Способ разделения труб на кольцевые заготовки Советский патент 1992 года по МПК B23D21/10 B23D21/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при разделении труб на кольца, в частности, в подшипниковой промышленности при изготовлении кольцевых заготовок из труб под последующую раскатку или точение колец подшипников качения.

Известен способ резки трубы на кольцевые заготовки, при котором кольцевые заготовки отрезают от трубы резцами (Федюнин Ю.М., Половцев Е.И. Технология изготовления подшипниковых колец с применением холодной раскатки. - Сб. Труды института. М.: Специнфорицентр ВНИППа, 1979, № 4(102), с. 120-124).

Известен также способ разделения труб на кольцевые заготовки, принятый за прототип, включающий подачу трубы в зону разделения, раскатку и отделение кольцевой заготовки формирующими роликами путем радиального перемещения одного из них к внутренней поверхности кольцевой заготовки на участке заданной ширины (авт. ев, № 617183, кл. В 21 Н 1/06, 1976).

При отделении колец по известному способу происходит искажение профиля колец и профиля трубы, что снижает качество изделий. Это явление возникает потому, что при воздействии локального радиального усилия изнутри на участке, равном ширине отделяемого кольца, до наступления разрушения трубы по месту среза на внутренней поверхности трубы в результате пластической деформации образуется так называемая утяжина. Одновременно с этим на наружной поверхности трубы у торца в месте среза образуется наплыв, а на наружной поверхности отделяемого кольца в той же зоне - утяжина. Указанные дефекты аналогичны дефектам, образующимся при рубке заготовок на ножницах или в штампе.

Целью изобретения является повышение качества получаемых заготовок за счет предотвращения искажения формы мх поперечного сечения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения труб на кольцевые заготовки, включающем подачу трубы в зону разделений, раскатку и отделение кольцевой заготовки формирующими роликами путем радиального перемещения одного из них к внутренней поверхности кольцевой заготовки на участке заданной ширины, раскатку и отделение осуществляют при вращении трубы и одновременном воздействии другим формующим роликом путем приложения радиального усилия к наружной поверхности кольцевой заготовки, ня- правленного к центру кольцевой заготовки

5л равного по величине радиальному усилию, прилагаемому к внутренней поверхности заготовки.

При таком способе резки трубы на кольцевые заготовки при двухсторонней радиальной деформации кольцевого участка происходит и тенгенциальная деформация его, способствующая увеличению диаметральных размеров, В этом кольцевом участке возникают сжимающие тангенциальные напряжения, которые вызывают появление радиальных напряжений среза в плоскости сопряжения трубы и деформируемого кольцевого участка, что приводит к качественной

отрезке кольцевой заготовки без образования утяжин и наплывов в пограничной зоне плоскости среза как на трубе, так и на отделенной кольцевой заготовке.

На фиг. 1 приведена схема резки трубы

на кольцевые заготовки; на фиг. 2 - схема напряженно-деформированного состояния кольцевого участка трубы.

Способ резки трубы на кольцевые заготовки осуществляется следующим образом.

Со стороны внутренней поверхности

грубы 1 роликом 2 прикладывают радиальное усилие Рен к кольцевому участку 3 трубы заданной ширины Ь, а с наружной поверхности трубы роликом 4 прикладывают навстречу усилию РВн и равное ему по величине радиальное усилие Рн к тому же кольцевому участку 3. В результате радиальной деформации кольцевой участок 3 стремится удлиниться в тангенциальном

направлении, но силы сцепления металла трубы 1 препятствуют удлинению кольцевого участка, в связи с чем а любой выделенной зоне 5 кольцевого участка 3 возникают тангенциальные сжимающие напряжения

7сж. В плоскости среза - в радиальной плоскости сопряжения трубы 1 и деформируемого кольцевого участка 3 - сжимающие напряжения 7Сж дают результирующую составляющую - напряжение среза аср, направленную к периферии участка 3.

Аналогичным образом, в остальной части трубы 1 в той же плоскости возникают растягивающие напряжения, создающие результирующую составляющую, направленную к оси трубы (на фиг. не показано). Разнонаправленные результирующие напряжения (напряжения среза 7Ср) в двух сопряженных по плоскости разделения элементах трубы обеспечивают отделение

кольцевой заготовки от трубы.

Пример. Исходной заготовкой служила труба диаметром 73 мм и толщиной стенки 9,3 мм из стали ШХ15. Снаружи и изнутри вращающейся трубы на участок высотой 20

мм воздействовали роликами в радиальном направлении с усилием около 15 тс. В результате возникновения напряжения среза от трубы отделилось кольцо высотой 20 мм с наружным диаметром 81,3 мм и толщиной стенки 8,6 мм, которое послужило заготовкой для последующего изготовления механической обработкой с минимально необходимыми пропусками 1,3... 1,4 мм наружных колец подшипника 208.

В сравнении с традиционным методом отрезка кольца от трубы на труборезных станках способ разделения труб обеспечивает экономию металла до 25%, так как ширина резца при традиционном способе резки составляет 3,5... 4,3 мм а зависимости от его материала (быстрорежущая сталь или твердый сплав).

Использование предлагаемого способа резки труб обеспечивает повышение каче- ства кольцевых заготовок благодаря созданию условий напряженно-деформированного состояния, приводящих к чистому срезу по месту отделения кольца и в связи с этим к минимальному искажению профиля. Кроме

того, использование способа обеспечивает экономию металла за счет безотходного отделения кольца и снижения припуска на последующую обработку благодаря незначительному искажению профиля. Формула изобретения Способ разделения труб на кольцевые заготовки, включающий подачу трубы в зону разделения, раскатку и отделение кольцевой заготовки формующими роликами путем радиального перемещения одного из них к внутренней поверхности кольцевой заготовки на участке заданной ширины, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества получаемых заготовок за счет предотвращения искажения формы их поперечного сечения, раскатку и отделение осуществляют при вращении трубы и одновременном воздействии другим формующим роликом путем приложения радиального усилия к наружной поверхности кольцевой заготовки, направленного к центру кольцевой заготовки и равного по величине радиальному усилию, прилагаемому к внутренней поверхности заготовки.

Использование: в подшипниковой промышленности при изготовлении кольцевых заготовок из труб под последующую раскат4 ку или точение колец подшипников качения. Сущность изобретения: со стороны внутренней поверхности трубы роликом 2 прикладывают радиальное усилие к кольцевому участку 3, а с наружной поверхности трубы роликом 4 прикладывают навстречу внутреннему усилию усилие, равное по величине. В результате возникающие тангенциальные сжимающие напряжения в плоскости срез.а - радиальной плоскости сопряжения трубы и деформируемого кольцевого участка - дают результирующую составляющую напряжению среза, .направленную к периферии участка 3. 2 ил. VJ vj СО (Л О to ®«/

5