Способ получения цилиндрических заготовок и устройство для его осуществления

 

Изобретениеiотносится к технике изготовления цилиндрических заготовок из прутка поперечно-клиновой прокаткой и позволяет повысить качество заготовок. Дпя этого на прутке вьтолияются кольцевые кана/ Уи, а заготовки отделяют от прутка знакопеременным изгибом и одновременным углублением канавок со стороны растянутых волокон прутка в условиях осевого подпора. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (511 4 В 2 1 Н l / 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3777367/25-27 (22) 30.07,.84 (46) 15.09.86.Бюл. Р 34 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) А.В.Степаненко, Л.А.Исаевич и М.И.Сидоренко (53) 621.771.65(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 350550, кл. В 21 Н 1/1 8, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 529879, кл. B 21 Н 1/14, 1974. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение iотносится к технике изготовления цилиндрических заготовок из прутка поперечно-клиновой прокаткой и позволяет повысить качество заготовок. Для этого на прутке выполняются кольцевые кана и, а заготовки отделяют от прутка знакопеременным изгибом и одновременным углублением канавок со стороны растянутых волокон прутка в условиях осевого подпора. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии и оборудованию прокатного прокатного производства, а именно к способу и устройству для изготовления поперечно-клиновой прокаткой заготовок цилиндрических изделий типа роликов подшипников.

Целью изобретения является повышение качества заготовок путем повышения точности формы их торцов и боковой поверхности.

На фиг,l показано устройство для осуществления способа получения цилиндрических заготовок, вид сбоку, в момент подачи прутка для предварительной деформации кольцевой канавки; на фиг.2 — то же, н момент окончательной,цеформации и отделения заготовки от прутка; на фиг.3 — вид Л на фиг.1; на фиг.4 и 5 — профили формирующей и отрезной реборд соответственно.

Предлагаемый способ осуществляется устройством, состоящим из двух валков 1 и 2 и двух направляющих планок 3 и 4. Валки 1 и 2 включают цилиндрические калибрующие профили

5 и 6, между которыми выполнены формующие реборды 7. Развертка формующей реборды представляет клиновый профиль, равномерно возрастающий от нуля до максимальной величины. Формующие реборды 7 ; расположены на валках 1 и 2 с эксцентриситетом, обеспечивающим плавное возрастание укаВ занных реборд как по высоте, так и по ширине. На валке 1 помимо формующей реборды 7 имеется отрезная ребор-. да 8, выполненная в виде сектора и расположениая с эксцентриситетом, обеспечивающим углубление кольцевой канавки на прутке на 20-40Х по сравнению с формующей ребордой 7. Угол при вершине отрезной реборды 8 на 25 меньшей, чем у формующей реборды

7. Конические профили 9 и 10 выполнены на каждом из валков 1 и 2 с углом конуса 2-5 (угол при вершине конуса), причем геометрические оси конусов повернуты относительно осей валков на половину угла конуса. Таким .образом, одна из образующих конических поверхностей становится продолжением цилиндрических профилей 5 и 6 валков 1 и 2 соответственно. На концах валков 1 и 2 имеются упорные реборцы 1!! и 12, изготовленные в виде секторов. Пруток 13 и от!

256839 2 ! резаемая заготовка 14 размещены меж ду валками 1 и 2 и направляющими планками 3 и 4. На одном из валков со стороны,; противоположной смещеник реборд, вдоль образующей цилиндрического и конического профилей выпол иена лыска глубиной 0,1-0,3 мм для свободного осевого перемещения прутка в момент подачи. В исходном полоI0 жении (фиг.! и 3) разрезаемый пруток

13 механизмом подачи подается на заданную величину вдоль осей валков

1 и 2 (механизм подачи не показан).

При этом пруток 13 оказывается между !

5 цилиндрическими калибрующими профилями 5 и 6 и формующими ребордами 7 валков 1 и 2, поскольку формующие реборды 7 выполнены с эксцентриситетом относительно:: осей валков 1 и 2, >0 а развертка их представляет клиновой профиль, возрастающий от нуля до максимальной величины как по высоте, так и по ширине, то при вращении валков 1 и 2 происходит постепенное -> равномерное внедрение формующих реборд 7 в тело прутка 13., При этом цилиндрические калибрующие профили

5 и 6 исключают наплывы металла на наружную поверхность прутка. Таким

3!! образом, за один оборот валков на прутке 13 происходит формирование кольцевой канавки, являющейся концентратором напряжений. Совершив один оборот вокруг оси, валки 1 и 2 оказываются в положении, изображенном на фиг.l. Механизм подачи вновь продвигает пруток 13 на шаг подачи вдоль осей валков. Пруток !3 со сформованной на нем кольцевой канавкой щ оказывается в зоне отделения между профилями 9 и 10 валков 1 и 2 соответственно. Поскольку профили 9 и 10 имеют коническую форму с углом конуса 2-5 (угол при вершине конуса), 45 то для обеспечения возможности продвижения прутка 13 между валками геометрические их оси повернуты относительно осей валков 1 и 2 на половину угла,конуса соответственно.

56 Таким образом, одна из образующих конуса становится продолжением цилиндрического профиля 6. Отрезная реборда 8 попадает посередине сформованной кольцевой канавки. При враще55 нии валков за счет поворота геометрических осей конических профилей 9 и 10 относительно осей валков 1 и 2 происходит отгибание с монотонно на125Г>839

3 растающим углом изгиба отрезаемой заготовки 14 от прутка 13 коническими профилями 9 и 10 в зоне сформованной кольцевой канавки. Поскольку за один оборот валков отрезаемая заготовка совершает несколько оборотов вокруг своей оси (пропорционально разности диаметров валка и отрезаемой заготовки), то в зоне сформированной канавки наблюдается знако- tO переменный изгиб с постоянно изменяющейся величиной угла отгиба. При этом отрезная реборда 8, выполненная в виде клинового сектора и расположенная со смещением относительно 15 оси валка 1, постепенно внедряется в тело прутка 13 со стороны растянутых волокон в зоне сформированной канавки, обеспечивая ее углубление на 20-40Х. Упорные реборды 11 и 12 20 исключают осевое перемещение отреза— емой заготовки 14, которая оказывается в состоянии осевого сжатия между отрезной ребордой 8 и упорными ребордами 11 и 12, при этом коничес- 25 кие профили 9 и 10 калибруют наружную поверхность заготовки, исключая возможность искажения ее формы. Металл разрезаемого прутка 13 по периметру кольцевой канавки упрочнен формующими ребордами,7 и обладает малой пластичностью. Поэтому внедрение на 20-40Х отрезной реборды 8 в пруток 13 в зоне сформированной кольцевой канавки при наличии на- пряжений изгиба и осевого сжатия отрезаемой заготовки 14 вызывает возникновение разрушающей трещины и приводит к полному отделению заготовки 14 от прутка 13.Отделение насту- 40 пает за один оборот валков 1 и 2.

При этом направляющие планок 3 и 4 удерживают пруток 13 и заготовку 14 между валками. Когда валки оказываются в положении, изображенном на 45 фиг.1, механизм подачи подает пруток

13 на шаг подачи вдоль осей валков

1 и 2. Отрезанная заготовка 14 при этом падает в тару, а часть прутка со сформованной канавкой попадает в зону отделения, и цикл повторяется.

Получение с помощью предлагаемого способа и устройства для его реализации заготовок высокого качества у не требующих дополнительной механической обработки, достигается рядом факторов..

Отрезаемая .заготовка в зоне отделения оказывается в состоянии осево,о сжатия, так как при внедрении отрезной реборды валков исключают ее осевое перемещение. Конические профили валков, находясь в постоянном контакте с отрезаемой заготовкой, обеспечивают калибровку ее боковой поверхности. Отсутствие осевого растяжения улучшает схему напряженного состояния в зоне отделения по сравнению с известным способом (где присутствует осевое растяжение). Это позволяет получать заготовки с хорошим качеством торцовой поверхности (отсутствие вырывов на торце, волнис-. тости и косины торцовой поверхности). г

Выполнение отрезной реборды с о углом при вершине, на 2-5 меньшим угла при вершине формующей реборды, обеспечивает свободное внедрение отрезной реборды в,предварительно сформованную канавку. Это исключает затирание торцовой поверхности отделяемой заготовки о реборду и обеспечивает свободный выход металлов иэ канавки. Таким образом, улучшается качество торцовой поверхности и исключаются наплывы металла на наружный диаметр прутка и отрезаемой saготовки.

Внедрение отрезной реборды на глубину, составляющую 20-40Х от глубины сформованной кольцевой канавки, дос-. таточно для отделения заготовки от прутка, так как металл в зоне канавки уже упрочнен формующей ребордой и характеризуется малой пластичностью.

Кроме того, одновременно с внедрением отрезной реборды в пруток отрезаемая заготовка отгибается коническими профилями валков с монотонно увеличивающимся углом изгиба, обеспечивая внедрение отрезной реборды в металл со стороны растянутых волокон прутка. Направление скалывающей трещины при этом определяется полученной кольцевой канавкой, являющейся концентратором напряжений.

Конические профили валков выполо иены с углом конуса 2-5 (угол при вершине конуса) ° Геометрическая ось конуса повернута относительно оси валка на половину угла конуса. Таким образом, одна из образующих конуса становится продолжением образующей цилиндрической части валка, эа счет чего обеспечивается возможность

5 12 осевой подачи прутка между валками.

Поворот геометрической оси конуса относительно оси валка обеспечивает отгибание с монотонно нарастающим углом изгиба отрезаемой заготовки от прутка в зоне сформированной канавки коническими профилями при вращении валков. Поскольку за один оборот валков отрезаемая заготовка совершает несколько оборотов вокруг своей оси (пропорционально разности диаметров валка и отрезаемой заготовки), то в зоне сформированной канавки наблюдается знакопеременный изгиб с постоянно изменяющейся величиной угла.

Постоянный контакт по всей длине заготовки с коническими профилями валков исключает искажение геометрической формы боковой поверхности отрезаемой заготовки (отсутствует смятие боковой поверхности, нет наплывов металла на нее).

По предлагаемому способу выполнено разделение прутков из мягких (Al, AM-1 и др.), средней твердости (Р16, Ст.20, Ст.40X) и твердых (ШХ15, ВТ6 и др.) материалов. Степень деформации отрезной реборды, у-ол с1 при вершине формующих реборд угол р при вершине отрезной реборды, угол у конуса конических профилей и смещение а оси формующих реборд приведены ниже (D — диаметр прутка).

Для мягких материалов: 6 =(0,40,5) D, d =60, Р =50 — 55, g =5-7 й=(0,15-0,2)D; для материалов средней твердости: E.=(0,3-0,35) D, d.=

=60, P =55-57, P =4-5, h = (О,!—

0,15)П; для твердых материалов: Е =

=(0,2-0,25)D, aL=60, /=57-58 30 "=2-4, =(0,08-0,1)D.

При прокатке (разделении прутков) получены заготовки с неплоскостностью (волнистостью) торцов О,l

0,15 мм, без косины торцов, торцовых и боковых утяжин, торцовых трещин, задиров и вырывов, а.также без смятия боковой поверхностй и наплывов металла.

Предлагаемые способ и устройство для его осуществления обеспечивают повышение точности формы торцов и боковой поверхности заготовок, что способствует повышению качества заготовок.

Формула и з о б р е т ения

1. Способ получения цилиндрических заготовок, включающий формирова56839

S5 ние на прутке кольцевых канавок поперечно-клиновой прокаткой и последующее отделени заготовок от прутка в зоне сформованной канавки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества заготовок путем повышения точности формы их торцов и боковой поверхности, отделение заготовки производят путем знакопеременного изгиба прутка в зоне сформованной канавки с одновременным ее углублением со стороны растянутых волокон поперечно-клиновой прокаткой в условиях осевого подпора отделяемой заготовки.

2. Устроиство для получения цилиндрических загQTQBQK содержащее два установленных с возможностью вращения валка, состоящих из формующих и отрезной реборд с гранями,. наклонными под острым углом одна к другой, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения качества заготовок путем повышения точности формы их торцов и боковой поверхности за счет внедрения отрезной реборды в пруток со стороны его растянутых волокон, оба валка со стороны выхода изделия снабжены упорными ребордами, выполненными в виде секторов, каждый из которых расположен аналогично отрезной и формующим ребордам с эксцентриситетом в одну сторону относительно осей своих валков, валки имеют конические профили, составляющие с упорными ребордами зону отделения заготовки, образующие конических профилей со стороны, противоположной смещению осей реборд совпадают с образующими цилиндрической части валков, причем меньшее основание конуса одного валка сопряжено с отрезной, а его большее основание — с упорной ребордами, у другого валка большее основание конуса сопряжено с цилиндрическим профилем, а меньшее — с упорной ребордой, формующие реборды эксцентричны осям валков, а их развертка представляет клиновой профиль, возрастающий от нуля до максимальной величины как по высоте, так и по ширине, отрезная реборда выполнена в виде сектора, имеет диаметр больший, а угол при вершине меньший, чем у формующей ребордь1, и установлена с эксцентриситетом, а упорные реборды вы7 1256839 8 полнены с превышением над сопрягае-, профилей, равным превышению отре9мыми с ними основаниями конических ной реборды над бочкой валка.

1256839

Составитель Ю.Марков

Техред М. оданич Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Повхан

Заказ 4861/7 Тираж 655

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауп скан наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4