Волочильный стан Советский патент 1981 года по МПК B21C1/16 

(54) ВОЛОЧИЛЬНЫЙ СТАН

Изобретение относится к волочильному производству.

По основному авт. св. № 747553 известен волочильный стан, включающий волокодержатель с волокой, снабженный приводом перемещения, вдоль оси волочения, подвижный в осевом направлении механизм зажима переднего конца заготовки и механизм зажима заднего конца заготовки,выполненный в виде гидроцилиндра с порщнем, на конце которого размещен клиновой зажим, причём порщень снабжен выступо.м, входящий в винтовой паз, выполненный на,внутренней поверхности корпуса гидроцилиндра, имеющий рабочий и дополнительный участки 1.

Недостатком известного волочильного стана является необходимость значительной протяженности дополнительного участка винтового паза в направлении волочения, что увеличивает габариты стана, а также время на дополнительную операцию закручивания заготовки.

Цель изобретения - повыщение производительности и уменьщения габаритов волочильного стана.

Поставленная цель достигается тем, что механизм зажима переднего конца заготовки волочильного стана выполнен в виде гидроцилиндра с порщнем, на конце которого J монтирован клиновой зажим, причем порщень снабжен выступом, входящим в выполненный на внутренней поверхности гидроцилиндра винтовой паз с направлением вращения, противоположным направлению вращения винтового паза механизма заднего 0 конца заготовки, с щагом, равным щагу дополнительного участка винтового паза указанного механизма и длиной, определяемой зависимостью:

.

где Н -минимальный шаг винтового паза, при котором отсутствует самоторможение в винтовом зацеплении механизма зажима переднего конца заготовки;

-длина заготовки перед волочением;

Lt. -допускаемые касательные напряжения в заготовке перед волочением;.

G - модуль упругости второго рода

материала заготовки; Ч -радиус заготовки до волочения.

На фиг. 1 - изображена схема волочильного стана в начальный момент волочения; на фиг. 2 - то же, в конце волочения; на фиг. 3 - механизм зажима переднего конца заготовки с волочильной тележкой, продольный разрез; на фиг. 4 - механизм зажима заднего конца заготовки, продольный разрез; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 6 - узел 1 на фиг. 3.

Волочильный стан включает установленную на тяговой цепи 1 волочильную .тележку 2 с доской волок 3, в которой закреплена волока 4, механизм 5 зажима переднего конца заготовки 6 и механизм 7 зажима заднего конца заготовки 6.

Механизм 5 зажима переднего конца заготовки 6 выполнен в виде закрепленного на основании 8 корпуса гидроцилиндра 9 с поршнем 10, на штоке 11 которого монтирован клиновой зажим 12.

Клиновой зажим 12 состоит из корпуса 13, в котором выполнены суживающиеся в окружном и осевом направлениях клиновые пазы 14, и зажимных клиновых губок 15, представляющих собой подпружиненные конические ролики.

Поршень 10 снабжен выступом 16 в виде ролика 17, входящего в винтовой паз 18, выполненный на внутренней поверхности корпуса гидроцилиндра 9.

Механизм 7 зажима заднего конца заготовки состоит из закрепленного на основании 8 корпуса гидроцилиндра 19 с поршнем 20, на штоке 21 которого монтирован клиновой зажим 22. Клиновой зажим 22 выполнен также, как и клиновой зажим 12.

Поршень 20 снабжен выступом 23 в виде установленного на оси 24 ролика 25, входящего в винтовой паз 26, выполненный на внутренней поверхности корпуса гидроцилиндра 19. Винтовой паз 26 выполнен из двух последовательно переходяших друг в друга участков с разными шагами, из которых первый участок по ходу волочения имеет в направлении волочения длину L, равную ходу поршня 10 механизма 5 зажима переднего конца заготовки, а второй участок имеет длину ti, равную удлинению заготовки при волочении.

Пазы 18 и 26 выполнены по винтовым линиям с противоположивши направлениями врашения.

Длину tt первого по ходу волочения (дополнительного) участка винтового паза 26 в направлении волочения и равную ей длину в направлении волочения винтового паза 18 выбирают из следующих соображений.

Благодаря противоположному направлению вращения винтовых линий, по которым выполнены пазы 18 и 26, закручивание заготовки 6 происходит одновременно с обоих концов.

Для обеспечения высокой производительности стана необходимо,чтобы процесс закручивания осуществлялся на минимальном коротком отрезке времени. Это возможно при условии, когда шаги винтовых, пазов 18 и 26 являются минимальными, при которых еще отсутствует самоторможение в винтовых зацеплениях между роликами 17, 25 и винтовыми пазами 18, 26 соответственно. Очевидно, что предельная производительность стана будет при равенстве шагов дополнительного участка винтового паза 26 и винтового паза 18 некоторому минимальному щагу Н-, характеризующему достигнутый уровень исполнения винтовых механизмов, и, следовательно, при равенстве шагов винтовых пазов 18 и 26 между собой. Из этого следует, что с учетом равенства длин в направлении волочения винтового паза 18 и дополнительного участка винтового паза 26, углы Q и поворота поршней соответственно 10 и 20 при закручивании заготовки 6 также будут равными, т. е. абсолютный угол закручивания заготовки выражается зависимостью:

.,(1

где f- угол поворота поршня 10 или поршня 20 при винтовом перемещении его на величину it.

Согласно уравнению винтовой линии: о - .

И гг ,,, а с учетом зависимости (1):

Е, ,-.(2

Величину Ч можно найти из уравнения кручения круглого бруса:

г ьер«ш,(3

где f - касательные напряжения в заготовке;С - модуль упругости второго рода

материала заготовки; Ltl допускаемые касательные напряжения в заготовке до волочения; е- угол закручивания на единицу

длины заготовки;

V - радиус заготовки до волочения. Оптимальным углом закручивания вьпт, на единицу длины заготовки следует считать такой угол, при котором в изделии создаются максимально возможные касательные напряжения без нарушения сплошности изделия, т. е. соблюдаются условия:

Г-ГТ1 и И 3

t-LLJ и Ыопт. -g-

При выполнении условий (4) обеспечивается предельное снижение силовых параметров -процесса волочения с кручением.

Оптимальный угол закручивания выражается зависимостью:

®0пт ,Л ©опт Ко,

(5)

где Ро - длина заготовки перед волочением. С учетом условия (4)

(6)

Подставляя значение из(6) в уравнение (2), получаем:

. н.ест

- чзгьр При длине Ef, описываемой уравнением (7), габариты стана и его-производительность будут минимальными при прочих равных условиях. Волочильный стан работает следующим образом. При подготовке волочильного стана к работе отводят поршень 10 с клиновым зажимом 12 в крайнее левое положение путем подачи рабочей жидкости по патрубку 27 в корпус гидроцнлиндра 9. С помощью тяговой цепи 1 волочильную тележку 2 подают в крайнее левое положение. На ось волочения стана подают заготовку 6, конць1 которой предварительно заострены. Передний конец изделия 6 вводят в волоку 4 и губки 15 клинового зажима 22 посредством перемещения порщня 20 в крайнее левое положение, что достигается подачей жидкости в патрубок 28. При подаче рабочей жидкости в корпус гидроцилиндра 1,9 по патрубку 29, порщень 20 перемещается в направлении волочения. При этом ролики 17 и 25, взаимодействуя с винтовыми пазами 18 и 26, сообщают поршням 10 и 20 с клиновыми зажимами 12 и 22 соответственно винтовые движения с противоположными направлениями вращения. Благодаря этому передний и задний концы заготовки 6 зажимаются губками клиновых зажимов 12 и 22. В этот момент включают привод тяговой цепи 1 и начинается совместное перемещение в направлении волочения заготовки 6 с механизмами 5 и 7 зажима переднего и заднего концов заготовки и волочильной тележки 2. При этом заготовка 6 закручивается с обеих концов активными крутящими моментами, создаваемыми клиновыми зажимами 12 и 22 механизмов 5 и 7. Поскольку заготовка 6 и волочильная тележка движутся совместно, волочения заготовки 6 не происходит. Перемещением заготовки 6 в направлении волочения на длину дополнительного участка винтового паза 26 и длину винтового паза 18 в направлении волочения достигается необходимый для качала последующего волочения уровень касательных напряжений в заготовке 6, после чего ролик 25 переходит на второй по ходу волочения участок 2 винтового паза 26, а порщень 10 с клиновым зажимом 12 достигает упора, которым является торцовая стенка корпуса гидроцилиндра 9, после чего начинается волочение заготовки 6 при ее неподвижном переднем конце. В ходе волочения задний конец заготовки 6, в силу вытяжки отходит в направлении волочения. Совместно с задним концом заготовки в направлении волочения движется и клиновый зажим 22, который подкручивает заготовку 6 в ходе волочения за счет взаимодействия ролика 25 с рабочим участком Ег винтового паза 26. При этом заготовка 6 испытывает совместное действие крутящего момента и противонатяжения. В конечный момент волочениз волока 4 достигает заднего заостренного конца заготовки 6, после чего осуществляют освобождение заготовки 6 от клинового зажима 22, вытягивание заготовки из волоки 4 клиповым зажимом 12 и освобождение заготовки от клинового зажима 12. Освобождение заготовки 6 от клиновых зажимов 12 ti 22 может обеспечиваться, например, выполнением пазов 18 и 26 в конечных правых положениях роликов 17 м 25 по винтовым линиям, направления Kotopbix противоположны окружным направлениям заклинивания губок в клиновых зажимах 12 и 22 соответственно, Протянутую заготовку 6 с помощью, например, толкателей, убирают с оси волочения. Подачей рабочей жидкости по патрубкам 27 и 28 и перемещением волочильной тележки 2 в крайнее лево0 положение обеспечивают готовность волочильного стана к волочению следующей заготовки. Формула изобретения Волочильный стан по авт. св. № 747553 отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения габаритов стана,механизм зажима переднего конца заготовки выполнен в виде гидроцилиндра с поршнем, на конце которого монтирован клиновой зажим, причем поршень снабжен выступом, входящим в выполненный на внутренней поверхности корпуса гидроцилиндра винтовой паз с направлением вращения, противоположным направлению вращения винтового паза механизма зажима заднего конца заготовки, с шагом, равным шагу дополнительного участка винтового паза указанного механизма и длиной определяемой зависимостью: ., „ , р Н, EoLTl где Н, -минимальный шаг винтового паза, при котором отсутствует самоторможение в винтовом зацеплении механизма зажима переднего конца заготовки; ЕО -длина заготовки перед волочением;Ltl -допускаемые касательные напряжения в заготовке перед волочением;( - модуль упругости второго рода для материала заготовки; г - радиус заготовки до .волочения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 747553, кл. В 21 С 1/16, 1978.

Фиг,1

Д- А

ЦJ3

Фиг. 5

W,ZO

17,25

/5.Л5

Фт.б