Устройство для изготовления горловин баллонов Советский патент 1993 года по МПК B21D41/04 

Изобретение относится к обработке метал юв давлением и может быть использовано для улучшения качества поверхности гор новин баллонов.

Известно устройство для изготовления горповин баллонов из тонкостенных труб (авг. св. № 339337) принятое за прототип, содержащее патрон для заготовки и выполнен ную в виде фигурной пластины матрицу, имеющую возможность осевого перемеще: ни и .контактирующую в процессе закатки только с часть к поверхности деформируемой заготовки ;- А Ј

Однако в таком устройстве инструмент изводится в контакте елвращающейся заго- тов кой постоянно одним учЗстйэм рабочей час|ги, в результате чего происходит интенсивный износ этого участка и, как следствие, некачественная поверхность сферы баллонов - кольцевые риски.

Целью изобретения является улучшение качества изделий и повышение долговечности инструмента.:

Указанная цель достигается тем что устройство снабжено узлом принудительного вращения матрицы, кинематически связанным с матрицей и ее приводом, при этом матрица выполнена в виде кольцевой гайки с шлицевым хвостовиком, ось которого параллельна и эксцентрична оси шпинделя.

В предлагаемом устройстве деформирующая матрица (инструмент) выполнена кольцевой с шлицевым хвостовиком. Внутренний диаметр матрицы больше диаметра заготовки, поэтому она касается заготовки не всей поверхностью, а только ее частью. А поскольку матрица поворачивается относительно заготовки, то ее контактирующий с заготовкой участок все время меняется, возобновляется, поэтому износ инструмента резко уменьшается по сравнению с прототипом. Это повышает стойкость инструменvj О Ю vj

2

та, а также улучшает поверхность деформируемого участка заготовки. При этом между нижней частью матрицы и заготовкой постоянно существует определенный зазор, что позволяет окалине с заготовки падать вниз и.затем выдуваться или смываться, т.е. окалина отсутствует в месте контакта заготовки с матрицей, что также способствует отсутствию рисок на сферической части горловины.

В известных устройствах при закатке используется инструмент трения, преимуществом которого является сохранение температуры заготовки в течение всего процесса закатки в пределах 1150 - 1250°С, что способствует получению необходимого утолщения металла в горловине за счет высокой пластичности нагретого металла, а не- дос таткбм .инструмента трения является повышенный износ инструмента и неудовлетворительное качество поверхности сферической части горловин баллонов. При применении инструмента роликового типа - инструмента качения, температура заготовки в процессе закатки падает до 950- 1000°С, что приводит к уменьшению пластичности деформируемого металла и затрудняет получение необходимого утолщения металла в горловине, хотя улучшает качество наружной поверхности горловины.

В предлагаемом устройстве контакт принудительно поворачивающейся матрицы с вращающейся заготовкой создает как бы симбиоз инструмента трения и инструмента качения, что определяет его новизну и показывает его полезность.

Наличие определенного зазора между заготовкой и матрицей позволяет также охлаждать рабочую часть матрицы, например поливать водой, что также увеличивает ее стойкость.

. На фиг. 1 изображено устройство перёд началом закатки, вид сверху; на фиг. 2 - то же, в конце процесса закатки; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Устройство состоит из шпинделя 2, матрицы-гайки 3 с шлицевым хвостовиком 8, корпуса 4, вала-Шестерни 5, подшипникового, узла 6 и привода 7.

Устройство работает следующим образом.

Заготовка 1 С нагретым концом зажимается в шпинделе 2 и начинает вращаться, Включается привод 7, который передает вращение валу-шестерне 5, имеющему внутренние шлицы. Через шлицевой хвостовик 8 вращение передается матрице-гайке 3. Гайка 3 вращается и перемещается по резьбе корпуса 4 поступательно навстречу

заготовке 1, формуя рабочей частью горловину баллона. После получения готовой гор- ловины привод 7 реверсируется и гайка-матрица 3 перемещается назад, в ис- ходное положение, освобождая баллон.

Внутренний диаметр матрицы должен быть больше наружного диаметра заготовки, но в разумных пределах, чтобы не раздувать габариты устройства. Наиболее целесообразное соотношение

DM 1,4.. Л ,50, где D - диаметр заготовки,

Ом - внутренний диаметр матрицы.

Эксцентриситет осей матрицы и заготовки равняется половине раЗНОСТИ ДИамеТ- гу г

ров матрицы и заготовки е .

Во время процесса закатки гайка должна совершить несколько оборотов, порядка 5...10.

Время рабочего хода матрицы, т.е. время деформа ции. должно быть в пределах существующих устройств.

За базовый объект принимаем обычный процесс закатки, применяемый в настоящее время. (Капорович В.Г, Обкатка металлоизделий в производстве, М., 1974, с. 161). Диаметр заготовки -.219 мм. . Частота вращения шпинделя-600 об/мин. Время закатки Юс.

Длина деформируемого участка - 160

ММ.:.-..

Внутренний диаметр матрицы - 300 мм.

300 - 219 Эксцентриситет е ---г--- 40 мм.

При применениипредлагаемого устройства, чтобы не уменьшать производительность, принимаем время закатки равным 10 с,.

Матрица сделает 10 оборотов при рабочем ходе, т.е. частота вращения матрицы « 60 об/мин. Величина рабочего хода матрицы мм, т.е. Шаг резьбы должен быть 16 мм. На гайке и корпусе делается упорная

резьба.

Таким образом, не снижая существующей производительности, предлагаемое устройство позволяет улучшить качество поверхности баллонов и увеличить стойкость

инструмента.

Возможность охлаждения рабочей поверхности матрицы в процессе закатки и нанесения твердой смазки также способствует увеличению стойкости матрицы.

На практике матрица с гайкой делается сборной, чтобы при большом износе ее можно было заменить.

Формула изобретения

I Устройство для изготовления горловин баллонов, содержащее шпиндель для за- кропления и вращения заготовки, матрицу с внутренней профильной поверхностью, см нтированную с возможностью осевого пе; смещения, и ее привод, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества изделий и повышения долговечности оно снабжено узлом принудительного вращения матрицы, кинематически связанным с матрицей и ее приводом, при этом матрица выполнена в виде кольцевой гайки со шли- цевым хвостовиком, ось которой параллельна и эксцентрична оси шпинделя.

рсг.2

Ј/

фмЗ