Способ ротационной вытяжкицилиНдРичЕСКиХ дЕТАлЕй Советский патент 1981 года по МПК B21D22/16 

(54) СПОСОБ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ для последующей ротационной вытяжки с утонением. А при одностороннем зазоре между заготовкой и оправкой равном 0,03-0,04 мм, рациональные у ловия достигаются при обжиме со сте пенью деформации 10%. При изготовлении тонкостенных цилиндрических деталей, особо с око чательной толщиной стенки 0,1 мм, сильно сказывается скручивание (винтовое перемещение концевого сечения в градусах) и потеря устойчивости (волнистость вдоль образующей значительно влияющие на точность диаметральных размеров и толщину .стенки. Поэтому установление конкр ных рациональных параметров процес са ротационной вытяжкой,позволяющих получать качественные тонкостенные детали из труднодеформируемых метал лов по 2-му классу точности и 10-му классу шероховатости, имеет весьма важное значение. Степень деформации за проход принято определять по формуле: -§-fOO% . . tg - толщина стенки до и после ротационной вытяжки. Большое значение на качественные характеристики (точность и шерохова тость) /гроцесса оказывает отношение скорости ротационной вытяжки (раска тывания к скорости подачи детали: - - 2JT Кд , S- где Rg - радиус детали; Sj, - осевая подача условного сепаратора . c 0 1 т тп-Хс -подача на один шарик-, -количество шариков в мат рице i -скоростной коэффициент р тационной вытяжки с вращаквдейся обоймой. На чертеже показана схема план скоростей. Исходя из этсГ: схемы, определяю скорость ротационной вытяжки VP и KC . Используя графоаналитический ме из плана скоростей определяют скорость вращения шариков - V ц, (условного сепаратора) относительно обрабатываемой заготовки. , Из подобия дАВОс ДКМО имеют: - (П ОА ,откуда u,ui о5 и-х . Из подобия ДАВОел д СО-О 1Шеют: Гщц-х а ОВ,з ОА - V,5 Ь- X Vo5 или откуда Nah-V Lu . Подставляя значение х из уравнения (2) в уравнение (1) получают: Определяют скорость ротационной вытяжки при вращении обоймы и детали в разные стороны: V.T--4 V V -V -V р а Определяют скоростной коэффициент вытяжки: а к. TMi/ruj Подставляя значение -i.sinA. , получают: Чл ,,ч ) , ) (Ь) 1-Siv 2 угол между опорными конусными поверхностями обоймы/ радиус шарика; скорость вращения обоймы, скорость вращения детали. Результирующее значение отношения скорости ротационной вытяжки к скорости подачи детали, т.е. учитывает совокупное влияние на точность и шероховатость подачи на шарик и геометрические размеры инструмента, Точность и шероховатость раскатанных тонкостенных деталей -в значительной степени зависит от степени деформации и отношения а. Например, при принятых d const (dm 2,t мц) ( шт.) и 2R3 const (0 10,0 мм) .варьируют подачей и степенью деформации. С уменьшением подачи на шарик величанием отношения i ) уменьшается шероховатость, увеличением, степени деформации за проход и обТцей, степени деформации уменьшается волнистость раскатанной поверхности, а следовательно, и отклонения диаметральных размеров и толщины стенки, Степень деформации за проход при ротационной вытяжке влияет на соотношение сжимающих и расстягивающйх напряжений, действующих на обрабатываемую деталь, и поэтому §4; к берется в зависимости от достижения минималь,Лой окончательной толщины стенки.Так. при значительных радиальных сжимаюц их напряжениях (степенях деформещии менее 50%) снижается точность геометрической формы тонкостенных деталей вследствие увеличения волнистости и даже час то происходит потеря устойчивости (гофрироваиие) всей детали, особенно на окончательных проходах ротационной вытяжки при достижении толщины стенки детали 0,09 мм, Так , у деталей 010,40, полученных окончательной ротационной выал- о5щ 050 и etK 0, 142-141 (S, 0,015 мм/шарик) отклонение от цилиндричности на основной длине детали (исключая край) не превышает 0,02 мм, а колебание толщины стенки (t 0,08 NM) не пре вышает 0,01 мм. С увеличением степени деформации при окончательной ротационной вытяжке до.§ск 0,55 (и далее при увеличении рбщей степени деформации) при изменении отношений -. с 400 до 120 (с S. 0,015 до 0,(f05 мм/шарик) отклонения диаметральных размеров и толщины стенки ( tg 0,06 мм) уменьшается до 0,01 мм, но увеличивается шероховатость поверхности. При отношении 200 (S , 0,0089 мм/шарик) nprf степени деформации . 0,5 отклонения диаметра раскатанной детали уменьшаются до 0,015 мм. При ротационной вытяжке с отношением - 230 (S, 0,008 мм/шарик) , но ёо значительной степенью деформации при окончательной ротационной вытяжке (tK. 0,55) отклонени по диаметру не превышают 0,01 мм. . Поэтому при достижении окончатель ной толщины стенки детали t 0,05-0,06 мм (при отношении- S- 230) следует принимать на послёднем (окон чательйом) проходе ротационной вы тяжки etfc 55%, а при достижении толщины стен;2си. tg 0,08-0,09 мм (пр -5Lpa 200) - gtK 50%, отношении что позволяет достичь превалирования меридиональных растягивающих напряжений на радиальными сжимакхцими и получать качественные тонкостенные и особо тонкостенные детали по 2-му классу точности и 8-10-му классу шероховатости. Таким образом, с целью достижения наивысшей точности диаметральных размеров и толщины стенки с шероховатостью не ниже 8-го.класса, ротационную вытяжку следует производить с tt. 0,50-0,55 и -s ° 200-230. При ротационной вытяжке тонк(5стен ных цилиндрических деталей при отношении 40,065 (больших диаметра шариков) и - 0,1 в результате прерывистого действия шариков стенка детали прижимается к пуансону в тех местах, .которые находятся под шарика ми, а в местах между шариками она может упруго-пластически изгибаться. Поскольку ша1рики вращаются вокруг раскатываемой заготовки, то места контакта заготовки с шариками и области прогибйв заготовки меняются, т.е. возникает знакопеременный изгиб тонкостенной заготовки. Вследствие увеличения сопротивления ротационной вытяжке, вызванного процессом многократного знакопе- ременного изгиба при отношении - 4 0,065, диаметр деталей увеличивйется. до 0,2 мм и возникают трещины на тонкостенных деталях даже из пластичных металлов {например из стали 12X18H10TJ при относительной толщине 0,054-0,09. 1 При ротационной вытяжке шариковой матрицей заготовок из стали 12Х18Н10Т с относительной толщиной - 0,15),24 (т.е. - 0,1) и при отношении -j 0,15-0,25, в результате увеличения сопротивления вьщавливанию, происходит вытяжка стенки в тангенциальном направлении (увеличение диаметра) до 0,06 мм. Тонкостенные и особо тонкостенные удлиненные детали ротационной вытяжкой шариковой матрицей из пласти.чных и малопластичных металлов по 2-му классу точности и 10-му классу шероховатости возможно изготовить при отношении-р 0,15-0,25 и - 0,1. Предлагаемый способ ротационной вытяжки осуществляется с помощью устройства ротационной вытяжки, устанавливаемого на суппорте токарного станка. Устройство содержит две последовательно расположенные матрицы. Первая шариковая матрица, в которой производится обжим заготовки с целью ликвидации зазора между оправкой и внутренним диаметром заготовки и выравнивания толщины стенки по периметру. Давильные элементы (шарики первой шариковой матрицы) получают планитарное вращение от обрабатываемой заготовки, одетой на закаленную оправку, которая закрепляется в цанговом патроне. Давильные элементы шарики второй матрицы устройства, производящей ротационную вытяжку, получают вращательное движение от заготовки и от обоймы, приводимой во вращение через шестеренчатую передачу от электродвигателя. Использование предлагаемого способа ротационной вытяжки позволяет достигнуть следующего технико-экономического эффекта. Расииряются технологические возможности ротационной вытяжки, позволяя производить за ОДИН проход операцию ротационного обжима и ротационную вытяжку с утонением стенки, возможно производить операцию обжима тонкостенных трубчатых деталей на требуемую ДЛИНУ, получая детали с различными диаметрами и-толщиной стенки. Применение перед ротационной вытяжкой операции ротационного обжима позволяет использовать исходные заготовки с более широким полем допуска (т.е.удешевляет технологический процесс изготовления заготовок , а после операции обжима шариковой матрицей заготовки получаются правильно геометрической формы (по 3-4-му клас су точности) и с равномерной толщино стенки. Применение ротационной вытяжки шариковой матрицей с утонением стен ки позволяет при относительных степенях деформации 50-55% за проход и отношении - 200-230 с отношениями 4 D, 15-0, 25 и -|1- ОД достигать при изготовлении особо t тонкостенных детгшей 2-го класса точности и 10-го класса шероховатости , повысив при этом производите ность в 1,5-2 раза со 100% выходом вгшуумной плотности деталей (где Кл - наружный радиус заготовки sl - подача условного сепаратора; ; ti - то.пщина заготовки; Гщ- радиус шарика; RC, наружный радиус детали Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными представляет существенную новизну и дает новый положительный эффект. Формула изобретения Способ ротационной вытяжки цилиндрических деталей путем раскатки вращаккцимися давильными элементами вращающейся трубчатой заготовки, отлича. ющийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, путем изготовления особо тонкостенных цилиндрических деталей из Труднодеформируемых металлов, предварительно заготовку обжимают в шариковой, матрице со степенью деформации 10-15%, .а окончательную ротационную вытяжку производят со степенью деформации 50-55%, при этом отношение скоростей ротационной вытяжки и скорости перемещения заготовки V (J--230, составляет где VP - скорость ротационной вытяжки V - -скорость перемещения заготовки . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 441070, кл. В 21 D 22/16, 1974.

А оУ- а