SU740355A1 - Инструмент дл последовательной обкатки трубчатых заготовок - Google Patents

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к получению герметичных днищ на конце трубы, имеющих выпуклую форму (сфера, эллипсоид и т.д.). Изобретение может быть использовано для редукцировайия и ⁵ изготовления горловин баллонов.

Известен инструмент для последовательной обкатки трубчатых заготовок, выполненный в виде ролика с фасонной ^поверхностью, соответствующий форме готового изделия [1] .

Недостатком известного инструмента является значительно развитая контактная поверхность между заготовкой и йнст— рументом, в результате чего значительные усилия обкатки и применяемый при этом инструмент с профилем, имеющим конечную форму изделия, не позволяют оказывать активное воздействие на параметры _м процесса,

В результате контакта инструмента с заготовкой на образующей получаемого изделия возникают значительные усилия, следствием чего является износ рабочей ' поверхности инструмента и искажение геометрических размеров поверхности получаемого изделия.

Целью изобретения является уменьшение усилий обкатки, увеличение срока службы инструмента и повышение качества получаемых изделий.

Цель достигается тем, что фасонная поверхность выполнена в виде однополостного гиперболоида.

При пластическом контакте вращающейся трубы с роликом, ось которого расположена под углом к оси заготовки и одновременно под углом к направлению перемешешия ролика, последний также приобретает вращательное движение, причем линейная скорость ролика в зоне его контакта с трубой меньше, чем линейная скорость трубы. Такая кинематика создает условие, при котором в контактной эоне инструмента с трубсй возникает дополнительное проскальзывание заготовки относительно ролика, причем величину проскальзывания можно регулировать за счет' изменения параметров гиперболической поверхности. ·

Вращение ролика в момент обкатки создает также условия для вхождения в зону контакта свежих его участков, иго повышает срок службы рабочей поверхности инструмента.

Одновременное вращение ролика и

Предлагаемый инструмент работает следующим образом.

Укрепленному в подшипниках ролику 1 (фиг. 1, 2, 3), например, на поперечном суппорте токарного станка, сообщают движение перпендикулярно' оси вращения заготовки по стрелке К (фиг. 2, 3), заготовке 2 сообщают вращение, например, в патроне того же токарного станка.

проскальзывание контактных его зон ю относительно трубы повышает качество поверхности изделия.

На фиг. 1 показано взаимное расположение инструмента и заготовки; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - 15 вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4 — профиль ролика для обкатки сферического днища; на фиг. 5 - сечения В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е и Ж-Ж на фиг. 2.

Рабочая ляет собой вращения где Z - координата по оси ролика аб,:

поверхность ролика представоднополостной гиперболоид отсчитываемая от горловой окружности (горловая окруж ность — наименьшая окружность, образованная при пересечении однополостного гипер30 болоида с плоскостью, перпендикулярной оси Z );

X и у-координаты в. плоскости, перпендикулярной оси Z .

При постоянном z , т.е. при пересечении гиперболоида плоскостью, перпен дикулярной оси Z , получаем окружность (это легко доказывается, если в уравне-1 нии гиперболоида подставить значение z = const ). Таким, образом, ролик представляет собой асимметричную фигуру, (ось симметрии аб).

Из. аналитической геометрии также известно, что однополостной гиперболоид ₄₅ образуется движением прямой вокруг оси, не лежащей в одной плоскости с упомянутой прямой, причем последняя находится под углом к оси вращения, следовательно, поверхность ролика будет одновременно ₅θ линейчатой поверхностью.

Ролик 1 укреплен на поперечном суппорте станка в подшипниковых узлах так, что проекция оси аб ролика и ось вращения заготовки на фронтальную плос- ₅₅ кость составляют угол (X. , а проекция фасонной поверхности ролика 1 на фронтальную плоскость представляет собой образующую получаемого изделия.

В начальный момент обкатки ролик 1 соприкасается с заготовкой 2 в точке 3 (фиг. 1).

При обкатке сферического дниша линией, ограничивающей проекцию поверхности ролика на фронтальную 'плоскость, является четверть окружности 3-7 (фиг. 1).

При дальнейшем перемешении ролика 1 относительно заготовки 2 по стрелке К (фиг. 2, 3) заготовка плавно деформируется, а входящие в зону деформации об^· разуюшие инструмента 4-4* , 5-5' ,

6-6* и 7-7* будут последовательно соприкасаться с деформирующимся концом заготовки, придавая ему последовательные переходные формы. Процесс обкатки завершится, когда ролик 1 будет контактировать с заготовкой по образующей 7-7¹ .

На фиг. 5 показаны сечения плоскостями В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е, Ж-Ж при контактировании ролика 1 с заготовкой 2 от начальной до конечной стадии обкатки. Из фиг. 5 следует, что контактная область ролика с заготовкой плавно изменяется не только по величине и форме, но и, если учесть вращение ролика, перемещается по его поверхности.

Простота профиля ролика позволяет .осуществить его изготовление на широко применяемых, в промышленности копировальных токарных станках.

Испытания предлагаемого инструмента при обкатке сферических днищ на трубе 60x3 мм показали, что максимальное усилие деформирования равно 1500 кгс по сравнению с усилием обкатки известным инструментом, которое равно 2000 кгс, при. .этом срок службы предлагаемого инструмента без перешлифовок увеличивается на 20-30%.

За счет одновременного присутствия .в зоне контакта как трения качения, так и трения скольжения чистота обкатываемой поверхности улучшилась с Δ 3—4 при обкатке известных! инструментом до S7 5—6 при обкатке предлагаемым инструментом.

Предлагаемый инструмент может найти применение при изготовлении на концах

7403!

труб герметичных днищ различной конфигурации (сферических, эллипсоидных, параболоидных и т.п.), а также при изготовлении на концах труб конусов, переходных муфт и горловин. 5

Claims (2)

1. . Изобретение относитс  к области обработки металлов давлением, в частности к получению герметичных днищ на конце трубы, имеющих выпуклую форму (сфера, эллипсоид и т.д.). Изобретение может быть использовано дл  редукиировайи  и изготовлени  горловин баллонов. Известен инструмент дл  последовател ной обкатки трубчатых заготовок, выполненный в виде ролика с фасонной поверх ностью, соответствующий форме готового издели  ij Недостатком известного инструмента  вл етс  значительно развита  контактна  поверхность между заготовкой и инструментом , в результате 4eixi значительны усили  обкатки и примен емый при этом инструмент- с профилем, имеющим конечную форму издели , не позвол ют оказььвать активное воздействие на параметры процесса. В результате контакта инструмента с заготовкой на образующей получаемого издели  возникают значительные усили , следствием чего  вл этс  износ рабочей . поверхности инструмента и искажение геометрических размеров поверхности полу чаемого издели . Целью изобретени   вл етс  уменьшение усилий обкатки, увеличение срока службы инструмента и повышение качества получаемых изделий. Цель достигаетс  тем, что фасонна  поверхность выполнена в виде однополостного гиперболоида. При пластическом контакте вращающейс  трубы с роликом, ось которого расположена под углом к оси загото)5ки и одновременно под углом к направлению перемещени  ролика, последний также приобретает вращательное движение, причем линейна  скорость ponwxa в зоне его контакта с трубой меньше, чем линейна  скорость трубы. Така  кинематика создает условие, при котором в контактной зоне инструмента с трубсй возникает дополнительное проскальзывание заготовки относительно ркшика, причем величину проскальзывани  можно регули{ювать за счет изменени  параметров гиперболической поверхности. Вращение ролика в момент обкатки создает также услови  дл  вхождени  в зону контакта свежих его участков, , «гго повышает срок службы рабочей поверхности инструмента. Одновременное вращение ролика и проскальзывание контактных его зон относительно трубы повышает качество поверхности издели . На фиг« 1 показано взаимное расположение инструмента и заготовки; на фиг, 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4 профиль ролика дл  обкатки сферического днища; на фиг. 5 - сечени  В-В, Г-1, Д-Д, Е-Е и Ж-Ж на фиг.

2. Рабоча  поверхность ролика представл ет собой однополостной гиперболоид вращени  AVv. 01 а где Z - координата по оси ролика аб отсчитываема  от горловой окружности (горлова  окружность - наименьща  окружность , образованна  при пересечении однополостного гипер болоида с плоскостью, перпен дикул рной оси 21 ); X и у-координаты в. плоскости, перпендикул рной оси 2 . При посто нном Z , т.е. при пере сечении гиперболоида плоскостью, перпен дикул рной оси Z , получаем окружность (это легко доказьшаетс , если в уравнении гиперболоида подставить значение Z const )с Таким, образом, ролик представл ет собой асимметричную фигуру (ось симметрии аб). Из. аналитической геометрии также известно, что однополостной гиперболоид образуетс  движением пр мой вокруг оси не лежащей в одной плоскости с упом ну той пр мой, причем последн   находитс  под углом к оси вращени , следовательно поверхность ролика будет одновременно линейчатой поверхностью. Ролик 1 укреплен на поперечном суппорте станка в подшипниковых узлах так, что проекци  оси аб ролика и ось вращени  заготовки на фронтальную плоскость составл ют угол (Л , а проекци  . фасонной поверхности ролика 1 на фронтальную плоскость представл ет собой образующую получаемого издели . 74 54 Предлагаемый инструмент работает следующим образом. Укрепленному в подшипниках ролику 1 (фиг, 1, 2, 3), например, на поперечном суппорте токарнйго станка, сообщают движение перпендикул рно оси вращени  заготовки по стрелке К (фиг. 2, 3), заготовке 2 сообщают вращение, например, в патроне того же токарного станка. В начальный момент обкатки ролик 1 соприкасаетс  с заготовкой 2 в точке 3 (фиг. 1). При обкатке сферического днища ли- нией, ограничивающей проеклию поверх „ „ фронтальнуюЛтлоскость;  вл етс  четверть окружности 3-7 (фиг. 1). дальнейшем перемещении ролика 1 относительно заготовки 2 по стрелке К ф, 2, 3) заготовка плавно деформир вход щие в зону деформации об разующие инструмента 4-4 , 5-5 , 6-6 и 7-7 будут последовательно соприкасатьс  с деформирующимс  кондом заготовки, придава  ему последовательные переходные формы. Процесс обкатки завер- щитс , когда ролик 1 будет контактировать с заготовкой по образующей 7-7 На фиг. 5 показаны сечени  плоскост ми Б-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е, Ж-Ж при контактировании ролика 1 с заготовкой 2 от начальной до конечной стадии обкатки. Из фиг. 5 следует, что контактна  область ролика с заготовкой плавно измен етс  не только по величине и форме, но и, если учесть вращение ролика, перемещаетс  по его поверхности. Простота профил  ролика позвол ет осуществить его изготовление на широко примен емых, в про мыщ лен нос т и копиро-г вальных токарных станках. Испытани  предлагаемого инструмента при обкатке сферических днищ на трубе 60x3 мм показали, что максимальное усилие деформировани  равно 15ОО кгс по сравнению с усилием обкатки известным инструментом, которое равно 20ОО кгс, при. .этом срок службы предлагаемого инструмента без перешлифовок увеличиваетс  на 20-30%. За счет одновременного присутстви  в зоне контакта как трени  качени , так и трени  скольжени  чистота обкатываемой поверхности улучшилась с Д 3-4 при обкатке известным ниструментом до S7 5-6 при обкатке предлагаемым инструментом. Предлагаемый инструмент можггг найти применение при изготовлении n,-i концах 574 труб герметичных днищ различной конфигурации (сферических, эллипсоидных, параёолоипных и т.п.), а также при изготовлении на концах труб конусов, переходных муфт и горловин. Формула изобретени . Инструмент дл  последовательной обкатки трубчатых заготовок, выполненны в виде ролика с фасонной поверхностью, отличающийс  тем, что,, с 5 пелью уменьшени  усили  обкатки, увеличени  срока службы и повышени  качества изделий, фасонна  поверхность представл ет собой однополостной гиперболоид вращени . , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Гредигор М. А, Давильные работы и ротационное выдавливание-, М,, Машиностроение , 1971, с. 55, рис. 34.

ви I Л Г (II фиг.2 в I

о-в

T :y fff7Z //m/Ml :eaZS:

г-г