заготовки на конечном этапе деформирования.ч

На фиг. 1 и 2 показаны схемы реализации способа.

Пример. Рассмотрим процесс изготовления полых алюминиевых шариков наружным диаметром 8 мм и внутренним около 6 мм.

Заготовками служат алюминиевые трубки наружным диаметром 8,7 мм с толщиной стенки 1 мм и длиной около полуметра. Заготовка в холодном состоянии задается торцом в стальные валки стана поперечной прокатки с однозаходным B$IHTO- вым калибром радиусом А мм, установленные под углом подачи 6-7° и вращающемся со скоростью 30 об/мин. Диаметр валков по дну калибра составляет 130 мм, длина бочки 55 мм. Для устойчивости раската в калибре используют нижнюю линейку.

После захвата переднего конца заготовки первым витком реборд валков она начинает вращаться вокруг своей оси и втягиваться в калибр, увлекаемая витковой ребордой. По мере продвижения заготовки вдоль валков винтовые реборды продавливают в заданных местах углубляющиеся кольцевые канавки, а участок трубы между соседними канавками постепенно принимает сферическую форму. Ни одного случая смятия трубы, потери раскатом круглой формы ни в одной точке калибра зафиксировано не было. По завершении формовки сферической поверхности перемычка подрезается ребордами (соответственно спрофилированными), и полупродукт в виде

сферической оболочки с полюсными отверстиями выдавливается из калибра и падает в специальный накопитель. Полюсные отверстия образовываются на месте перемычек, имеют неправильную форму, близкую к окружности, диаметр которой на каждом шаре разный, но не выходит за пределы диапазона 0,1-0,5 мм. Наружный диаметр полупродукта составляет 8,15-8,3 мм. Некоторое несоответствие его размеров и размеров калибра объясняется тем, что раскат при обработке находится несколько ниже оси калибра.

Обкатку полупродукта проводят на валках того же диаметра, что и при прокатке, вращающихся с той же скоростью и имеющих винтовой калибр того же размера, нарезанный с постоянным шагом на всей длине бочки валков, составляющей 110 мм.

Валки устанавливают под углом подачи 1- 1,5°, противоположные реборды на выходе имеют минимальный зазор 0,1-0,15 мм. Установка линейки обеспечивает устойчивый процесс обкатки без остановки шара в валках. Полупродукт задают сверху в первый виток калибра последовательно по одному. Обжатие регулируют изменением зазора между выходными витками реборды. Начальная установка валков обеспечивает наибольшее обжатие до диаметра готового 7,95 мм

Для проверки правильности рекомендованного диапазона контролируют обжатие при обкатке каждого шара, для чего с

помощью микрометра определяют средние диаметры полупродукта и готового шара. Их разница принимается за величину абсолютного обжатия при обкатке.

В контрольном испытании из трех одинаковых заготовок прокатывают три группы годных единиц полупродукта по 35-40 шт. в каждой. Обкатка проводится в описанных валках при разных обжатиях: 0,3-0,4 мм (4- 5% от диаметра готового); 0,15-0,25 мм (23%) и менее 0,1 мм (меньше 1,2%).

Готовые шары подвергают визуальному осмотру для оценки целостности и замкнутости оболочки, а затем, убрав шары с незакрывшимися отверстиями, погружают в

воду на 4 ч для оценки герметичности, о которой судят по наличию либо отсутствию следов воды в полости шара при его механическом раскрытии. Раскрытие проводят в специальном зажиме горизонтальным резом.

Установлено, что из 38 шаров третьей группы (с наименьшим обжатием) 12 шт. имели видимые отверстия, из оставшихся 26 шаров следов воды не было только в 6 шаpax, а у 8 из них были заполнены полости целиком.

В первой и второй группах (с наибольшим и средним обжатием) шаров с нарушением целостности не было. Испытание на герметичность показало, что в первой группе из 40 шаров негерметичными были 3 шт., а во второй из 35 шаров - 1.

Полученные результаты показывают, что, если обжатие при обкатке шара меньше значений указанного диапазона, способ не обеспечивает целостности и герметичности оболочки. Такие изделия не являются шарами.

При обжатиях, больших или равных значениям предлагаемого диапазона, шары приобретают целостность и герметичность, необходимые для эквивалентной замены соответствующих сплошных шаров в узлах и приборах. Однако при большем обжатии шар более металлоемок, чем при меньшем обжатии, а следовательно, менее экономичен при прочих равных показателях. Поэтому наиболее предпочтителен рекомендованный диапазон обжатий при обкатке. Формула- изобретения

1. Способ изготовления тел вращения,

преимущественно шаров, при котором полую исходную заготовку деформируют, разделяют ее на штучные промежуточные заготовки и обкатывают их до получения

готового изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий, обкатку штучных заготовок осуществляют в винтовом калибре по всей поверхности со степенью деформации 23%.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что деформирование исходной полой заготовки осуществляют поперечно-винтовой прокаткой до получения штучных заготовок замкнутой формы с отделением их от исходной заготовки на конечном этапе деформирования.

Использование: при изготовлении облегченных шариков для опорных и функциональных механизмов и приводов. Сущность: цилиндрическую полую заготовку задают в валки с винтовыми ребордами, где деформируются до получения промежуточных шарообразных заготовок с полюсными отверстиями. Затем промежуточные заготовки обкатывают в винтовом калибре со степенью деформации 2-3% до заваль- цовки полюсных отверстий. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

О

Фиг./