Иглоинструмент для обкатки тонкостенных полых изделий



Иглоинструмент для обкатки тонкостенных полых изделий
Иглоинструмент для обкатки тонкостенных полых изделий
Иглоинструмент для обкатки тонкостенных полых изделий
Иглоинструмент для обкатки тонкостенных полых изделий

 


Владельцы патента RU 2409438:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для обкатки тонкостенных полых изделий. В державке посредством оси установлен ролик, выполненный в виде двух дисков, один из которых смонтирован на оси, а другой установлен на ней с возможностью регулировочного осевого перемещения и фиксации, оба диска смонтированы с возможностью совместного вращения. Причем давильный элемент набран из пучков ворса из металлической проволоки с определенным коэффициентом плотности и выполнен в виде кольца. Ось ролика установлена в державке с возможностью независимого принудительного вращения, а давильный элемент размещен между дисками. При этом инструмент выполнен из условия обеспечения определенного натяга. Расширяются технологические возможности, повышается качество и производительность обработки, улучшаются условия деформирования. 4 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для формовки рельефа на полых тонкостенных изделиях, а также для ротационной вытяжки оболочек и давильной обработки.

Известна конструкция инструмента для обкатки тонкостенных полых изделий, содержащая ролик, выполненный в виде дисков, расположенных на оси роликодержавки, при этом диск жестко закреплен на оси болтами и установлен с возможностью регулировочного осевого перемещения [1]. Диски соединены между собой шпонкой. Давильный элемент, выполненный из полимерного материала, размещен концентрично оси между дисками.

Известная конструкция инструмента имеет существенные недостатки: узкие технологические возможности, невысокое качество обработанных изделий, невысокая производительность, короткий срок службы давильного инструмента из-за быстрого износа рабочей поверхности и невысокий диапазон регулирования жесткости полимерного давильного материала.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение качества и производительности при обработке, улучшение условий деформирования и течение металла, а также снижение вероятности расширения, вспучивания металла и возникновения задиров на обрабатываемой поверхности, высокая стойкость давильного материала.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого инструмента для обкатки тонкостенных полых изделий, содержащий установленный в державке посредством оси ролик, выполненный в виде двух дисков и размещенного между ними давильного элемента в виде кольца, один диск смонтирован на оси, а другой установлен на ней с возможностью регулировочного осевого перемещения и фиксации, оба диска смонтированы с возможностью совместного вращения, причем ось ролика установлена в державке с возможностью независимого принудительного вращения, а давильный элемент набран из пучков ворса из металлической проволоки, коэффициент плотности ворса которых составляет 0,6…0,7; при этом инструмент выполнен из условия обеспечения натяга i=0,7…1,0 мм.

Сущность конструкции предлагаемого инструмента и его работа поясняется чертежами.

На фиг.1 показана схема формовки рельефа на полой тонкостенной детали, установленной на разжимной оправке, частичный продольный разрез обрабатываемой заготовки и общий вид давильного иглоинструмента; на фиг.2 - ролик инструмента, частичный продольный разрез; на фиг.3 - ролик инструмента, частичный продольный разрез и вариант конструкции давильного элемента, набранного из V-образных пучков ворса из металлической проволоки; на фиг.4 - схема работы иглоинструмента.

Предлагаемый иглоинструмент служит для комбинированной обработки, включающей обкатывание, иглофрезерную обработку и упрочнение тонкостенных полых изделий.

Обкатку тонкостенных полых изделий осуществляют инструментом, который содержит установленный в державке посредством оси ролик, выполненный в виде двух дисков 1 и 2. Оба диска смонтированы с возможностью совместного вращения. Диск 1 смонтирован на оси 3 роликодержавки, а другой диск 2 установлен на оси с возможностью регулировочного осевого перемещения и фиксации. Диски 1 и 2 соединены между собой посредством шпонки 4 для исключения взаимного поворота. Между дисками размещен давильный элемент 5, набранный из пучков ворса из металлической проволоки и выполненный в виде кольца. Установка и крепление пучков ворса осуществляется известными способами. На фиг.3 приведен вариант конструкции давильного элемента, набранного из V-образных пучков ворса из металлической пповолоки.

На свободном конце оси 3 расположена регулировочная гайка 6.

Ось 3 ролика установлена в державке с возможностью независимого принудительного вращения со скоростью VИ от индивидуального привода 7.

Иглоинструмент работает следующим образом.

Диск 1 устанавливают на оси 3 роликодержавки, затем производят настройку давильного элемента 5 на заданную, в зависимости от обрабатываемого материала, жесткость путем изменения зазора между дисками 1 и 2 гайкой 6. Затем производят шлифование периферийной фасонной поверхности давильного элемента с целью свести до минимума биение наружной рабочей поверхности инструмента относительно оси вращения давильного ролика.

Готовым к эксплуатации иглоинструментом производят обкатку заготовки 8, надетой на разъемную оправку 9 давильным элементом 5, при этом шпонка 4 исключает взаимный проворот дисков 1 и 2. Обкатка фасонной поверхности производится при вращении заготовки со скоростью VЗ, при этом иглоинструменту задают одновременно продольную подачу SПР и поперечную подачу SПОП. Это делается на токарном станке вручную или по программе на станке с ЧПУ.

В качестве ворса применяют стальную пружинную проволоку, например, диаметром 0,5…1,0 мм из стали 65Г. Используют иглоинструмент с соотношением h/I, где h - длина вылета ворса над кольцом; I - наименьший радиус инерции поперечного сечения проволочных элементов, находящимся в пределах 50…100, а коэффициент Кп плотности проволочного ворса в пределах 0,6…0,7; при этом натяг составлял i=0,7…1,0 мм.

Режим работы иглоинструмента - окружная скорость для обкатывания - 4…5 м/с.

В результате обкатывания предлагаемым иглоинструментом улучшается шероховатость на один класс, усилие прижатия иглоинструмента к обрабатываемой поверхности заготовки составляет 200…300 Н и 400…600 Н на 10 мм ширины рабочей поверхности иглоинструмента.

Для обработки предлагаемым инструментом необходимо соблюдать условие ρ/σв=1,5…2,0, где ρ - давление при обкатывании, МПа; σв - предел прочности материала обрабатываемой заготовки, МПа.

Выбор соответствующего давления ρ зависит от физико-механических свойств материала проволочного ворса, от жесткости и плотности последнего, а также от натяга i.

Образующийся в результате обкатывания микрорельеф поверхности обусловливается следующими основными факторами: кинематикой процесса (направлением взаимного перемещения инструмента и обрабатываемой заготовки); исходной шероховатостью; формой и размерами исходной части и обкатывающего инструмента; глубиной внедрения инструмента в обрабатываемую поверхность; величиной подачи; пластическим течением металла, обусловливающим появление вторичной шероховатости; шероховатостью рабочей части инструмента; величиной упругого восстановления поверхности после выглаживания; вибрациями технологической системы станок-приспособление-инструмент-заготовка, а также величиной натяга иглоинструмента.

При обкатывании деталей из стали, латуни и алюминиевых сплавов хорошие результаты дает применение в качестве смазочного материала индустриального масла И-20А или сульфофрезола.

При обкатывании на обрабатываемой поверхности могут появляться продольная и поперечная волнистости из-за колебаний технологической системы. При больших скоростях обработки начинаются интенсивные вибрации, приводящие к резкому ухудшению обрабатываемой поверхности. Вынужденные колебания могут быть вызваны биением шпинделя станка, биением обрабатываемой заготовки, волнистостью и т.д. Автоколебания при обкатывании обусловлены явлениями, присущими самому процессу обработки. При обкатывании оболочек максимальную скорость выбирают в пределах 60…130 м/мин с учетом мощности станка и вибростойкости технологической системы.

Использование предлагаемого инструмента позволяет расширить технологические возможности обкатывания, повысить качество и производительность обработки, улучшить условия деформирования и течение металла, снизить вероятность расширения, вспучивания металла и возникновения задиров на обрабатываемой поверхности, а также прогнозировать шероховатость и качество обрабатываемой поверхности; увеличить износостойкость давильного материала.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1558534, МКИ В21D 22/16. Зубарев В.В., Хмелев С.В, Гладких А.А. и др. Инструмент для обкатки тонкостенных полых изделий. Заявка 4443728/25-27, 20.06.88; 23.04.90. Бюл. №15.

Инструмент для обкатки тонкостенных полых изделий, содержащий установленный в державке посредством оси ролик, выполненный в виде двух дисков и размещенного между ними давильного элемента в виде кольца, один диск смонтирован на оси, а другой установлен на ней с возможностью регулировочного осевого перемещения и фиксации, оба диска смонтированы с возможностью совместного вращения, отличающийся тем, что ось ролика установлена в державке с возможностью независимого принудительного вращения, а давильный элемент набран из пучков ворса из металлической проволоки, коэффициент плотности ворса которых составляет 0,6-0,7, при этом инструмент выполнен из условия обеспечения натяга i=0,7…1,0 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для формовки рельефа на полых тонкостенных изделиях, а также для ротационной вытяжки оболочек и давильной обработки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении бесшовных равнопрочных коллекторов постоянного сечения из листовых заготовок.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способу осуществления процесса ротационного выдавливания при изготовлении деталей, в том числе оболочек жидкостного ракетного двигателя.

Изобретение относится к области холодной обработки металлов, а именно к оборудованию для изготовления методом ротационного выдавливания из полых заготовок изделия типа «стакан».

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к ротационному выдавливанию. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению стальных профильных оболочек. .

Изобретение относится к области холодной обработки металлов, а именно к оборудованию для изготовления из полых заготовок методом ротационного выдавливания изделий типа «стакан».

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способу изготовления тонкостенной крупногабаритной оболочки оживальной формы с уменьшающимся углом наклона образующей от меньшего диаметра к большему.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению профильных оболочек из высокоуглеродистых и тугоплавких сталей и алюминиевых сплавов с малой пластичностью большой длины цилиндрической и криволинейной формы.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для обкатки тонкостенных полых изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, для ротационного выглаживания заготовок

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для ротационной вытяжки и давильной обработки

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для ротационного выглаживания заготовок

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам и инструменту для давильной обработки, в частности для обкатки изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для обкатки тонкостенных полых изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам и устройствам для ротационной вытяжки

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для давильной обработки и формовки рельефа на полых изделиях, а также для ротационной вытяжки оболочек

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для обкатки полых изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, для обкатки полых изделий
Наверх