CZ286035B6 - Způsob a zařízení pro kontinuální beztřískové oddělování jednotlivých kroužků z trubkových obrobků - Google Patents

Abstract

Předběžné řešení se týká způsobu a zařízení pro kontinuální beztřískové oddělování jednotlivých stejných kroužků z trubkových obrobků pomocí řezacích válců. Pro výrobu zejména kroužků z ložiskové oceli s vysokou přesností se rozdělovaný úsek trubkového obrobku zcela sevře podélným obrysem třech trubkových obrobek obklopujících řezacích válců a vytvoří se planparalelní čelní plochy kroužků, kolmé k ose obrobku. Podstatné je, že oddělovacím procesem se trubkový obrobek zahřeje na teplotu, podstatně snižující přetvárný odpor použitého obrobku.ŕ

Description

Vynález se týká způsobu kontinuálního, beztřískového oddělování jednotlivých stejných kroužků z trubkových obrobků podle úvodní části hlavního nároku.

Dosavadní stav techniky

Prstencové součásti jsou v technice velmi rozšířeny. Ve výrobě valivých ložisek dokonce představují množstevně podstatnou část součástek. Jak známo, sestává každé valivé ložisko z alespoň dvou prstencových součástí, totiž z vnitřního kroužku a vnějšího kroužku. Tyto kroužky se ve velkém počtu kusů získávají například z trubkových polotovarů z ložiskové oceli. Dělení trubkového materiálu na stejně velké kroužky je tedy, zvláště při výrobě valivých ložisek, standardní výrobní operací, která při rostoucí konkurenci v oboru valivých ložisek značně nabývá na významu. V úsilí o vyšší produktivitu a příznivější výrobní náklady nabývá zvláštního významu tato výrobní operace, při které především při třískovém oddělování dražší materiál značně přispívá k vysokým nákladům.

Obecný způsob beztřískového oddělování jednotlivých stejných kroužků z trubkových obrobků je znám zDE-OS 1602950. Při tomto způsobu jsou uspořádány tři řezací válce se závitovými břity kolem opracovávaného obrobku. Tyto řezací válce jsou poháněny ve stejném smyslu a přitlačují se na plochu obrobku. Trubkový obrobek se otáčí v opačném smyslu než řezací válce a přitom se posunuje. Poloha otáčení tří řezacích válců je uspořádána tak, že řezání děleného obrobku se provádí přesně v jedné rovině řezání. Průměr řezacích válců řezných válců narůstá od začátku ke konci a tvoří přitom zužující se kanál. Toto zařízení není vhodné pro výrobu kroužků valivých ložisek s vysokou přesností, neboť čelní plochy oddělených kroužků jsou silně zaobleny. Kromě toho se břity řezacích válců rychle obrušují, neboť ložisková ocel má zvláště vysoký přetvářný odpor a neuvádějí se žádná opatření pro zmenšení přetvářného odporu.

Další způsob dělení trubkového materiálu je znám z DE-PS 1013487. Při tomto způsobu dělení obíhá kolem trubky určené k dělení pracovní hlava, která má držák nástroje, obvodově uspořádaný v příčné rovině, a v něm jsou volně uspořádané řezací válce. Řezací válce jsou opatřeny břity se v podstatě radiálními čely, která jsou upravena pro čelní dosednutí na trubku při procesu dělení. Tímto způsobem mohou být jednotlivé úseky trubky oddělovány pouze diskontinuálně. Zařízení není vhodné pro kontinuální oddělování stejných kroužků z trubkového materiálu v krátkých časových intervalech.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je poskytnout způsob kontinuálního beztřískového oddělování stejných kroužků z trubkového obrobku, umožňující výrobu zejména kroužků z ložiskové oceli s vysokou přesností, takže buď zcela odpadá následné třískové opracování, nebo vykazuje malé náklady na následné třískové opracování, pro který je přímo použitelná za tepla válcovaná trubka bez předchozího tepelného zpracování. Další úkol spočívá v tom, dosáhnout při zpracování ložiskové oceli vysoké životnosti nástroje.

Tyto úkoly jsou vyřešeny tak, že po vystřeďovací náběhové fázi je oddělovaný úsek trubkového obrobku, viděno v podélném řezu, zcela obklopen podélnými obrysy řezacích válců bez přerušení čáry dotyku mezi obrobkem a řezacími válci během celého oddělovacího procesu, na

- 1 CZ 286035 B6 trubkový obrobek se působí velkými kolmými silami, jednak axiálními silami na čelní plochy a jednak radiálními silami na plášťovou plochu, a vytváří se planparalelní, kolmo k ose obrobku ležící čelní plochy kroužku, a že před oddělovacím procesem se trubkový obrobek zahřeje na teplotu, podstatně snižující přetvářný odpor použitého obrobku, přičemž na vnější ploše se vyvíjí vyšší teplota, než na vnitřní ploše trubkového obrobku.

Výhodná provedení, jakož i zařízení pro provádění způsobu jsou součástí závitových nároků.

Na rozdíl od známého stavu techniky se polotovar, který se má dělit, před procesem oddělování ohřeje na teplotu, podstatně snižující přetvářný odpor použitého materiálu. Teplota ohřátí může, podle materiálu, nabývat hodnot kolem 800 °C a více. Přesné stanovení teploty se řídí podle tvárnosti a tvoření okují použitého materiálu, podle rozměrů dělicího zařízení, podle materiálu, jakož i podle požadované životnosti řezacích válců.

Dalším význakem způsobu podle vynálezu je vytváření planparalelních a kolmo k ose obrobku ležících čelních ploch oddělovaného kroužku. To je velmi výhodné zejména pro výrobu kroužků valivých ložisek. Čím přesnější jsou rovinné plochy vyrobené při oddělování, tím menší jsou potřebné náklady na následné opracování, například planparalelním přebroušením nebo hrubým broušením.

Výhodnou se ukázala středící náběhová fáze před vlastním oddělovacím procesem, neboť tak je možné, zpracovat trubkové obrobky s většími tolerancemi. Tak je také možné přímo zpracovat, například za tepla, válcované trubky bez předchozího provádění studeného tváření, například tažení za studená, dříve nezbytného s ohledem na tolerance. Tato možnost použití za tepla válcovaných trubek podstatně zvyšuje hospodárnost způsobu.

Pro dosažení geometricky co možná nejpřesnějších obrysů oddělovaného kroužku se směruje vnikání řezacích válců do materiálu trubkového obrobku ve všech bodech přesně radiálně k ose trubkového obrobku. Tvářecími silami jsou tlakové síly, působící během celého oddělovacího procesu vždy přesně kolmo k povrchu obrobku. Oddělované kroužky jsou, jak se pohybují oddělovacím procesem dále ke konečnému tvaru, viděno v podélném řezu, zcela obklopeny podélnými obrysy řezacích válců bez přerušení čáry dotyku mezi obrobkem a řezacími válci během celého oddělovacího procesu. Na prstencové úseky se působí velkými kolmými silami, jednak axiálními silami na čelní plochy, jednak radiálními silami na plášťovou plochu. Tyto kolmé síly jsou silami čistě tlakovými a vytvářejí oblastech styku s řezacími válci výlučně tlakové napětí, takže je zamezeno odpadu materiálu při bočním ohraničování tvaru pomocí boků s řeznými hranami. Sevřením kroužku při oddělování ze tří stran tak jednoznačným působením sil získají kroužky dobrou a konstantní přesnost obrysu.

Další znak se týká teplotního profilu v rozdělovaném trubkovém obrobku. Podle vynálezu se na vnějším povrchu rozdělovaného obrobku vytváří vyšší teplota než na vnitřním povrchu. V chladnější okrajové vrstvě má materiál v důsledku toho vyšší pevnost. To zesiluje přetvářný odpor proti stlačení trubkového obrobku radiálními silami vyvíjenými řezacími válci a zvyšuje tlakové napětí materiálu. Tento efekt se při způsobu projevuje pozitivně, neboť dále zvyšuje tlakové napětí v materiálu zmíněné dříve a tím dále zlepšuje přesnost tvaru a rozměrů. Poněkud tvrdší okrajová vrstva stěny otvoru kromě toho zabraňuje tvorbě otřepů a zlepšuje tak oddělení kroužku. Dodatečné zarovnávací zařízení, jako je uvedené ve stavu techniky, při způsobu podle vynálezu není nutné. Nastavený teplotní gradient dále dovoluje ve většině případů upustit od vnitřního podpírání rozdělovaného trubkového obrobku, což podstatně zjednodušuje celkovou konstrukci. Ohřívání trubkového obrobku se provádí hlavně induktivně, neboť hloubka ohřátí může být regulována frekvencí. Podle posuvu, tloušťky stěny a materiálu může však nastat potřeba upravit předehřev například pomocí muflové pece.

-2CZ 286035 B6

Navržené ohřívání trubkových obrobků před procesem oddělování však vede k zahřívání pracovního prostoru, neboť povrchová teplota obrobku se přenáší na řezací válce, a kromě toho ke zvýšení teploty obrobku vede sám oddělovací proces, spojený se ztrátami. Aby se teplota řezacích válců udržela pod předem stanovenou hodnotou, která nezhoršuje mechanické vlastnosti a životnost materiálu řezacích válců, je navrženo řezací válce zevnitř chladit. Kromě toho se pro snížení třecích sil na vnější povrch řezacích válců, jakož i na rozdělovaný obrobek přivádí kombinovaný chladicí a mazací prostředek.

Další výhodou při rozdělování předem ohřátého trubkového obrobku je, že tvrdost výchozího materiálu nemá žádný vliv, a kupříkladu trubka takto válcovaná se může použít přímo od chladicího lože po válcování. Základní žíhání, u ložiskové oceli jinak nutné, se tak může provádět až na odděleném jednotlivém kroužku, což vede k vytvoření kroužku bez vlastního pnutí. Takové kroužky vykazují po dohotovení v měkkém stavu po zakalení a popouštění nepatrný zakalený povlak. K broušení, navazujícímu na kalení, se tak mohou přivádět tvarově přesné kroužky s nepatrným přídavkem na broušení. To zvyšuje kvalitu finálního výrobku a zkracuje doby broušení kroužků.

Způsob podle vynálezu je použitelný pro oddělování stejných kroužků z trubkových obrobků, ale také pro současné vytváření profilu na kroužcích. Například pro vnitřní kroužek valivého ložiska se může současně vytvářet oběžná drážka. Jiným příkladem může být vytváření kuželových ploch v plášťové oblasti kroužku. K tomu účelu jsou řezací válce mezi břity opatřeny negativní formou, která, od nuly počínaje, závit za závitem narůstá spojitě až ke svému konečnému tvaru.

Zařízení podle vynálezu sestává ze tří, známým způsobem kolem zpracovávaného trubkového obrobku uspořádaných, ve stejném smyslu poháněných řezacích válců se závitovými břity. V podélném řezu jsou břity opatřeny v podstatě radiálně probíhajícími boky a šířka spojitě narůstá od náběhu k výstupu. Tento přírůstek šířky břitu je nezbytný, aby byl přes narůstající radiální protažení břitu zachován určitý poměr šířka/výška. Jinak by nastalo nebezpečí ulomení břitu, neboť příliš úzké břity nemají dostatečný průřez pro zachycení působících sil. Obrys v drážce mezi břity je s výhodou paralelní s osou válce. Každý řezací válec vykazuje od začátku do konce spojitý nárůst průměru a tvoří, jak již bylo zmíněno dříve, zužující se kanál.

Otáčivý pohyb jednotlivých řezacích válců musí být navzájem přesně synchronizován. Musí být poháněny, alespoň někdy, stejnou obvodovou rychlostí, což je nejjednodušeji realizováno tím, že hřídele všech tří řezacích válců jsou navzájem tvarově spojeny a jsou poháněny jediným společným hnacím hřídelem. Jak bylo již dříve osvětleno u způsobu, je na náběžné straně uspořádána trychtýřovitá náběžná část. Tato náběžná část může být integrální součástí řezacího válce, například ve formě krátké skluzové zkosené plochy, nebo může být kuželovitá, protažená přes několik závitů. Alternativně je také možné před řezacím válcem uspořádat prstencový úsek se skluzovou zkosenou plochou. Výhoda uspořádání náběžné části spočívá v tom, že může být lépe překonáno kolísání v tolerancích nabíhajícího trubkového obrobku, a že může být bezprostředně zpracován válcovaný, jakož i nesměrový materiál. Místo jinak obvyklých přesných trubek může být, aniž by utrpěla kvalita, použito méně nákladných polotovarů, čímž se významně zvýší hospodárnost.

Axiální posuvný pohyb trubkového obrobku se vynucuje odvalováním radiálních boků řezacích válců, radiálně přitlačovaných na obrobek. Tento kinematický tlak však není vyvíjen hned při zavedení trubkového obrobku do zařízení. Z toho důvodu je před válcovacím zařízením na náběžné straně uvolnitelné posuvné zařízení, které působí na trubkový obrobek. Tento nucený posuv, který současně uvádí trubkový obrobek do protisměrného otáčení vzhledem k řezacím válcům, působí v osovém směru, jeho pohyb je přesně nastaven na počet otáček řezacích válců a stoupání břitů, a působí alespoň po délce řezacích válců. Tím je zajištěno, že po zavedení je zachován další nerušený axiální postup materiálu trubkového obrobku zařízením pouze otáčením řezacích válců a axiálním přitlačováním boků řezacích válců.

-3CZ 286035 B6

Geometrie závitu břitu sestává z negativní formy vnějšího profilu kroužku, přenášené na oddělovaný kroužek, a z bočního ohraničení tvořeného boky břitů pro dělicí proces. Profil kroužku je tvořen drážkou mezi břity a je s výhodou osově paralelní s řezacím válcem. Geometrie břitu sestává ze dvou úseků. Řezací nos břitu je na jeho největším průměru vytvořen do špičky, popřípadě do tvaru nože, pro snadnější vniknutí do děleného materiálu. Tento řezací nos je, vztaženo na celkovou délku břitu, poměrně krátký. Řezací patka má téměř paralelní radiální bok nebo boky, které jsou jen o < 5° střechovitě skloněny k radiální rovině řezacího válce. Boky patky břitu bočně ohraničují obrys závitu břitu. Jestliže boky stojí téměř radiálně, nebojsou minimálně skloněny směrem ven od drážky, což znamená, že rozšiřují závit směrem ven, závisí na poměru průměru řezacích válců a průměru trubkového obrobku. Při poměru > 3 musí být boky břitů skloněny mírně ven. Tím je dosaženo, že se břity nenásilně, bez zaklínění, mohou odvalovat v řezací drážce.

Ve smyslu výhodného rozdělení vznikajících sil se výše uvedený poměr průměru s výhodou udržuje < 3, takže patka břitu je upravena s téměř přesně radiálními boky. Tak se pro průměr trubkového obrobku 40 mm používají řezací válce o průměru 100 mm. Tím je zajištěno, že při relativně šikmo uspořádaném náběhu břitu proti řezané drážce v oblasti styku řezacího válce s rozdělovaným materiálem vznikají velké axiální síly, avšak žádné radiální síly. Podíl tangenciálních sil, které spolu s axiálními silami představují střižné síly dělicího procesu, je velmi malý a neruší průběh procesu.

Pro ohřev trubkového obrobku je s výhodou na náběžné straně uspořádána indukční cívka, skrze kterou se vede trubkový obrobek. V závislosti na kmitočtu a době průchodu mohou být ohřátý oblasti materiálu, ležící buď blíže u povrchu, nebo také vzdálenější oblasti. Při kmitočtu a výkonu indukčního ohřevu, stanoveném vhodně pro tloušťku děleného materiálu, může být dosaženo toho, že blíže otvoru je teplota nižší, čímž materiál získá v této chladnější okrajové vrstvě vyšší pevnost.

Obrys řezacích válců je přizpůsoben požadovanému vnějšímu obrysu kroužků. Obvykle je základnou obrysu přímka mezi závity řezné hrany s průměrem, konstantním přes skoro všechny závity. Alternativně může být také výhodné, když průměr základny obrysu ve vlastní pracovní oblasti poněkud narůstá. Tento mírný nárůst má ten účel, že zesiluje radiální tlak. Ve výstupní oblasti průměr základny obrysu zůstává konstantní nebo se dokonce mírně zmenšuje. To má ten smysl, že oddělený kroužek má průměr, který odpovídá světlé šířce uspořádání řezných válců ve výstupní oblasti. Jinak by při silném radiálním tlaku kroužek vyskakoval, takže by byl vysoký rozptyl odchylek průměru. S obdobným účinkem se také navrhuje zařadit za poslední závit břitu řezacího válce kalibrační úsek. Ten může být vytvořen jako integrální součást řezacího válce, nebo jako zvláštní prstencový úsek. Tento kalibrační úsek má tu výhodu, že nezávisle na procesu dělení se vytváří kruhový kroužek, jen s nepatrnými odchylkami průměru. Na náběžné straně je, jak bylo již zmíněno, upraven náběžný úsek, vytvořený buď jako skluzová zkosená plocha, nebo jako úsek s průměrem základny obrysu narůstají od náběžné strany. Tento náběžný díl je výhodný pro možnost bezproblémového zpracování materiálu s velkými odchylkami vnějšího průměru.

V zásadě může být závit řezacího válce vytvořen jako jedno- nebo vícechodý. Při jednochodém provedení jde o výhodnou formu provedení, neboť v tomto případě je minimalizováno stoupání závitu a tím se axiální síla působící mezi řezacím válcem a materiálem přenáší nejefektivněji.

Při použití tří řezacích válců je radiální poloha obrobku jednoznačně určena, takže jsou zbytečné další vodicí prvky. Průměr řezacích válců má mít jednak určitý poměr k průměru rozdělovaného obrobku, jednak má být dimenzován co možná největší. Hranice jsou dány nepoužitelností libovolně velkých řezacích válců, neboť by si v tom případě navzájem překážely.

-4CZ 286035 B6

Způsob výroby kroužků podle vynálezu je zejména vhodný při vnějším průměru kroužku 16 až 80 mm a tloušťce stěny 8 až 15 % vnějšího průměru. Výhodný poměr šířky kroužku k průměru je 0,2 až 0,5. Způsob se s výhodou používá při výrobě kroužků, u kterých jsou materiálové náklady podstatnou částí ceny kroužku, protože nevznikají materiálové ztráty při tvoření třísek, a jsou tak připraveny přesnější, méně nákladné kroužky pro následující zpracování. Pro zpracování na kroužky je výhodné použití beztřískového zpracování trubky z ložiskové oceli ohřáté na asi 800 °C. Pro provádění způsobu jsou potřebné vyšší teploty povrchu obrobku, které se přenášejí na řezací válce a značně zahřívají pracovní prostor. Chladicími kanály v řezacích válcích se čerpá v okruhu přes tepelný výměník, uspořádaný mimo dělicí zařízení, médium s vysokou schopností přijímat teplo. Řezací válce sestávají z vnitřního dílu se zabudovanými chladicími kanály, a z vnějšího pouzdra, ve kterém je vytvořen řezací profil. Pouzdro s řezacím profilem sestává z vysoce pevného, tepelně odolného materiálu, například ze sintrovaného materiálu nebo z jiného vhodného materiálu, v oblasti styku s děleným předmětem povlečeného tepelně odolným tvrdokovem. Základní díl a profilované pouzdro jsou těsně a neotáčivě spojeny s řezacím válcem.

Přehled obrázků na výkresech

Způsob, jakož i zařízení podle vynálezu bude blíže vysvětleno prostřednictvím výkresů, na kterých představuje obr. 1 celkové uspořádání podstatných součástí zařízení podle vynálezu;

obr. 2 řezací válec s břitem tvaru závitu, jehož průměr válcovitého vnějšího obrysu řezacího válce, jakož i průměr břitu, stále narůstá;

obr. 3 řezací válec s vnějším obrysem, jehož průměr zůstává stejný a narůstá průměr břitů;

obr. 4 průřez profilu břitu;

obr. 4a nárys profilu břitu ve styku s trubkou, která se má oddělit;

obr. 5 řezací válce s plynule rostoucím stoupáním dělícího profilu; a obr. 6 podélný řez řezacím válcem s vnitřním chlazení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje princip zařízení s jeho podstatnými součástmi. Trubka 1, která se má dělit, se axiálně posouvá, ohřívá se v indukční cívce 5, a zavádí se mezi řezací válce 2. Tři řezací válce 2 mají navzájem paralelní osy a jsou paralelní ke směru posuvu trubky 1, která se má dělit, přičemž odstup řezacích válců 2 k trubce, která se má dělit, je odměřen tak, že břity 3 válců 2 radiálně vnikají do stěn trubky L Tři řezací válce 2 jsou neznázoměným hnacím mechanismem uváděny do rovnoměrného, synchronního otáčivého pohybu. Tento synchronní otáčivý pohyb je s axiálním posuvným pohybem rozdělované trubky 1 kinematicky spojen tak, že břity 3 vytvořené na řezacích válcích 2 vnikají do rozdělované trubky vždy ve společné rovině. Otáčivý pohyb ve shodném smyslu a posuvný pohyb trubky 1 jsou vyznačeny šipkami.

Jak již bylo zmíněno dříve, vykonává rozdělovaná trubka 1 navíc ještě pohyb kolem vlastní osy, který je vyvolán odvalováním řezacích válců 2 na rozdělované trubce 1 a vede k tomu, že skutečně všechny oblasti na obvodu rozdělované trubky 1 přicházejí do styku s řezacími válci 2. Břity 3 nemají konstantní vyvýšení, ale jsou na straně, odkud se přivádí trubka 1, která se má

-5 CZ 286035 B6 rozdělovat, nejprve téměř ploché, takže v této oblasti do rozdělované trubky sotva vnikají. Směrem k protějšímu konci získávají břity 3 stále více na výšce, takže vnikají stále hlouběji do stěny rozdělované trubky L Následkem takto vynuceného pohybu se rozdělovaná trubka 1 konečně na druhém konci řezacích válců 2 dělí na jednotlivé diskrétní kroužky 4.

Posledně uvedená situace je detailně objasněna pomocí obr. 2. Tento obrázek znázorňuje součinnost mezi rozdělovanou trubkou 1 a jedním z řezacích válců 2. Ostatní, neznázoměné řezací válce 2 jsou uspořádány ve formě trojúhelníka kolem rozdělované trubky 1. Břit 3 je na konci řezacího válce 2, odkud se zavádí rozdělovaná trubka 1, vytvořen jen velmi slabý. Na tomto konci jde především o to, uchytit pevně rozdělovanou trubku 1, podporovat otáčivý pohyb trubky 1 a zabezpečit její kinematicky dokonalý axiální pohyb. Břit 3 je vytvořen tak, že jak průměr, tak také šířka směrem k protějšímu konci stále vzrůstá. V určitých případech může být výhodné, když ve vlastní pracovní oblasti průměr základny 6 obrysu mírně narůstá, avšak ve výstupní oblasti zůstává konstantní, popřípadě se dokonce poněkud zmenšuje. Tím se má zabránit elastickému vyskočení kroužku po opuštění řezacího válce 2. Aby bylo možno bezpečně uchytit také trubku 1 s většími odchylkami vnějšího průměru, má řezací válec 2 náběžný díl 7.

V tomto úseku je průměr základny 6 obrysu silněji redukován, takže vzniká trychtýřovitá oblast. Základna 6 obrysu přiléhá ve vlastním oddělovacím úseku řezacího válce 2 beze spár na vnější stěnu trubky J a břit 3 vniká stále více do rozdělované trubky 1, která se nakonec rozdělí na diskrétní kroužky 4, které jsou stejně velké. Břit 3 je vytvořen tak, že jednak vniká do materiálu, jednak také zanechává čelní plochy oddělovaných kroužků 4 pokud možno rovné. Z toho důvodu sestává břit 3, jak je znázorněno na obr. 4, s výhodou ze dvou úseků. Řezací nos 8 břitu je vytvořen ostrý, takže vniká do materiálu. Na nos navazující řezací patka 9 je vytvořena tak, že čelní plochy jsou orientovány kolmo k ose otáčení řezacího válce 2, takže jimi vytvarované čelní plochy oddělovaných kroužků 4 jsou rovinné. Na konci, kde se do zařízení zavádí rozdělovaná trubka 1, sestává břit 3 výlučně z pozvolně se zvyšujícího ostrého řezacího nosu 8, přičemž na protilehlém konci zařízení sestává břit 3 převážně z řezací patky 9.

Rozdělovaná trubka 1, znázorněná na obr. 2, je před vstupem do rozdělovacího zařízení obklopena kleštinovým upínacím zařízením, které sestává z vnitřního dílu 11 a z vnějšího dílu 12, které podle druhu upnutí mohou být axiální ovládací silou přitlačovány k sobě navzájem tak, že jsou silově spojené s rozdělovanou trubkou 1. Protože v tomto stavu sledují nejen axiální pohyb, ale také otáčivý pohyb rozdělované trubky 1, musí být otáčivý pohyb oddělen axiálním ložiskem, zde sestávajícím z válečkového prvku 13 a druhého kroužku 14 axiálního ložiska. Kroužku 14 axiálního ložiska se v odpovídajícím spojení s otáčivým pohybem řezacích válců 2 se vnucuje kinematicky správná rychlost axiálního posuvu. Toto pomocné postavení je v každém případě nutné při zavádění nové trubky 1 do zařízení. Při pokračujícím procesu rozdělování se vnitřní díl 11 a vnější díl 12 kleštinového upínacího zařízení odstraněním ovládací síly od sebe uvolní, vrátí se do výchozí polohy a uvedou se do pohybu teprve při zavedení nové trubky. Upínací zařízení je znázorněno na obr. 2 s upínacími kleštinami a axiálním valivým ložiskem.

V úvahu přicházejí i jiná konstrukční provedení. Na obr. 3 je toto posouvací zařízení znázorněno jako rotující středový hrot 15, který se vystředí v otvoru trubky a má unášecí břit známého druhu.

Na rozdíl od obr. 2 má řezací válec 20 na obr. 3 základnu 6 obrysu, jejíž průměr je po délce řezacího válce konstantní. Průměr břitu 3 však od jednoho konce ke druhému konci známým způsobem stále narůstá. Pro zavedení rozdělované trubky 1 a její vystředění má řezací válec 20 skluzovou zkosenou hranu W. Pro vytvarování například drážky 17 v oddělovaném kroužku 16 má základna 6 obrysu odpovídající negativní tvar 18. Tento negativní tvar 18 plynule narůstá počínaje nulou od náběhové strany, až je dosaženo požadovaného konečného tvaru. Na rozdíl od čistě oddělovacího procesu narůstá šířka základny 6 obrysu stále až ke konečnému tvaru, neboť negativním tvarem 18 se provádí vytlačování materiálu. Takové válce 2, 20 s proměnlivým závitovým břitem, popřípadě profilem je možné vyrobit na číslicově řízených strojích.

-6CZ 286035 B6

Obr. 4a znázorňuje půdorys řezacího profilu ve spojení s rozdělovanou trubkou, popřípadě s oddělenými kroužky 4. Toto znázornění má ozřejmit stálý kontakt prstencových úseků s řezacími válci 2. U prostředního kroužku 4 je tento kontakt vyznačen jako čára 19 kontaktu.

Obr. 5 znázorňuje řezací válce 2 se stále stoupajícím stoupáním závitu břitu 3. V případě pouhého oddělování s malým vytlačováním materiálu se udržuje šířka základny 6 obrysu konstantní, přičemž tato šířka odpovídá šířce oddělovaného kroužku. Protože, jak bylo zmíněno úvodem, z důvodů pevnosti a stability musí šířka břitu 3 sjeho narůstajícím radiálním protažením rovněž narůstat, je pro splnění podmínky - konstantní šířky základny 6 obrysu nutné, aby v měřítku narůstalo i stoupání závitu z důvodu kompenzace narůstání šířky břitu 3. V případě dalšího profilování oddělovaných kroužků s velkým vytlačováním materiálu je nezbytné, aby šířka základny 6 obrysu spojitě narůstala, s výjimkou výstupní oblasti, kde stupeň vytlačování materiálu jde k nule a kroužek se již jen kalibruje. Čerchované čáry na obr. 5 mají naznačovat, že nezávisle na volbě šířky základny 6 obrysu radiální protažení břitů 3 od náběhu k výstupu spojitě narůstá, takže při součinnosti se dvěma dalšími, zde neznázoměnými řezacími válci 2, tvoří zúžený kanál.

Obr. 6 znázorňuje řezací válec, sestávající z vnitřní části tvořené hřídelí 21 a řezacího nástroje 30 s břity 3. Hřídel 21 má na obou koncích válcovitá přesazení 22, 23 tvaru čepu, na jejichž vnější průměry jsou nasazena ložiska řezacích válců ve válcovitých stojanech. Na výstupní straně 23 je upevněn spojovací díl 24, který tvoří tuhé spojení k synchronnímu pohonu řezacích válců, a na náběhové straně řezacího válce je na hřídelovém čepu 22 upevněna otočná spojka 25, která zajišťuje přes vhodně uspořádané kanály a otvory oběh chladicího média v rotujícím řezacím válci. Přívod 26 chladicího média je spojen s neznázoměným vysokotlakým čerpadlem, které dopravuje chladicí médium skrze středové vrtání 27 v hřídeli 21 skrze jeden nebo více radiálních otvorů 28 k chladicímu kanálu 29, vytvořenému spirálovitě na vnějším průměru hřídele 21. Chladicí médium proudí chladicím kanálem, který je z vnější strany uzavřen řezacím nástrojem 30, proti směru posuvu obrobku k jednomu nebo více radiálních odváděčích otvorů 31. Tyto odváděči otvory 31 jsou jedním nebo více vrtáními 32 skrze hřídelový čep 22 spojeny s odpadem 33. Odtud se ohřáté chladicí médium vede přes tepelný výměník zpět k čerpadlu chladicího média. Řezací nástroj 30 je naražen těsně na hřídeli 21 aje s ním neotáčivě spojen.

Na řezací nástroj 30 navazuje v axiálním prodloužení prstencový kalibrační úsek 34, který ještě dokalibrovává oddělené kroužky. Prstencový úsek 35, axiálně navazující na řezací nástroj 30 na náběhové straně, je opatřen zkosením ke snadnějšímu vystředění trubkových obrobků, nově zaváděných do dělicího zařízení.

Claims (14)

1. Způsob kontinuálního, beztřískového oddělování jednotlivých stejných kroužků z trubkových obrobků pomocí tří řezacích válců s břity tvaru závitu, poháněných ve stejném smyslu a přitlačovaných na povrch trubkového obrobku a přitom se odvalujících, přičemž otáčení tří řezacích válců je navzájem srovnáno tak, že řezání děleného obrobku se provádí přesně v jedné rovině řezání a průměr řezacích válců od začátku ke konci narůstá, čímž je tvořen zužující se kanál, přičemž se trubkový obrobek otáčí proti směru řezacích válců a axiálně posouvá, vyznačující se tím, že po vystřeďovací náběhové fázi je oddělovaný úsek trubkového obrobku, viděno v podélném řezu, zcela obklopen podélnými obrysy řezacích válců bez přerušení čáry dotyku mezi obrobkem a řezacími válci během celého oddělovacího procesu, na trubkový obrobek se působí velkými kolmými silami, jednak axiálními silami na čelní plochy

ČZ 286035 B6 a jednak radiálními silami na plášťovou plochu, a vytváří se planparalelní, kolmo k ose obrobku ležící čelní plochy kroužku, a že před oddělovacím procesem se trubkový obrobek zahřeje na teplotu, podstatně snižující přetvářný odpor použitého obrobku, přičemž na vnější ploše se vyvíjí vyšší teplota, než na vnitřní ploše trubkového obrobku.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se na trubkový obrobek pro podporu jeho zavádění do řezacího válcového zařízení působí silou, posouvající jej ve stejném směru, která je kinematicky spojena s otáčivým pohybem řezacího nástroje a působí alespoň po délce řezacího válce.

3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ohřev se provádí v podstatě indukčně.

4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že během oddělování se kroužky zároveň profilují.

5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že během oddělování a profilování se nástroj zevnitř chladí a na nástroj i rozdělovaný obrobek se z vnějšku přivádí kombinovaná chladicí a mazací kapalina.

6. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1 se třemi kolem zpracovávaného trubkového obrobku uspořádanými, ve stejném smyslu poháněnými řezacími válci s břity ve tvaru závitu, které jsou opatřeny, viděno v podélném řezu, v podstatě radiálně probíhajícími boky, jejichž šířka od náběhu k výstupu spojitě narůstá a základna obrysu mezi břity řezacího válce je v podstatě paralelní s osou válce, přičemž každý řezací válec vykazuje od začátku ke konci spojitě narůstající průměr, vyznačující se tím, že hřídele všech tří řezacích válců (2, 20), uspořádaných kolem děleného obrobku (1) do tvaru rovnostranného trojúhelníka, jsou navzájem spojeny tvarovým stykem; břity (3) mají do špičky vytvarovaný řezací nos (8) a řezací patku (9) s boky v podstatě kolmými ke každé ose válce; na náběžné straně je upraven náběžný díl (7, 10, 35) tvořící trychtýř; základna (6) obrysu mezi břity (3) dosedá na plášťovou plochu trubkového obrobku (1) v podstatě v rovnoměrných odstupech vose obrobku; a na náběžné straně je před řezacím válcovým zařízením uspořádáno ohřívací zařízení (5) s regulací teploty.

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že boky řezací patky (9) při poměru průměru řezacího válce (2, 20) ku průměru trubkového obrobku (1) < 3 jsou téměř kolmé ke každé ose válce a při poměru > 3 jsou skloněny až o 5° směrem ven vzhledem k radiální rovině řezacích válců (2, 20).

8. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že řezací válce (2, 20) mají náběžný díl (7, 10).

9. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že řezacímu válci je předřazen prstencový úsek (35) se skluzovou zkosenou plochou.

10. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že za řezacím válcem je zařazen kalibrační úsek (34).

11. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že vnáběžné oblasti řezacích válců (2, 20) je uspořádáno uvolnitelné zařízení (11, 12, 13, 14, 15) pro posuv, kinematicky spojitelné s otáčivým pohybem řezacích válců (2, 20).

-8CZ 286035 B6

12. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že řezací válce sestávají ze střední části(21) se zabudovanými chladicími kanály (29) a z kolem ní uspořádaného pouzdra (30) s řezacím profilem; a obě části (21, 30) jsou navzájem těsně a neotočně spojeny.

5

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že pouzdro (30) sestává z teplotně odolného tvrdokovu.

14. Zařízení podle některého z nároků 6 až 13, vyznačující se tím, že pro profilování kroužků (16) má řezací válec (20) v základně mezi břity (3) negativní tvar (18) 10 požadovaného profilu, který počínaje od nuly spojitě narůstá od závitu k závitu až ke svému konečnému tvaru.