Роторная машина для горячей обкатки цилиндрических заготовок Советский патент 1993 года по МПК B21D51/02 

Изобретение относится к кузнечно- прессовому оборудованию и обеспечивает повы иениё производительности и долговечно сти оборудования для получения горячей обкаткой изделий типа баллонов, .корп сов гидроамортизаторов и гидрофильтров, роликов рольгангов и т.п.

Известны многошпиндельные машины для р тгорной обкатки цилиндрических.заго- товок инструментом трения, содержащие смон ированный на станине вал с приводом, два аксиально установленных на приводном валу барабана, на одном из которых размещены механизмы загрузки, а на другом соответствующие им шпиндели, а также соединяющие их, соответственно, на каждой позиции, приводные оси с принудительно вращающимися круговыми инструментами, которые, контактируя с вращающимися вокруг своей оси и перемещаемыми по окружности заготовками, деформируют их до заданной формы.

Машины такого типа обладают высокой производительностью и универсальностью. Однако, так как на них реализуется процесс обкатки инструментом трения, в ходе которого осуществляется фрикционный контакт заготовки с рабочей поверхностью инструмента, чистота поверхности не превышает Rz 40...80, невысока также стойкость инструмента - 3...5 тыс. обкатываемых заготовок до переточки.

Известна машина для обкатки цилиндрических заготовок, содержащая смонтированный на станине вал с приводим, два аксиально установленных на приводном валу барабана, на одном из которых размещены механизмы загрузки, а на другом XI

ч ю V

VI

ю

соответствующие им шпиндели, а также расположенный между барабанами формующий инструмент, выполненный в виде свободно вращающегося, эксцентричного относительно окружности расположения осей шпинделей диска, который в процессе перемещения вращающихся в шпинделях заготовок по круговой траектории деформирует последние до заданных форм и размеров. Машины такого типа обеспечивают высокую чистоту обкатываемой поверхности () за счет использования дискового вращающегося инструмента. Однако их производительность в результате потерь, связанных с невысокой стойкостью инструмента, снижается на 10...15% относительно теоретической. Кроме того, так как дисковый эксцентриковый свободно вращающийся инструмент имеет постоянный профиль, это не позволяет изготавливать изделия, профиль которых состоит из участков различной конфигурации, формируемых последовательно.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем изготовления изделий различного профиля и повышение долговечности.v

Поставленная цель достигается тем, что в роторной машине для горячей обкатки цилиндрических заготовок, содержащей смонтированный на станине вал с приводом, два аксиально установленных на приводном валу барабана, на одном из которых размеще- ны механизмы загрузки, на другом - соответствующие им шпиндели, а также расположенный между ними эксцентрично оси приводного вала цилиндрический корпус со смонтированным на нем деформирующим инструментом, цилиндрический корпус смонтирован на приводном валуе возможностью свободного вращения и выполнен с венцовым участком с возможностью взаимодействия с приводным зубчатым колесом, а деформирующий инструмент выполнен в виде нескольких деформирующих роликов, установленных симметрично по окружности в цилиндрическом корпусе со смещением s горизонтальной плоскости друг относительно друга, причем, каждый из деформирующих роликов смонтирован на концентричной относительно оси цилиндрического корпуса оси с возможностью свободного вращения, а рабочие поверхности деформирующих роликов выполнены с разными профилями. ,

Принудительно вращаемый от приводного зубчатого колеса цилиндрический корпус позволяет последовательно вводить в контакте заготовками свободно вращающиеся деформирующие ролики, формирующие

различные участки заготовки, и тем самым расширить технологические возможности машины. При этом сохраняется основное преимущество машины-прототипа - обкатка роликовым инструментом.

Использование нескольких деформирующих роликов вместо одного дискового инструмента позволяет увеличить суммарную поверхность контакта инструмента с заго0 товками. и тем самым повысить долговечность.

Использование зубчатых колес для передачи крутящего момента в технологических машинах широко известно в

5 машиностроении. Например, центральное солнечное зубчатое колесо передает крутящий момент на несколько планетарных зубчатых колес, смонтированных на шпинделях обкатной машины. В нашем случае зубчатое

0 приводное колесо установлено аксиально цилиндрическому корпусу и жестко связано С ним. Это позволяет задать последнему принудительное вращение вокруг оси, эксцентрично оси приводного вала. Широко из5 вестны в обработке металлов давлением и свободно вращающиеся вокруг своей оси деформирующие ролики. Однако симметричное размещение деформирующих роликов с разными профилями рабочей

0 поверхности концентрично оси цилиндрического корпуса и установка взаимодействующего с корпусом приводного зубчатого колеса дает возможность получить новый положительный эффект, заключающийся в

5 возможности изготовления изделий различного профиля, а также в повышении долговечности.

На фиг. 1 изображена роторная машина для горячей обкатки цилиндрических заго0 товок, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - расположение деформирующих роликов на цилиндрическом корпусе.

Роторная машина для горячей обк.ат5 «и цилиндрических заготовок состоит из станины Т/смонтированного на ней приводного вала 2, на котором аксиально установлены жестко связанные с ним барабаны 3 и 4. На барабане 3 смонтированы шпин0 дели 5, а на барабане А - аксиально шпинделям толкатели 60 получающие возвратно-поступательное перемещение от кулачка 7, также расположенного на приводном валу 2 и жестко связанного со

5 станиной. На эксцентричной относительно оси приводного вала втулке кулачка 7 в подшипниках качения 8 расположен цилиндрический корпус 9, часть которого выполнена в виде зубчатого венца 10, взаимодействующего с приводным зубчатым колесом 11,

смонтированным на валу мотор-редуктора 12| В корпусе 9 установлены симметрично по окружности со смещением в горизонтальной плоскости друг относительно друга деформирующие ролики 15, причем каждый из деформирующих роликов смонтирован на-концентрйчной относительно оси цилиндрического корпуса оси 13с возможностью свободного вращения в подшипниках качения 14, а рабочие поверхности деформирующих роликов выполнены с разными профилями.

Приводной вал 2 приводится во враще- ниэ мотор-редуктором 16. Шпиндели 5, ос- на ценные зажимными патронами, которые управляются кулачком 18, получают движе- ниэ через зубчатые пары 19 и 20 от мотор- редуктора 21. .

: Предлагаемая роторная машина работает следующим образом.

Мотор-редуктор 16 приводит в движение вал 2 с жестко закрепленными на нем баэабанами 3 и4. Мотор-редуктор 21 через зубчатые пары 19 и 20 приводит во вращение шпиндели 5. Заготовки, предварительно нагретые до 1100°С, загружаются в . ячейки непрерывно вращающегося барабана 4, Затем подаются толкателями 6, совершающими возвратно-поступательные перемещения от цилиндрического кулачка 7, з зажимные патроны 17 шпинделей 5 непрерывно вращающегося барабана 3. В мо- мент загрузки подпружиненный упор 22 за кимногр патрона 17 наезжает на кулачок 181 патрон разжимается, и заготовка вводится в.него. Затем подпружиненный упор 22( зажимного патрона 17 съезжает с кулачка: 18, заготовка зажимается. Заготовки в зажимных патронах, вращаясь вокруг своей ос/1 и вместе с барабаном 3 перемещаясь вокруг вала 2, последовательно входят в контакт с деформирующими роликами 15, иыеющими разные профили рабочих поверхностей и свободно вращающимися вокруг своих осей. Рабочие поверхности деформи- ру ощих роликов 15, установленных на принудительно вращаемом цилиндрическом корпусе 9, за счет эксцентриситета окруж-- ности ,их расположения относительно оси приводного вала 2, а также за счет принудительного вращения цилиндрического корпуса 9, входят в контакт с поверхности заготовки, транспортируемой по окружности; в результате чего проис- хо|дит формообразование заданного про- фйля. Перемещаясь далее, заготовки вЦходят из контакта с деформирующими ро- 15. Подпружиненный упор 22 за- ж много патрона 17 наезжает на кулачок 18, патрон разжимается, и заготовка удаля

ется в отводящий лоток. Цикл работы повторяется непрерывно. Скорость вращения цилиндрического корпуса 9 рассчитывается так, чтобы каждая заготовка за время про- хождения по окружности угла рабочей зоны деформировалась последовательно каждым деформирующим роликом.

Угол рабочей зоны а определяется по зависимости

10

а arccos

(Рт-Яз)2+е2(Н1+гк)2 2 -(Ят-Вз)-е2

где RT - радиус окружности осей шпинделей шпиндельного барабана, мм;

R3 - радиус окружности осей деформирующих роликов цилиндрического корпуса, мм;

е - эксцентриситет осей приводного вала и цилиндрического корпуса, мм;

RI - максимальное значение радиуса деформирующего ролика, мм;

гк - минимальное значение внешнего радиуса деформированной заготовки, мм.

По известному углу а рабочей зоны определяется зависимость между скоростями вращения шпиндельного барабана и цилиндрического корпуса по формуле

Пщпб О- Пкорп 2 П

где Пшпб - скорость вращения шпиндельно.го барабана,

Пкорп - скорость вращения цилиндрического корпуса, .

Использование роторной машины для горячей обкатки цилиндрических заготовок,

оснащенной эксцентрично расположенным цилиндрическим корпусом с установленными на нем симметрично размещенными свободно вращающимися деформирующими роликами позволяет расширить область технологического использования роторных машин, оснащенных обкатными роликами, т.е. изготавливать изделия различного профиля лутем последовательного деформирования различных его участков; повысить

долговечность, т.к. известно, что стойкость деформирующего ролика зависит от длины образующей поверхности, а суммарная длина образующих поверхностей деформирующих роликов в машине

предлагаемой конструкции может быть больше, чем длина деформирующей поверхности дискового инструмента машины- прототипа. Например, диаметр окружности расположения шпинделей DTp 500 мм; диаметр деформирующих роликов предлагавмой конструкции Dp 200 мм; диаметр эксцентричного деформирующего диска машины-прототипа 6 450 мм. Количество деформирующих роликов 4. Суммарная длина рабочих поверхностей роликов и длина рабочей поверхности диска 1д может

быть определена 1р л гг Dp 4-3,14 200 2512 мм; п- Од 3,14450 1413мм. В рассмотренном примере суммарная длина рабочих поверхностей деформирующих роликов в 1,7 раза больше длины рабочей поверхности диска.

Использование: обработка металлов давлением. Сущность изобретения: роторная машина содержит смонтированный на станине приводной вал, два аксиально установленных на приводном валу барабана, на одном из которых размещены механизмы загрузки, на другом - соответствующие им шпиндели. Приводное зубчатое колесо смонтировано на приводном валу с возможностью свободного вращения. Цилиндриче: ский корпус, на котором смонтирован деформирующий инструмент, выполнен с венцовым участком с возможностью взаимодействия с приводным зубчатым колесом и эксцентрично установлен на привозном валу. Деформирующий инструмент выполнен в виде нескольких деформирующих роликов, установленных симметрично по окружности цилиндрического корпуса. 3 ил. о « t/1 С

Формула изобретения Роторная машина для горячей обкатки цилиндрических заготовок, содержащая смонтированный на станине вал с приводом, два аксиально установленных на приводном валу барабана, на одном из которых размещены механизмы загрузки, на другом - соответствующие им шпиндели, а также расположенный между ними эксцентрично относительно оси приводного вала цилиндрический корпус со смонтированным на нем деформирующим инструментом, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем изготовления изделий различного профиля .и повышения долговечности, она снабжена приводным зубчатым колесом, смонтированным на приводном валу с возможностью свободного вращения, при этом цилиндрический корпус выполнен с венцовым участком с возможностью взаимодействия с приводным Зубчатым колесом, в деформирующий инструмент выполнен в виде нескольких деформирующих роликов, установленных симметрично по окружности в цилиндрическом корпусе со смещением в горизонтальной плоскости друг относительно друга, причем каждый из деформирующих роликов смонтирован на концентричной относительно оси цилиндрического корпуса оси с возможностью свободного вращения, а рабочие поверхности деформирующих роликов выполнены с разными профилями.