Способ изготовления кольцевыхдЕТАлЕй C пРОфилиРОВАННОйНАРужНОй пОВЕРХНОСТью Советский патент 1981 года по МПК B21H1/06 B21H5/00 

процессе раскатки образующую внутрен ней поверхности заготовки располагаю по касательной к поверхности профиля ручья раскатного валка, частоту коле баний внутреннего валка определяют из соотношения . f ,(1 0.5,S) Где f - частота колебаний валка за оборот детали, кол/об; п - число оборотов валка за оборот детали; S - длина пути, проходимая валком за оборот детали,мм/об; D - внутренний диаметр детали, а радиус ручья раскатного валка определяют из соотношения R , где R радиус ручья раскатного валка, мм; Ь - ширина детали в мм; S - длина пути, проходимая валком за оборот детали, мм/об; К - коэффициент, определяемый шириной детали и длиной дуги контакта раскатного валка с заготовкой, равный 2-5. Значения величин, п и D относятся к конечному периоду процесса раскатки. Так, число оборотов валка за обо рот детали п определяют из соотношенияп, п где Пц - число of opoTOB валка (об/ми определяется из соотношения дет отв где Ает число оборотов приводной матрицы (детали); Djj D - диаметр отверстия зубчато го колеса, или диаметр за готовки в конце раскатки мм; DJ - диаметр валка, мм. В этом же соотношении величина S в физическом смысле представляет со бой подачу валка за оборот приводной матрицы (детали) или длину пути, про ходимую валком за один оборот детал В результате научно-исследовательских работ был определен оптимальный интервал значения величин S (подачи равный 0,1-0,5 мм/об. Меньшие значе ния подачи применяются для раскатки деталей из среднеуглеродистых легированных сталей, большие - для дета лей из малоуглеродистых сталей. При раскатке деталей шириной до 60 мм значения коэффициента К в фор муле для определения радиуса валка применяются большими, при раскатке деталей шириной более 60 мм - меньшими . На фиг. 1 изображена схема начала раскатки; на фиг. 2 - крайнее левое положение валка при его колебании; на фиг. 3 - крайнее правое положение валка. Заготовку 1 устанавливают в матрицу 2 и подводят к ней раскатной валок 3. Валок вдавливают в заготовку, при этом ось валка параллельна оси заготовки (фиг. 1). Вращение валка и заготовке передается за счет вращения матрицы. После этого включают колебания раскатного валка за счет принудительного возвратно-поступательного перемещения точки О в пределах ширины Ь раскатываемой заготовки (положения О, на Од на Фиг. 2, 3). Точка О расположена в центре окружности радиуса R 360 мм, по дуге которой выполнен профиль ручья раскатного валка. В прюцессе раскатки внутреннюю поверхность заготовки поддерживают к поверхности профиля ручья раскатного валка. Раскатку детали производят при следующих режимах: Усилие на валке 30 Подача валка, мм/об. дет0,2 Частота враадения матрицы с заготовкой, об/мин40 Частота колебаний валка, кол/об, дет 5 Время раскатки, мин 1,5 По окончании раскатки валок 3 отводят , а деталь выпрессовывают из матрицы. На примере конкретного осуществления способа показано определение упомянутых выше расчетных величин. Требуется изготовить зубчатое колесо из стали 38ХС со следукицими геометрическими парс1Метрами (мм) : Наружный диаметр, DHC,P 168(-0,2) Л аметр по впадинам. Диаметр отверстия, 125 Ширина зубчатого венца, Ь60 Модуль, m3 Число зубьев, Z 54 Определение параметров способа производим в следующей последовательности. Определяем размеры заготовки. Наружный диаметр заготов,ки равен диаметру по впадинам зубчатого колеса 154,5 мм, ширина заготовки равна ширине готовой детали 60 мм, а внутренний диаметр заготовки вычисляется по следующей зависнмости где « ° .l 161,25 мм, тогда л/ 125 - 168 + 161,2 113 мм По результатам экспериментальных работ значение внутреннего диаметра заготовки уточняется в зависимости от условий заполнения металлом про филя зубчатой матрицы и от получаемого в результате раскатки конкретного значения диаметра отверстия де тали . Определяем режимы раскатки. Подача 5 0,2 мм/об,дет (для ст ли 38ХС)., Частота вращения матрицы с заготовкой равна п 40 об/мин (максимально возможная на данном об рудовании, значение п можно задавать и большим, например до 100 150 об/мин, исходя из имеющегося . оборудования). Определяем частоту колебаний вал ка за один оборот детали 0,5 5 Число оборотов валка в конце процес са раскатки определяется по формуле 200 Об/ми Идет ij Число оборотов валка за один оборот детали определяется по формуле п, 20 п Тогда, подставляя исходные и расчет ные данные н формулу, имеем 5(1 + 125 5 ,1 коп |осАет Определяем радиус профиля ручья раскатного валка, приняв значение коэффициента К равным 5, так как ширина заготовки равна 60 ъ/м 360 мм Заготовку с определенными выше размерами устанавливаем в зубчатую матрицу и подводим к ней раскатной валок с радиусом ручья в 360 мм. Валок вдавливаем в заготовку и начинае вращать матрицу с заготовкой с часто той 40 об/мин. После этого включаем колебания раскатного валка с частотой 5,1 кол/об.дет. и осуществляем подачу его с величиной 0,2 мм/об.дет Процесс ведем до полного заполнения профиля зубчатой матрицы металлом заготовки и получения диаметра отверстия детали, равного 125 мм. Использование данного изобретения позволяет снизить усилие раскатки за счет значительного уменьшения контактной поверхности между валком и обрабатываемой деталью, в результате чего обеспечивается более равномерное по ширине венца и направленное течение металла в зубчатую матрицу. Это, в свою очередь, повышает точность обрабатываемых деталей. Благодаря благоприятному располох ению волокон по контуру зуба повыиается прочность шестерен. Снижение потребных усилий раскатки позволяет применять более дешевое оборудование, требующее меньших энергозатрат при изготовлении широкой номенклатуры деталей} достичь экономии металла, автоматизировать процесс обработки деталей и улучшить условия труда. Формула изобретения Способ изготовления кольцевых деталей с профилированной наружной по-верхностью, при котором кольцевую заготовку деформируют между вращающейся матрице с профилированной внутренней поверхностью и перемещающимся в радиальном направлении раскатным валком с ручьем на наружной поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изготавливаемых деталей и снижения энергозатрат, одновременно с перемешением в радиальном направлении раскатному валку сообщают колебательное движение в плоскости, проходящей через ось заготовки и ось раскатного валка, в процессе раскатки образующую внутренней поверхности заготовки располагают по касательной к поверхности профиля ручья раскатного валка, частоту колебаний внутреннего валка определяют из соотношения 1 + 0.5-) 1 + ГС- о частота колебаний валка за оборот детали, кол./об; число оборотов валка за оборот детали; длина пути, проходимая валком за оборот детали, мм/об; внутренний диаметр детали, мм, а радиус ручья раскатного валка определяют из соотношениярадиус ручья раскатного валка , мм; ширина детали, мм;

длина пути, проходимая валком за оборот детали, мм/об;

коэффициент, определяемый шириной детали и длиной дуги контакта раскатного валка с заготовкой, равный 2-5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

538795, кл. В 21 Н 5/00, 08.07.74,

2.Авторское свидетельство СССР

№ 508320, кл. В 21 Н 1/06, 09.04.73.