Способ изготовления полых изделий, преимущественно шаров

(5 ЕТЕНИ И ПИ ТЕЛЬС ОМ А узлов маш тения: заг трубы зад ин и агрега товка в виется в вал ществляетсполучени ьно распо остью осе , где К=( кивлк ллургичел. %45 ский горно-м м.Г.И.Носова ков, Е,И,Попов И,Усков и П,М,Г видетельство С 21 Н 1/14, 197 ГОТОВЛЕНИЯ УЩЕСТВЕНН ние: для изгот аниэмов, а име х элементов м товки до а,рачеССР ско ч-к.и 1 длина боч полой исхо разо:алания паривают обкатку до ф-лы, 1 ил. ПОЛЫХ ИЗО ШАРОВовления панно опорныхеханических лых ир аботке ть ис(к детаных и ческих олой цил обжатие ой оправк акже отд раската, ца, жестк е тело, ч значите цов кольц замкнуты ндри ильз е вин лени лючаеумен ьшболеелий по а,хическо спос ри ко ку за рмоо сущ б де тором олняУ может, егоогран эделся во ия, на- зможж способ реали члибровке валка Известен т тности, Вванныи ля попе ретения лучаемы вляется повышезделий. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Ма г нито горский институт и(57) Использовадеталей мехегулировочнь Изобретение относится к обр металлов давлением и может бы пользовано для изготовления поль лей механизмов, а именно опор регулировочных элементов механи узлов машин и агрегатов,Известен способ изготовления полых шаров для подшпиников качения, заключающийся в том, что формируют две полусферы, соединяют их по торцевым поверхностям и сваривают по окружности.Однако операция сварки каждого изделия, носящая индивидуальный характер, ограничивает производительность способа при организации поточной технологии массового производства таких шаров. Кроме того, при реализации этого способа предполагается выполнение финишных операций по удалению сварочных наплывов и грата, по упрочнению сварочного шва и т,п, - все зто приводит к усложнению технологии, к повышению себестоимости иэделия,тов, Сущность изобреде заполненной льдом ки с винтовыми калибя деформирование зая штучных заготовок с ложенными отверстиявой подачи Ч, уавной 1,0-1,7) 10 м /с; ( -а а, г - внутренний радиус ой заготовки. После формообсформован.;ой заготовки выду, после чего осуществляют ее авальцовки отверстий, 1 э.п,речной прокатки колец из и ческой гильзы, включающий и формовку колец на жестк товой ребордой калибра, а т этой же ребордой кольца от Однако при съеме коль равка удаляется как жестко т сколько-нибудь ение диаметра тор изготовление полых этому способу,Наиболее близким по техни ности к изобретению является формирования (гибки) трубы, и полую цилиндрическую эаготов ют водой, замораживают и фо ют. В связи с тем, что этот сп быть использован для гибки тру логические возможности очень и получить качественные полые пример шары, не представляе ным,Целью изоб я ние качества по хи1779456 3 10 15 20 25 30 35 Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления полых изделий, при котором полую цилиндрическую заготовку заполняют водой, замораживают и формообразуют, формообразование заготовки осуществляют в валках с винтовь 1 ми калибрами до получения штучных заготовок с диаметрально расположенными отверстиями со скоростью осевой. подачи Ч, определяемой из соотношения где К=(1,0 - 1,7) 10 м /с;- длина бочки валка;г - внутренний радиус полой исходной заготовки,а после формообразования иэ сформованной заготовки выпаривают воду, Кроме того, после процесса выпаривания осуществляют обкатку заготовок до завальцовки их диаметрально расположенных отверстий.При деформировании винтовыми ребордами валков происходит осесимметричный локальный изгиб стенки, при этом лед, оттесняемый иэ-под реборд в месте пере- жима, смещается в полость формируемого тела вращения., где предотвращает нежелательное смятие оболочки. В конце прокатки в месте пережима происходит отделение сформованного тела вращения от остальной заготовки,Очевидно, что объем льда в полости должен бь 1 ть равен объему этой полости на протяжении всего цикла формовки, иначе произойдет либо разрыв оболочки при избытке льда, либо ее смятие при его недостатке.Сформулированное условие может быть выполнено, если избыточный объем льда, равный разности объемов полости тела вращения в начале цикла прокатки и в конце его (представляется очевидным, что обьем полости заготовки из-за пережимов будет уменьшаться по ходу прокатки), будет удаляться из полости заготовки по мере углубления пережимов,Для этого скорость осевой подачи заготовки выбирается такой, чтобы за время формовки изделия регулировалось необходимое количество льда, равное избыточному объему, Этот объем в виде воды выйдет из полости деформируемой оболочки через малое отверсгие, постоянно образующееся на месте пережима при отделении готового тела вращения. На чертеже дано графическое изображение предлагаемого сйособг,Заготовка 1 в виде заполненной льдом 2 трубы задается в валки 3 с винтовыми калибрами, Ребордами 4 калибров участок заготовки последовательно формуется вначале в элпипсоидоподобное тело (позиция "а"), а затем в шар (поз, "б"), который в заданной точке калибра отделяется от заготовки и обкатывается ребордами (позиция"в"), и ри.этом устраня ются остатки перемычки, но отверстия 5 не гпушатся, наконец, на выходе из калибра шар выталкивается из валков (позиция "г"), После прокатки воду и лед 2 из шаров удаляют выпариванием, а полюсные отверстия завальцовываются при последующей обкатке.П р и м е р, Рассмотрим процесс прокатки тонкостенных шаров диаметром 7,8 мм с толщиной стенки 0,3 мм в валках с винтовыми калибрами,. Исходным материалом служили отрезки трубки из технического алюминия А 8, на ружным диаметром 8 мм, толщиной стенки 0,3 мм, длиной 0,4 - 0,5 м. Один из концов каждого отрезка глушили, полость заполняли водой и замораживали. Полученную заготовку термостатировали в заполненной льдом емкости и прокатывали в валках с однозаходным винтовым калибром, длина бочки которых составляла 53 мм, с пятью различными скоростями осевой подачи заготовки Ч; одно значение(5,5 мм/м) соответствует середине предлагаемого интервала, два значения (3,9 мм/с и 6,56 мм/с) - границы интервала и два значения (1,5 мм/с и 9,8 мм/с) взяты из внеграничных областей значении скорости подачи. Величину скорости 40 подачи определяли по формуле Ч = К1Изменение величинь 1 скорости подачиосуществляли ступенчатой регулировкой скорости вращения валков: от 9,8 до 3,9 мм/с за счет изменения суммарного 45 передаточного числа привода, значениеЧ = 1,5 мм/с обеспечивали ручным вращением ведущего вада редуктора, что оказалось возможным благодаря малым технологическим усилиям, В, последнем слу чае полученное значение скорости являетсясредним арифметическим из 54 единичныхзначений,В каждом режиме было прокатано подве заготовки (настроечная и контрольная) и получено по 80-100 шаров. В качестве критерия адекватности предлагаемого способа поставленной цели выбрали количество дефектных шаров в каждой партии по разрывам или смятию оболочки. К дефект 1779456ным также относили шарь 1, имеющие "порезы" ребордой - кольцевые риски в полюсных зонах, которые получаются при обжатии ребордой радиально раскатанного иэ-за переполнения калибра шара после его отделения от заготовки и разворота в калибре,Шары, отбракованные по овальности или поверхностным рискам (3-8 О в каждой партии), исключали из рассмотрения вообще.Результаты оценки влияния скорости подачи заготовки на эффективность способа приведены в табл, 1,Из табл, 1 следует, что наиболее эффективен режим, соответствующий середине предлагаемого скоростного диапазона, При прокатке этой партиирадиальной раскатки и переполнения калибра не наблюдалось. Некоторое количество дефектных шаров следует обьяснить, вероятно, малым случайным осевым смещением валков относительно друг друга, которое привело к несовпадению реборд на валках и к порезу шаров на выходе из валков,После прокатки годные шары подвергли выпариванию также по пяти режимам при температурах: 60-65 С, 93-97 С, 100- 105 С., 109-1120 С и 115 - 120 С.В каждом режиме нагревали по 50- 60 шт, только что прокатанных шаров, не имеющих разрывов и смятия оболочек, в цилиндрической тонкостенной металлической емкости диаметром 100 мм и высотой 20 мм наоткрытомогне, Регулированиетемпературы осуществлялось с помощью простого рычажного механизма подниманием или опусканием емкости с шарами над факелом. Для контроля использовался электрический контактный термометр типа ЭТММ производства Свердловского экспериментального завода при Уральском политехническом институте (1978 г. выпуска) со шкалой 50-250 С и погрешностью = 1 ОС,При контроле щуп термометра с термосопротивлением прикладывали вручную к поверхностям нагреваемых шаров. Контроль проводили непрерывно в течение всего нагрева, непосредственно контактирующие с щупом шары менялись случайным образом. Режим нагрева считали достигнутым, если 20 - 25 шаров имели температуру, соответствующую диапазону режима,В качестве критерия эффективности режима нагрева принимали время обезвоживания: от начала нагрева до исчезновения визуально наблюдаемого пара над нагреваемыми шарами, а также количество дефект 20 2530 чеством поверхности 35 40 ния качества получаемых изделий, формо.образование заготовки осуществляют в 50 55 51015 ных шаров в каждой партии, имеющих увеличенные полюсные каналы или разрывы оболочки, появившиеся после нагрева, Результаты даны в табл. 2,Результаты испытания показывают, что при температурах нагрева ниже предлагаемого диапазона увеличивается время обезвоживания, что ведет к снижению производительности метода, а при нагреве до более высоких, чем рекомендуемые, температур растет доля бракованных шаров. Следовательно, предлагаемый диапазон температур нагрева является оптимальным в смысле производительности способа и качества изделий,После обезвоживания остывшие шары подвергали обкатке между двумя плоскими жесткими поверхностями для эакатки остатков перемычек, герметизации полюсных каналов и уменьшения овальности шаров. Обкатка осуществлялась при фиксированном запоре между поверхностями 7,80 мм, без смазки, со скоростью вращения приводного обкаточного диска 100-120 об/мин, при горизонтальном положении обкаточного инструмента, Конструкция примененного обкаточного устройства не обладает отличительными признаками по сравнению с аналогичными устройства:;, ши:,око используемьми в производстве шаоов.В результате получали шары сферической формы беэ овальности, с высоким каФормула изобретения 1, Способ изготовления полых изделий,преимущественно шаров, при котором полую цилиндрическую заготовку заполняют водой, заморакивают и формообразуют, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышевалках с винтовыми калибрами до получения штучных заготовок с диаметрально расположенными отверстиями со скоростью осевой подачи Ч, определяемой из соотношения Ч=Кгде К=(1,0 - 1,7) 10 м /с;- длина бочки валка;г - внутренний радиус полой исходной заготовкиа после формообразования из сформованной заготовки выпаривают воду,2. Способпоп.1,отл ича ю щийся тем, что после процесса выпаривания осуществляют обкатку заготовок до завальцовки их диаметрально расположенных отверстий.Номер режима шт. 38,5 31 Разрыв оболочки, порезребордой (при переполнении калибра) Порез ребор- дой 2,53 9,8 6,56 1,69 6,3 9,5 1,42 1,01 5,5 3,9 Порез ребордой, смятие оболочки (закатанные складки) Прокатать шар не удалось из-за смятия оболочки ребордой и прекращения вращательного движения заготовки ввалках Нет 1,5 0,39 Нет Таблица 2 Количество е ектных ша ов Вид дефекта1779456 Корректор Н.Коро едак з 4405 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизвсдственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составител ехред М,М