Устройство для получения цилиндрических заготовок

(5 и 4 В 21 Н 1/1 ОПИСАН АВТОРСКОМ Е ИЗОБРЕТЕНСВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(56) Авторское свидетельство СССРУ 759186, кл. В 21 Н 1/18, 1978..(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯМЕРНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК из прутка поперечной прокаткой, содержащее два конических валка с ребордами на обоих валках, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества заготовок и увеличения срока службы валков, оси валков установлены параллельно друг другу, валки выполнены с углом конуса при вершине 90 а реборды на обоих валках выполнены в виде равномерно расширяющегося по высоте и по ширине клина с углом рабочего профиля 90.Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к поперечной прокатке цилиндрических заготовок, и может найти применение, например, в подшипниковой промышленности для получения заготовок подпрокатку роликов.Цель изобретения - улучшение качества изготавливаемых заготовок иувеличение срока службы инструмента.На фиг. 1 схематически изображенопредлагаемое устройство, общий вид,на фиг. 2 - устройство в момент подачи прутка в валки, на фиг. 3 - тоже, в момент отделения изделия отпрутка, на фиг. 4 - разрез А-А нафиг. 2; на фиг. 5 - схема распределения напряжения в зоне реза, нафиг. 6 - валок с указанием смещенияреборд,Предлагаемое устройство содержитдва конических валка 1 и 2, оси которых параллельны, и две направляющиепроводки 3 и 4. Валки 1 и 2 включаютгладкие конические калибрующие профили 5-7, между которыми выполненыформующие 8 и отрезные 9 реборды.Развертки формующих 8 и отрезных 9реборд представляют равномерно возрастающий по ширине клиновой профиль,Формующие 8 и отрезные 9 реборды выполнены на валках 1 и 2 с эксцентриситетом, обеспечивающим плавное возрастание указанных реборд по высотенад бочками валков. Смещение ребордравно половине глубины формуемыхкольцевых канавок, величину смещения В можно определить по зависимостив - иЬ2где 0 - диаметр реборды,0 - диаметр валка в месте расположения соответствующейреборды.Глубина внедрения реборд зависит от рода материала и диаметра разрезаемого прутка 10. На одном из валков со стороны, противоположной смещению реборд (в зоне загрузки), вдоль всей длины бочки валка выполнена лыска для обеспечения свободного осевого перемещения прутка в момент подачи. Разрезаемый пруток 10 сформованная на нем заготовка 11 и отделенная заготовка 12 находятся между валками 1 и 2 и направляющимипроводками 3 и 4,Устройство работает следующим образом.5 В исходном положении механизм подачи подает разрезаемый пруток 10в валки 1 и 2 (механизм подачи непоказан). При этом пруток оказывается между гладкими коническими профилями 5 и 6 и формующими ребордами8 валков 1 и 2. При вращении валков1 и 2 формующие реборды 8 постепенно.внедряются в тело прутка 10, образуяна его поверхности кольцевую канавку,являющуюся концентратором напряжений.Постепенное внедрение формующих реборд 8 в тело прутка 10 обусловленотем, что они расположены эксцентрично осям своих валков, а их разверткапредставляет клиновой профиль, возрастающий от нуля до максимума какпо ширине, так и по высоте. Гладкиеконические профили 5 и 6 постояннокалибруют исходный диаметр разрезаемого прутка 10 и формуемой заготовки 11, исключая образование наплывов металла. Формование заготовки 11осуществляется за один оборот валков 1 и 2. Механизм подачи продвигает пруток 10 в валки на длину отделяемой заготовки. Сформованная заготовка 11 попадает между профилями7 валков 1 и 2, а отрезные реборды9 оказываются на середине сформован 35 ной кольцевой канавки. Отрезные реборды 9 конструктивно выполнены аналогично формующим ребордам 8, ноимеют большее смещение и ширину,вследствие чего вызывают в зоне коль 40 цевой канавки степень деформации,обеспечивающую отделение заготовки12 от прутка. Таким образом, привращении валков 1 и 2 отрезные реборды 9 внедряются в тело пруткав зоне имеющегося концентраторанапряжений в виде кольцевой канавки.Внедрение отрезных реборд 9 вызываетобразование разрушающей трещины иприводит к полному отделению заготовки 12 от прутка за один оборотвалков 1 и 2. Одновременно с отделением заготовки 12 формующие реборды 8 осуществляют формовку очереднойзаготовки 11. На протяжении всего55 цикла гладкие конические калибрующие профили 5-7 обеспечивают калибровку исходного диаметра разрезаемого прутка 10, формуемой заготовки 11, 1243871и отделяемой заготовки 12, исключаяобразование наплывов металла, Приэтом пруток 10 удерживается междувалками 1 и 2 с помощью направляющихпроводок 3 и 4. Совершив полный оборот, валки вновь оказываются в положении, изображенном на фиг. 2, Механизм подачи продвигает пруток 10в валки 1 и 2 на длину заготовки,и цикл повторяется.П р и м е р, Для подтверждениявозможности получения с помощью предлагаемого устройства заготовок с хорошим качеством боковой и торцовойповерхностей из прутков изготовленодпытное устройство, состоящее издвух валков и двух направляющих проводок. Предлагаемое устройство установлено в клети прокатного стана,Режимы работы устройства. Частотавращения валков и = 0,07; О, 13;0,266; 0,43; 0,55 об/с, Максимальное усилие прокатки Р , = 500 кН.Разделение прутков производят безпредварительного нагрева материала. В качестве охлаждающей жидкостии смазки в зону деформации подаютиндустриальное масло ИА ГОСТ20799-75. Валки изготовлены из сталиХ 12 Ф 1 и имеют твердость рабочей поверхности НЕС 58-61. Направляющиепроводки изготовлены из стали 45,НЕС 45-48. В качестве материала дляполучения заготовок используетсяпрутковая сталь ШХ 15 и ШХ 15 СГ ГОСТ801-78 диаметром 30 мм в состояниипоставки. Твердость материала НВ197-217. Получают заготовки с отношением Ь/й = 1, где Ь - длина отделяемой заготовки; Й - диаметрразрезаемого прутка.Примеры конкретного выполнениявалков.Пример 1, Э,=200 мм; 3- 430 мм; Н=200 мм; ф = 60;60; В = 4 3 мм, А= 6 05 мм; д, =2 ф 5 мм; дг 3 ф 5 ммП р и м е р 2. 0 = 200 мм; П= 2,5 мм, д = 3,5 мм,П р и м е р 3. 0 = 160 мм, Э852 мм, Н = 200 мм, к = 120120 ; В = 4,3 мм; Л = 6,06 мм,д= 2,5 мм, д,= 3,5 мм.Р - диаметр меньшего основанияконуса 0 - диаметр большего осноФвания конуса; Н - длина бочки вал 10 15 ка; и - угол конуса; Р - угол рабочего профиля формующих и отрезных реборд; В - максимальная ширина формующих реборд, А - максимальная ширина отрезных реборд, А, - смещение формующих реборд, 4 - смещение отрезных реборд,Параметры полученных заготовок в зависимости от варианта изготовленной оснастки приведены в таблице.Из таблицы видно, что заготовки, полученные в валках с рабочими углаоми Ф = 90 и= 90, имеют наиболее оптимальные параметры. Благодаря выполнению обоих валков коническими с углом конуса при вершине, равным90, и углом рабочего профиля реборд,также равным .90, достигается улучшение качества торцовой поверхностиполучаемых изделий, т.е, изделияимеют плоские торцы без вырывов,параллельныемежду собой. Это обусловлено тем, что главные касательныенапряжения, обеспечивающие сдвиговуюдеформацию, согласно изобретениюнаправлены перпендикулярно оси разрезаемого прутка (фиг. 5), Посколькубочки валков выполнены коническимис углом конуса при вершине 90, а 30оси валков параллельны, то разрезаеомый пруток расположен под углом 45к осям валков. Таким образом, нормальная составляющая усилия, действующая со стороны формующих и отрез ных реборд (угол рабочего профилякоторых равен 90 ), направлена подуглом 45 к оси разрезаемого прутка,тогда как сдвиговая составляющаянаправлена перпендикулярно к оси раз резаемого прутка. Это обусловленотем, что главные касательные напряжения направлены под, углом 45 кглавным нормальным напряжениям.Таким образом, с помощью предла гаемого устройства можно получатьзаготовки с высоким качеством торцовой поверхности. Пруток и отделяемаязаготовка находятся в постоянном контакте с гладкими коническими поверх ностями обоих валков, т.е. бочкивалков постоянно калибруют боковуюповерхность прутка и отделяемой заготовки, исключая образование наплывов металла на них, Возможность пос тоянного контакта прутка с валкамиобеспечивается за счет выполненияформующих и отре.;ых реборд эксцентрично осям своих валков. Таким образом,243871 бравномерно распределяется между ребордами, так как каждая из них накатывает по половине канавки. Такимобразом, выполнение клиновых ребордна обоих валках увеличивает их стойкость, и, как следствие, работоспособность всего устройства. Предусмотренная на одном из валков по всейдлине его бочки лыска обеспечивает 1 О свободное перемещение прутка в момент подачи при максимально сведенных валках,Предлагаемое устройство позволяетполучить заготовки с хорошим качеством как торцовой, так и боковой поверхностей, а его валки характеризуются повышенной стойкостью по сравнению с известными. Показатель настки О =60=60 о( =90 с =120 Р =90=120 Диаметр разрезаемого прутка, мм 30 30 30 30 30 24 23 Нет 0,05 0,15 0,2 Нет Нет Нет Утяжина, мм Нет Нет Нет Торцовые трещины, мм Нет Нет Нет Наплывы металла на боковуюповерхность заготовки О, 10 0,10 0,10 5 1 имеется возможность свести до минимума зазор между валками и прутком в зоне, резки. Выполнение формующих реборд с клиновым профилем, равномерно возрастающих от нуля до максимума как по высоте, так и по ширине, обеспечивает постепенное внедрение реборц в пруток, не вызывая затирания торцов у формуемых и отделяемых заготовок, Кроме того, предлагаемая конструкция улучшает условия работы самих реборд, что положительно влияет на их стойкость,Применение реборд на обоих валках позволяет осуществить формование на прутке кольцевых канавок одновременно с двух диаметрально противоположных сторон. При этом нагрузка Длина отделяемой заготовки, мм Отклонение от перпендикулярности торца к осизаготовки (косина торца),град Неплоскостность (волнистость торца), мм Смятие боковой поверхности, мм Варианты изготовления ос 1243871.1 одписное Производственно-попиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектна каз 3745/12 Тираж 655 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж, ого комитета СССий и открытийРаушская наб., д