Устройство для торцовой раскатки осесимметричных изделий

 

Изобретение относится к оборудованию для торцовбй раскатки и позволяет повысить качество прокатаных изделий. Инструмент устройства выполнен в виде валка с конической торцовой рабочей поверхностью, а корпус с оправкой и матрицей выполнен со средствами для исключения скольжения рабочей поверхности валка по заготовке. Кроме того, устройство снабжено сменным наконечником оправки и компенсатором перемещения оправки. В рабочем валке выполнено коническое углубление под наконечник оправки, а оба эти элемента выполнены с размерами, необходимыми для размещения этого наконечника в углублении валка. В процессе раскатки полой заготовки отсутствие скольжения рабочей поверхности валка по заготовке исключает налипание металла на валок и вырывы частиц металла с поверхности заготовки. 3 3. п. ф-лы ,4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1) 4 В 21 Н 1/06

ВСЕСЩ0 ; q щ ! !3 ПФ... " TE, 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3905823/25-27 (22) 04.06.85 (46) 23.02.87. Бюл. ¹ 7 (71) Азовское специальное конструкторское бюро кузнечно-прессового оборудования и автоматических линий (72) Ф.А. Теплый, П.С. Яланский, А.M. Ещенко и С.В. Николаенко (53) 621.771.29 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 884809, кл. В 21 Н 1/06, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРЦОВОЙ РАСКАТКИ ОСЕСИИИЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к оборудованию для торцовой раскатки и позволяет повысить качество прокатаных изделий. Инструмент устройства выполнен в виде валка с коничес„„SU„„1291260 А 1 кой торцовой рабочей поверхностью, а корпус с оправкой и матрицей выдолнен со средствами для исключения скольжения рабочей поверхности валка по заготовке. Кроме того, устройство снабжено сменным наконечником оправки и компенсатороМ перемещения оправки. В рабочем валке выполнено коническое углубление под наконечник оправки, а оба эти элемента выполнены с размерами, необходимыми для размещения этого наконечника в углублении валка ° В процессе раскатки полой заготовки отсутствие скольжения рабочей поверхности валка по заготовке исключает налипание металла на валок и вырывы частиц металла с поверхности заготовки.

3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1 l 291260 2

Изобретение относится к технологическому оборудованию прокатного производства, а именно к устройствам для торцовой раскатки изделий типа колец или втулок с буртами.

Цель изобретения — повышение качества поверхности иэделий за счет исключения скольжения рабочей поверхности валка по заготовке в процессе раскатки.

На фиг. 1 изображено устройство для торцовой раскатки осесимметричных изделий, вид сбоку, на фиг.2— положение валка в момент деформации кольцевой заготовки, наконечник оправки упирается в рабочую часть валка на фиг.3 — то же, для случая, когда наконечник оправки входит в углубление в рабочей части валка;на фиг.4 — то же, при раскатке из прут,ковых заготовок деталей типа ступенчатых валов.

Устройство для торцовой раскатки осесимметричных изделий содержит установленную в направляющих 1 и соединенную с приводом 2 линейного перемещения подвижную головку. 3 с холостым валком 4 и неподвижную головку 5, в которой в подшипниках 6 смонтирован оснащенный сменной матрицей

7 полый шпиндель 8. Матрица 7 с помощью крышки 9 прикреплена к шпинделю 8 винтами 10. Между крышкой 9 и шпинделем 8 установлены компенсирующие прокладки 11. Внутри матрицы

7 размещена втулка 12 и в ней установлена оправка 13, выполненная в виде трубчатого элемента. Шпиндель

8 приводится во вращение от шестерни 14, закрепленной в нем с помощью шпонки 15.Последняя установлена в выполненном в шпинделе 8 пазу 16 и взаимодействует другим своим концом с втулкой 12 через выполненный на ее наружной цилиндрической поверхности паэ 17.

На конце оправки 13, выступающей из шпинделя 8, выполнен паз 18, в котором.по неподвижной посадке установлен упор 19. Для обеспечения возможности взаимодействия последнего со шпинделем 8 и втулкой 12 паз !7 на участке 20 выполнен сквозным, и в нем размещен упор 19. Внутривтулки 12 размещены стаканы 21 и 22,между которыми установлен упругий элемент (пружина) 23, подпружиниваюший упор 19 оправки 13 к торцу шпин35

5

30 деля 8. На выступающем из шпинделя

8 конце втулки l2 установлена гильза 24, и в ней: размещены сферический упорный подшипник 25 и рациальный подшипник 26. К гильзе 24 прикреплен корпус 27 с резьбой, на котором крепится гайка 28 с контргайкой 29, внутри которой установлены кольцо

30, шайба 31 со сферической выемкой и толкатель 32 сферической формы, приводимый в движение от выталкивателя, выполненного в виде силового цилиндра 33.

Толкатель 32 имеет резьбу, на которую навинчен регулятор 34 хода втулки 12. На внутренней поверхности оправки 13 также имеется резьба, а в нее ввинчен сменный наконечник

35, выполненный в виде трубчатого элемента. Между наконечником 35 и телом оправки 13 установлен компенсатор 36, выполненный в виде кольца.

Аналогичный сменный наконечник 37 навинчен на конце втулки 12.

Раскатный валок 4 имеет коническую рабочую часть 38 с тупым углом о4 при вершине и установлен в подвижной головке 3 так, что его ось

39 наклонена под углом к общей оси 40 матрицы 7, втулки 12 и оправки 13, а контактирующая в процессе раскатки с торцом заготовки образующая 41 рабочей части 38 расположена перпендикулярно к указанной оси 40.

В рабочей части 38 выполнено коническое углубление 42, ось которого совпадает с осью 39 валка, вершина направлена в противоположную сторону относительно вершины конуса рабочей части 38, а угол при вершине углубления 42 равен (180 -oQ .

Благодаря этому образующая 43 конической поверхности углуоления 42 оказывается расположенной перпендикулярно образующей 41 поверхности ра1I CCг бочей части 38„ угол P = и угол

2 . Другие элементы геометрической формы валка могут быть выбраны так, что в процессе раскатки заготовки трубчатый элемент 35 оправки

13 упирается в рабочую часть 38 валка 4 или входит в углубление 42.При этом, чтобы предотвратить возможность соприкосновения валка с торцом наконечника оправки, элементы геометрической формы валка должны быть

12912 выбраны в соответствии с соотношениями: с

D D.sin —, r

/ н,-н

arctg 0 5 в р р н >н -н з 1 гр

10 где D — наружный диаметр трубчато—

t го элемента оправки;

D — диаметр основания коничесг кого углубления в рабочей части валка;

D — внутренний диаметр трубчатого элемента оправки;

Н, — величина смещения свободного торца трубчатого элемента относительно матрицы в исходном положении;

Н вЂ” минимально допустимая вег личина расстояния между раскатным валком и матрицей; 25

Н вЂ” глубина конического углубз ления в рабочей поверхности валка; о — угол при вершине рабочей поверхности валка. 30

Устройство работает следующим образом.

Включается привод 2, сообщающий головке 3 поступательное перемещение . в напРавлении к матрице 7 и привод 35 шестерни 14 (не показан), которая .через шпонку 15 передает вращение шпинделю 8 и втулке 12. От последней с помощью упора 19, установленного

) . в пазу 18 вращение передается оправке 13.

Если диаметр D конического углубления 42 в рабочей части 38 валка 4 меньше произведения внутреннего диаметра D» загoToEfKH 44 на синус поло- 45 вины угла о4 при вершине конуса рабочей части 38, при приближении головки 3 к матрице 7 раскатной валок 4 .упирается конической частью 38 в наконечник 35 и, преодолевая усилие пружины 23, задвигает оправку 13 внутрь втулки 12 (фиг.2). При этом упор 19 перемещается в пазу 17 на

его сквозном участкс 20 вдоль оси

40, а оправка 13 продолжает вращаться вместе со .шпинделем 8 и втулкой12 и за счет сил трения, создаваемых пружиной 23, передает вращение холостому валку 4. Заготовка 44, уста60 4 новленная в матрице 7 с некоторым зазором относительно ее внутренней поверхности и наружной поверхности оправки 13, в это время проскальзывает между ними и поэтому вращается неравномерно и с меньшей скоростью.

В момент, когда плоскость торца наконечника 35 задвигаемой во втулку

12 оправки 13 совпадает с плоскостью торца заготовки 44, коническая часть

38 валка 4 поджимает заготовку 44 к торцу наконечника 37 втулки 12, которая через подшипник 25, гильзу

24, корпус 27 и шайбу 31 упирается в толкатель 32 и далее усилие замыкается на регуляторе 34 хода, упирающемся в неподвижный корпус цилиндра 33, который препятствует осевому смещению заготовки 44, поэтому. под действием валка 4 заготовка 44 деформируется, заклинивается между цилиндрическими поверхностями матрицы 7 и наконечника 35 и начинает вращаться с ними заодно, а на конце заготовки 44 формируется бурт.. В процессе деформации заготовки 44 оправка 13 продолжает перемещаться вдоль оси 40 вместе с валком 4, что приводит к выглаживанию внутренней поверхности заготовки 44 наконечни ком 35. При этом благодаря силам трения проворота заклиненной заготовки 44 относительно матрицы 7 и оправки 13 не происходит.

После окончания раскатки бурта головка 3 отходит назад, привод вращения шестерни 14 выключается, а силовой цилиндр 33 подключается к напорной магистрали насосной установки и перемещает толкатель 32 вдоль оси

40 на величину, определяемую положением регулятора 34 хода втулки 12.

Толкатель 32 воздействует на шайбу 31, от которой усилие через корпус 27, гильзу 24, подшипник 25 передается втулке 12, причем кольцо 30 и шайба 31, имеющая возможность перемещаться в корпусе 27 перпендикулярно оси 40, позволяют компенсировать несоосность толкателя 32 и втулки 12.

Последняя своим наконечником 37 сообщает усилие торцу заготовки 44 и выдвигает ее из матрицы 7. Под действием усилия втулки 12 происходит расклинивание поверхностей матрицы

7 и заготовки 44. При этом наружная цилиндрическая поверхность наконечника 35 и внутренняя поверхность

12912бО

55 заготовки 44 остаются заклиненными, а шпонка 15 и упор 19, направляющие движение втулки 12 и оправки 13,препятствуют их провороту друг относительно друга и относительно матрицы 7. Заготовка 44 и оправка 13 вместе выдвигаются из матрицы 7 до момента соприкосновения упора 19 с торцом шпинделя 8. Пружина 2Э в это время помогает оправке 13 возвратиться в исходное положение. Оправка 1Э останавливается, а втулка 12 своим наконечником 37 продолжает перемещать заготовку 44 вдоль оси 4О.Происходит расклинивание поверхностей наконечника 35 оправки 13 и заготовки 44. Выдвижение втулки 12 продолжается до тех пор, пока заготовка

44 не снимется с наконечника 35.После этого силовой цилиндр 33 возвращает втулку 12 в исходное положение, и цикл работы устройства повторяется.

Если диаметр D, конического углубления 42 в рабочей части 38 валка 4 больше произведения внутреннего диаметра D заготовки 44 на синус половины угла Ж при вершине конуса рабочей части 38, в процессе деформации заготовки 44 наконечник 35 оправки 13 входит в углубление 42 (фиг.Э). При этом в процессе деформации заготовки 44 оправка 13 все время остается неподвижной и задвигается внутрь втулки 12 только в случае неправильной установки или неточного изготовления раскатного валка 4. В этом случае наличие упругого элемента 23 позволяет предотвратить поломку устройства из-за относительного перекоса инструмента

4 и заготовки 44.

Благодаря предлагаемым соотношениям размеров исключается возможМость соприкосновения торца наконечника 35 с рабочей частью 38 валка 4 или с дном углубления 42.

Предлагаемый валок 4 с коническим углублением 42 на рабочей части 38 ,может быть использован и в других известных устройствах при торцовой раскатке деталей типа ступенчатых валов 45 иэ прутковых заготовок,как показано на фиг.4. Процесс изготов— ления указанных деталей аналогичен описанному вьппе и отличается лишь отсутствием в матрице 7 наконечника

35, который может быть удален отту15

50 да путем его свинчивания с тела оправки 13.

Предлагаемое устройство позволяет исключить скольжение рабочей поверхности валка по заготовке в процессе раскатки, т.е. обеспечить качество поверхности раскатываемых изделий.

Формула изобретения

I.Óñòðîéñòâî для торцовой раскатки осесимметричных изделий, содержащее подвижную головку с раскатным инструментом и неподвижную головку, в которой смонтированы оснащенный матрицей полый шпиндель, выталкиватель с приводом в виде силового цилиндра, размещенная в матрице втулка, взаимодействующая с выталкивателем, оправка, установленная во втулке таким образом; что ее торец выступает из матрицы, и упругий элемент, размещенный между втулкой и оправкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения качества поверхности изделий за счет исключения скольжения рабочей поверхности валка по заготовке в процессе раскатки, оно снабжено упором, закрепленным íà 0 равке, направляющим элементом, закрепленным в шпинделе, гильзой, размещенной на втулке, упорным подшипником, установленным между втулкой и гильзой, корпусом,закрепленным на гильзе а также шайбой со сферической выемкой и ответным сферическим элементом, размещенными между корпусом и выталкивателем,при этом втулка выполнена с длиной, превышающей длину оправки, оправка имеет длину, большую, чем длина шпинделя, во втулке выполнены сквозной продольный паз, в котором с возможностью взаимодействия с торцом шпинделя размещен упор оправки, и паз для размещения направляющего элемента, а раскатной инструмент выполнен в виде валка с конической торцовой рабочей поверхностью, имеющей тупой угол при вершине.

2, Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оправка снабжена сменным наконечником, выполненным в виде трубчатого элемента, и компенсатором в виде кольца, установленным между наконечником и телом оправки.

12912бО

3 (2 / где D

D з

D з

Н

Н г

Н з с .

D o D, ° sin»

Н< Н2

05Р з

3. Устройство по и 1, от л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса торцовой раскатки кольцевых эаготовок, в рабочей части валка выполнено коническое углубление, ось которого совпадает с осью валка, вершина направлена в противоположную сторону относительно вершины конуса рабочей поверхности а угол с при вершине t f0

У о углубления равен 180

4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что валок и трубчатый элемент оправки выполнены по соотношениям: наружный диаметр трубчатого элемента оправки диаметр основания конического углубления в рабочей части валка; внутренний диаметр трубчатого элемента оправки величина смещения свободного торца трубчатого элемента относительно матрицы в исходном положении; минимально допустимая величина расстояния между раскатным валком и иатрицей глубина конического углубления в рабочей поверхности раскатного валка; угол при вершине рабочей поверхности валка.

1291260

Составитель Ю. Марков

Техред И.Попович орректор Г, Решетник

Редактор И. Горная

Заказ 77/12

Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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