Устройство для поперечно-клиновой прокатки Советский патент 1976 года по МПК B21H1/18 B21H8/02 

1

Изобретенне отиоснтся к области обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве изделий типа ступенчатых валов.

Известио устройство для иоперечно-клиновой прокатки изделий типа ступенчаты.х валов, содержащее пару клиновых ниструмеитов, установленных на станине с возможностью встречного взаимного перемещения, каждый из которых вынолнен с заходным и раскатным участками, служащими для осуществления набора бурта. Рабочие грани заходны.к и раскатных участков наклонены под острыми углами к направлепию перемещенпя инструмента.

Цель изобретения - обеспечение возможности одностороннего набора бурта.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве углы наклона рабочих граней раскатных участков к направлению перемещения инструментов различны по величине при одинаковой щирине начала н конца указанных участков.

На фиг. 1 показан один клиновой инструмент предлагаемого инструмента; на фиг. 2 - другой клиновой инструмент; на фиг. 3 - сечение по А-А на фиг. I; на фиг. 4 - сечение по Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - получаемая деталь.

Устройство для поперечно-клиновой прокатки содержит два клииовы.ч и 1ст|зумента 1 и 2. С целью облегчения нзготовлеиня клинья выполнены составными. Клииовой инструмент 1 состоит из клиновых элементов 3 и 4 (фиг.

1), клиновой инструмент 2 - из клинозых элементов 5 н 6 (ф1п 2). Клиновые элементы 3 и 5 одинаковые и имеют ншроко известную конструкцию. Клиновые элементы 4 и б, служащие для набора бурта 7 готового изделия 8,

отличаются один от другого величинамн углов PI (фиг. 1) и Р2 (фиг. 2), а также длинами 1 н .2. Угол PI клинового элемента 4 меньн1е угла 62 клинового элемента 6 примерно на 1°. В общем случае разннца в этих углах определяетея (задается) конкретнымн условиями нрокатки исходным диаметром заготовки, степенью обжатия и объемом бурта, который необходимо выполнить на детали.

Набирающим металл участком гшструмснта 1 является раскатный участок длиной 1 (фиг. 1), а набирающим металл участком инструмента 2 является раскатный участок длиной /2 (фиг. 2). Ширина /Ji (фнг. 1) начала раскатного участка (фиг. 1 и 3) инстру.мента

1 на участке /i равна щирине Ло (фиг. 2) раскатного участка (фиг. 2 и 4) на участке /2 инструмента 2, т. е. . Аналогично ц ширина Лз (фнг. 1) конца раскатного участка инструмента 1 на участке 1 равна щирине /(.i (фнг.

2) раскатного участка инструмента 2, т. е.

hz ll. При заданных 2, Aj /Z2 и получаем . Тогда при равной длине калибрующих участков /3 (фиг. 1) и /4 (фиг. 2) и равной длине заходных участков /з (фиг. 1) и /6 (фиг. 2) общая длнна инструмента 1 больше общей длины инструмента 2, т. е. /i4-/3 + + ,2Л-l + l&. Угол наклона «i (фиг. 3) боковой грани 9 относительно оси ирокатки на участке набора металла в инструменте 1 выполнен равным аналогичному углу «2 (фиг. 4) наклона боковой грани 10 в инструменте 2.

Для различных конфигураций деталей соответствующие клииовые инструменты, как ноказали исследования, могут быть выполнены со значениями углов |3(r-f5°) и ос (30°-i+ 70°).

Работу предлагаемого устройства рассмотрим на примере изготовления зуба средней бороны. При этом для уравновешивания возникающих при прокатке осевых условий может прокатываться заготовка на два зуба с последующим разделением полученного изделия 8 (фиг. 5). Для этого на нлитах может быть установлено по два наборных инструмента, являюн1:ихся зеркальным отображением друг друга для инструментов одной плиты. На каждой плите наклонные наборные грани 9 (фиг. 3) и 10 (фиг. 4) инструментов 1 и 2 обращены друг к другу. В случае прокатки единичной детали с набором бурта на некотором участке длины (фиг. 5, левая часть) с использованием одной пары клиновых инструментов 1 и 2 осевые усилия могут быть уравновешены специальным подпором. Деталь с одним буртом можно прокатывать, используя вместо подпора набор второго бурта с последующей его раскаткой. В процессе прокатки клиновые инструменты 1 и 2 клиновыми элементами 3 и 5 (фиг. 1 и 2) внедряются в заготовку (фиг. 5) н раскатывают ее на определенном участке длины до диаметра d. Набора бурта нрн прокатке клиновыми элементами 3 и 5 практически не происходит, так как почти весь смещенный объем металла идет на удлинение заготовки. В дальнейшем в процессе прокатки включаются клиновые элементы 4 н 6. Распространение очага деформации, вызванного воздействием клинового элемента 6, вдоль оси заготовки идет быстрее, чем распространение очага деформации, вызванного воздействием клипового элемента 4, так как угол 2 в клиновом элементе 6 больше, чем угол Pi в клиновом элементе 4. Поэтому ширина канавки на выходе из-под клинового элемента 6 будет расти быстрее, чем ширина канавки иа выходе из-под клинового элемента 4. А так как клиновой элемент 6, вследствие вращения заготовки, входит в канавку, оставляемую клиновым элементом 4, расширяя ее, а клиновой элемент 4 - в канавку, оставляемую клиновым элементом 6, то наступит момент, когда клиновой элемент 4 будет входить в канавку, оставляемую клиновым элементом 6 почти без сопротивления (контакт наклонной боковой грани 9 с металлом будет отсутствовать). При

этом сумма моментов, способствующих вращению заготовки, будет меньше суммы моментов, препятствующих вращению заготовки, и вращение заготовки прекращается. Клиновой элемент 4 будет проскальзывать по поверхности заготовки, наклонная боковая грань 9 будет все больше входить в контакт с загоговкой, смещая металл в направлении распространения очага деформации, при этом сопротивление клиповому элементу 4 будет расти и наступит момент, когда заготовка начнет вращаться (прокатываться). После поворота заготовки на некоторый угол сопротивление клиновому элементу 4 уменьшится, вращение заготовки нрекратится, клиновой элемент 4 будет нроскальзывать по поверхности заготовки до тех пор, пока заготовка вновь не начнет вращаться. Во время проскальзывания клиновой элемент 4 наклонной боковой гранью 9

смещает металл в нанравленин распространения очага деформации (т. е. как бы опрессовывает металл на сторону) и диаметр заготовки перед очагом деформации увеличивается, т. е. происходит набор бурта.

Механизм набора бурта в предлагаемом устройстве отличается от механизма набора бурта в известном устройстве тем, что кроме обычного наплыва перед очагом деформации доиолнительно в бурт переводится часть объема металла, смещаемого боковой гранью 9 во время проскальзывания.

Таким образом, набор металла нроисходит по всей длине распространения очага деформации вдоль оси заготовки во время прокатки ее наборным участком инструмента. Иначе, объем набранного бурта зависит от расстояния, которое нроходит очаг деформации вдоль оси заготовки во время прокатки ее наборным участком инструмента, равного величине

. Создавая аналогичные инструменты с различными (Лз-/Zi), можно производить набор буртом различных требуемых размеров. Практически в процессе прокатки полных остановок заготовки, во время которых происходит проскальзывание клинового элемента 4, не наблюдается, проскальзывание идет непрерывно во время вращения заготовки.

После одновременного прекращения действия на заготовку боковых граней 9 и 10 на заготовке имеется бурт, которому последуюн ей прокаткой придается требуемая форма.

Формула изобретепия

Устройство для поперечно-клиновой прокатки изделий типа ступенчатых валов, содержащее пару клиновых инструментов, установленных на станине с возможностью встречного взаимного перемещения, каждый из котоых выполнен с заходным н раскатным участками, рабочие грани которых наклонены под стрыми углами к направлению неремещенля нструмента, отличающееся тем, что, с целью беспечения возможности одностороннего наора бурта, углы наклона рабочих граией рас5катных участков к направлению перемещения инструмента различны по величине при одииа504601б ковой ширине начала и конца указанных умастков.

Фиг.З

5

Фиг.2

6-5

Фиг.