Способ получения цилиндрических заготовок и устройство для его осуществления

Изобретение относится к технологии и оборудованию прокатного прокатного производства, а именно к способу и устройству для изготовленияпоперечно-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,1 показано устройство дляосуществления способа получения цилиндрических заготовок, вид сбоку,в момент подачи прутка для предварительной деформации кольцевойканавки; на фиг.2 - то же, нмомент окончательной ,цеформациии отделения заготовки от прутка; на фиг,3 - вид Л на фиг,1; нафиг.4 и 5 - профили формирующей иотрезной реборд соответственно.Предлагаемый способ осуществляется устройством, состоящим из двухвалков 1 и 2 и двух направляющихпланок 3 и 4. Валки 1 и 2 включаютцилиндрические калибрующие профили5 и 6, между которыми выполнены формующие реборды 7. Развертка формующей реборды представляет клиновыйпрофиль, равномерно возрастающий отнуля до максимальной величины, Формующие реборды 7, расположены навалках 1 и 2 с эксцентриситетом, обеспечивающим плавное возрастание указанных реборд как по высоте, так ипо ширине. На валке 1 помимо формующей реборды 7 имеется отрезная реборда 8, выполненная в виде сектора ирасположенная с эксцентриситетом,обеспечивающим углубление кольцевойканавки на прутке на 20-407. по сравнению с формующей ребордой 7. Уголпри вершине отрезной реборды 8 на 25 меньшей, чем у формующей реборды7, 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 осейвалков на половину угла конуса. Таким .образом, одна из образующих конических поверхностей становитсяпродолжением цилиндрических профилей 5 и 6 валков 1 и 2 соответственно. На концах валков 1 и 2 имеютсяупорные реборцыи 12, изготовленные в виде секторов. Пруток 13 и от 256839 2резаемая заготовка 14 размещены между валками 1 и 2 и направляющимипланками 3 и 4. На одном из валковсо стороны,; противоположной смещеник5 реборд, вдоль образующей цилиндрического и конического профилей выполиена лыска глубиной 0,1-0,3 мм длясвободного осевого перемещения прутка в момент подачи. В исходном полоО женин (фиг. и 3) разрезаемый пруток13 механизмом подачи подается на заданную величину вдоль осей валков1 и 2 (механизм подачи не показан).При этом пруток 13 оказывается между5 цилиндрическими калибрующими профилями 5 и 6 и формующими ребордами 7валков 1 и 2, поскольку формующиереборды 7 выполнены с эксцентриситетом относительно осей валков 1 и 2,20 а развертка их представляет клиновойпрофиль, возрастающий от нуля до максимальной величины как по высоте,так и по ширине, то при вращении валков 1 и 2 происходит постепенное5 равномерное внедрение формующих реборд 7 в тело прутка 13., При этомцилиндрические калибрующие профили5 и 6 исключают наплывы металла нанаружную поверхность прутка, Таким30 образом, за один оборот валков напрутке 13 происходит формированиекольцевой канавки, являющейся концентратором напряжений. Совершиводин оборот вокруг оси, валки 1 и 2оказываются в положении, изображенном на фиг,1. Механизм подачи вновьпродвигает пруток 13 на шаг подачивдоль осей валков. Пруток 3 со сформованной на нем кольцевой канавкойщ оказывается в зоне отделения междупрофилями 9 и 1 О валков 1 и 2 соответственно, Поскольку профили 9 и 1 Оимеют коническую форму с углом конуса 2-5 (угол при вершине конуса),45 то для обеспечения возможности продвижения прутка 13 между валкамигеометрические их оси повернуты относительно осей валков 1 и 2 на половину угла,конуса 4 соответственно.50 Таким образом, одна из образующихконуса становится продолжением цилиндрического профиля 6. Отрезная реборда 8 попадает посередине сформованной кольцевой канавки. При враще 55 нии валков за счет поворота геометрических осей конических профилей 9и 10 относительно осей валков 1 и 2происходит отгибание с монотонно на1256839 50 3растающим 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 О 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 20-407. Упорные реборды 11 и 12 2 о 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 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 20-40 Х 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 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 55 не требующих дополнительной механической обработки, достигается рядом Факторов. 4Отрезаемая 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).Выполнение отрезной реборды со углом при вершине, на 2-5 меньшим угла при вершине формующей реборды, обеспечивает свободное внедрение отрезной реборды в,предварительно сфор. мованную 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 наружг.Ж ный диаметр прутка и отрезаемой заготовки.Внедрение отрезной реборды на глубину, составляющую 20-407 от глубины сформованной кольцевой канавки, достаточно 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 выполоиены 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 возможность5 12осевой подачи прутка между валками.Поворот геометрической оси конусаотносительно оси валка обеспечиваетотгибание с монотонно нарастающим углом изгиба отрезаемой заготовки отпрутка в зоне сформированной канавкиконическими профилями при вращениивалков. Поскольку за один оборот валков отрезаемая заготовка совершаетнесколько оборотов вокруг своей оси(пропорционально разности диаметроввалка и отрезаемой заготовки), то взоне 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(ШХ 15, ВТ 6 и др.) материалов. Степень деформацииотрезной реборды,угол с при вершине Формующих ребордугол р при вершине отрезной реборды,угол у конуса конических профилейи смещение д оси формующих ребордприведены ниже (В - диаметр прутка).Дпя мягких материалов: 6 =(0,40,5) Р, Ы =60,=50 - 55, 7 =5-7д=(0,15-0,2)Э; для материалов средней твердости; Е =(0,3-0,35)Р, К==(Оь 2 025)0 с/ =60 ь 1=57-58 30У =2-4, д = (О, 08-0, 1) В,При прокатке (разделении прутков)получены заготовки с неплоскостностью (волнистостью) торцов 0,10,15 мм, без косины торцов, торцовых и боковых утяжин, торцовых трещин, задиров и вырывов, а.также безсмятия боковой поверхностй и наплывов металла.Предлагаемые способ и устройстводля его осуществления обеспечиваютповышение точности формы торцов ибоковой поверхности заготовок, чтоспособствует повышению качества за 56839 5О5 готовок. формула и з о б р е т е н и я 1. Способ получения цилиндрических заготовок, включающий Формирова 20 25 30 35 40 45 50 55 ние на прутке кольцевых канавок поперечно-клиновой прокаткой и последующее отделени заготовок от пруткав зоне сформованной канавки, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества заготовокпутем повышения точности Формы ихторцов и боковой поверхности, отделение заготовки производят путем знакопеременного изгиба прутка в зонесформованной канавки с одновременным ее углублением со стороны растянутых волокон поперечно-клиновойпрокаткой в условиях осевого подпора отделяемой заготовки. 2, Устройство для получения цилиндрических заготовок, 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 реборды, и установлена с эксцентриситетом, а упорные реборды вы 7 256839 8полнены с превышением над сопрягае-профилей, равным превышению отрез- мыми с ними основаниями конических ной реборды над бочкой валка.Т осударственного елам изобретений Москва, Ж, Р