CS257592B1

CS257592B1 - Method of tubes' wasteless partition into rings and tool for realization of this method

Info

Publication number: CS257592B1
Application number: CS863435A
Authority: CS
Inventors: Bedrich Balcar; Antonin Malusek
Original assignee: Bedrich Balcar; Antonin Malusek
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS343586A1

Abstract

Řešení se týká způsobu bezodpadového dě lení trubek na prstence a nástroje k provádě ní tohoto způsobu. Při dělení způsobem podle řešení se začátek rotující trubky prostrčí otočným pouzdrem a nasune na otočný trn, který se vůči pouzdru radiálně odstředně posouvá, následkem čehož dochází v první fázi k radiálnímu tlakovému a tangenciálnímu tahovému napětí v trubce, způsobujícímu plynulé postupné zvětšování průměru oddělované části trubky a tím oddělení prstence od trubky střihem. Ve druhé fázi se během necelé jedné otáčky prstenec oddělí. V další fázi se oddělený prstenec kalibruje, přičemž se upravuje jeho průřez a vnější průměr. Způsob je realizován zařízením sestávajícím z volně otočného pouzdra a trnu, který je zároveň radiálně a axiálně přestavitelný. Vnitřní povrch pouzdra je opatřen vodicí válcovou plochou pro uložení trubky, přecházející činnou hranou v dalši válcovou plochu o průměru větším než je průměr vodicí válcové plochy. Trn je opatřen činnou válcovou plochou přecházející dělicí hranou v rovinu čela trnu. Osa trnu je s osou pouzdra rovnoběžná, při čemž trn je uložen ve válcovém držáku, jehož poloměr je větší než poloměr činné válcové plochy trnu o míru větší než je tlouštka stěny trubky. Mezi čelem držáku a k němu přivráceným čelem pouzdra je axiální vůle, stejně jako mezi čelem trnu a činnou hranou pouzdra. Způsob a zařízení podle řešení je výhodné použít v sériové a hromadné výrobě součástí tvaru kroužku, zejména kroužků valivých ložisek.The present invention relates to a method of waste-free operation tube and ring tools of this method. When dividing by way of the solution, the beginning of the rotating tube is pushed with a rotating sleeve and sliding it onto the rotating mandrel, which moves radially to the housing, consequently occurs in the first phase to radial compression and tangential tensile the tension in the tube causing smoothness gradual increase in diameter separated part of the tube, thereby separating the ring from the tube cut. In the second stage, during less than one turn separates the ring. The next stage is calibrating the separate ring while taking adjusts its cross-section and outer diameter. Way it is implemented by a device consisting freely a rotary sleeve and a mandrel that is simultaneously radially and axially adjustable. Internal the housing surface is provided with a cylindrical guide a tube-laying surface that passes through edge in another cylindrical surface of diameter greater than the diameter of the guide roller surface. The mandrel is provided with an active cylindrical surface passing over dividing edge in the plane of the mandrel face. The axis of the mandrel is parallel to the axis of the bush, at wherein the mandrel is received in a cylindrical holder of which the mandrel is received the radius is greater than the active cylindrical radius the area of the mandrel is greater than the thickness pipe wall. Between the front of the holder and to it the front face of the housing is axial clearance, as well as between the mandrel face and the active edge holsters. The method and apparatus of the invention is advantageous to use in serial and mass production part of the ring shape, especially rolling rings bearings.

Description

Vynález se týká způsobu bezodpadového dělení trubek na prstence a nástroj k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method for the waste-free cutting of tubes into rings and to a tool for carrying out the method.

Dosud používané bezodpadové způsoby dělení trubek na prstence spočívají v oddělení prstence bud vtlačováním klínu otočného diskového nože do rotující trubky, uložené na válečcích, nebo v postupném stříhání dvěma nebo více otočnými kotoučovými noži, pohybujícími se do středu trubky proti otočnému kotoučovému noži, vsunutému do trubky. Vnější kotoučové nože jsou od vnitřního vzdáleny ve směru osy trubky o střižnou vůli.Waste-free methods for separating the tubes to date have consisted of separating the ring either by pushing the wedge of the rotary disk knife into a rotating tube mounted on the rollers or by successively cutting two or more rotary disk blades moving into the center of the tube against the rotary disk blade . The outer circular blades are spaced from the inner blades in the direction of the shear clearance tube axis.

Při dělení trubek valivým dostředným stříháním vzniká značný otřep, nebot v blízkosti dělicí zóny se materiál na povrchu vytlačuje a do otvoru zatlačuje. Při postupném stříhání trubky otočnými kotoučovými noži se zmenšuje průměr jednoho konce odděleného prstence o téměř dvojnásobek tlouštky stěny trubky, přičemž životnost střižných hran nástrojů je velmi nízká. Při jiném způsobu bezodpadového dělení trubek je oddělovaná část sevřena radiálně mezi trnem a kotoučem, které se odvalují po vnějším a vnitřním povrchu trubky a současně se radiálně posouvají od středu trubky, prostrčené volně otočným pouzdrem. Nevýhodou tohoto způsobu je značná složitost stroje a společně s ostatními uvedenými způsoby nevhodnost jeho použití pro dělení trubek tlustostěnných a velkých průměrů.When cutting the tubes by rolling centered cutting, considerable burrs occur, as the material near the cutting zone extrudes the material on the surface and pushes it into the hole. The gradual cutting of the tube with rotary disc blades reduces the diameter of one end of the separated ring by nearly twice the thickness of the tube wall, while the shear life of the tool shear edges is very low. In another method of waste-free pipe separation, the part to be separated is clamped radially between the mandrel and the disc, which roll on the outer and inner surfaces of the pipe and at the same time move radially away from the center of the pipe inserted through the freely rotatable sleeve. The disadvantage of this method is the considerable complexity of the machine and, together with the other mentioned methods, the unsuitability of its use for cutting thick and large diameter tubes.

Uvedené nedostatky ve značné míře odstraňuje způsob bezodpadového dělení trubek na prstence, při kterém se začátek rotující trubky prostrčí otočným pouzdrem a nasune na otočný trn sloužící zároveň jako axiální doraz, podle vynálezu.The aforementioned drawbacks are largely eliminated by the method of waste-free pipe separation into rings, in which the beginning of the rotating pipe is inserted through the rotary sleeve and pushed onto the rotary mandrel serving as an axial stop according to the invention.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že oddělovaná část trubky se za rotace působením kombinace místního radiálního tlakového napětí a tangenciálního tahového napětí plynule zvětšuje, čímž dochází nejprve k postupnému odstřednému valivému střihu rozloženému do více otáček a poté k postupnému ulamování oddělované části trubky, které proběhne během necelé jedné otáčky trubky, načež se oddělený prstenec uzavřeným rozválcováním tvarově kalibruje'.SUMMARY OF THE INVENTION [0003] The tube section of the invention is continuously increased as a result of a combination of local radial compressive stress and tangential tensile stress as a result of the centrifugal shear, which is distributed over several revolutions and then breaks apart. less than one revolution of the tube, after which the separated ring is calibrated by closed rolling.

Další podstata vynálezu spočívá v tom, že oddělený prstenec se kalibruje dělicím trnem.A further object of the invention is that the separated ring is calibrated by a separating mandrel.

Další podstata vynálezu spočívá v tom, že oddělený prstenec se kalibruje rozválcovacím trnem.A further object of the invention is that the separate ring is calibrated by a rolling mandrel.

Další podstata vynálezu spočívá v tom, že oddělený prstenec se tvarově kalibruje na vněj šlm průměru. Způsob bezodpadového dělení trubek na prstence je realizován nástrojem sestávajícím z volně otočného pouzdra, ve kterém je uspořádán axiálně i radiálně přestavitelný volně otočný trn podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vnitřní povrch pouzdra je vytvořen jako vodicí válcová plocha pro uloženi trubky, přecházející skokovitě v další válcovou plochu o průměru větším než je průměr vodicí válcové plochy, vytvářejíc činnou hranu. Trn je opatřen činnou válcovou plochou, přecházející dělicí hranou v rovinu čela trnu, jejíž podélná osa je rovnoběžná s osou pouzdra. Mezi činnou hranou pouzdra a dělicí hranou trnu je ve směru osy rotace trnu vůle.A further object of the invention is that the separate ring is calibrated in shape to an outside diameter. The method for the waste-free cutting of the tubes into rings is realized by a tool consisting of a freely rotatable sleeve in which an axially and radially adjustable freely rotatable mandrel according to the invention is provided, which is characterized in that the inner surface of the sleeve is designed as a guiding cylindrical surface stepped into another cylindrical surface with a diameter greater than the diameter of the guide cylindrical surface, forming an active edge. The mandrel is provided with an active cylindrical surface passing through the dividing edge into a plane of the mandrel face, the longitudinal axis of which is parallel to the axis of the housing. There is a clearance between the active edge of the sleeve and the dividing edge of the mandrel in the direction of the axis of rotation of the mandrel.

Dal^í podstata vynálezu spočívá v tom, že trn je uspořádán na čele válcového držáku, jehož poloměr je větší než poloměr činné válcové plochy trnu o míru větší než je tlouštka stěny trubky, přičemž mezi čelem držáku a k němu přivráceným čelem pouzdra je ve směru osy rotace trnu vůle.Another object of the invention is that the mandrel is arranged on the face of a cylindrical holder whose radius is greater than the radius of the active cylindrical surface of the mandrel by a measure greater than the wall thickness of the pipe, rotation of the thorn clearance.

Výhodou způsobu bezodpadového dělení trubek podle vynálezu je vysoká tvarová přesnost prstenců bez otřepů, jednoduchost dělicího nástroje a energeticky nenáročný provoz.The advantage of the waste-free pipe cutting method according to the invention is the high shape accuracy of the burr-free rings, the simplicity of the cutting tool and the energy-efficient operation.

Realizace způsobu bezodpadového dělení trubek na prstence podle vynálezu je znázorněna na přiloženém výkrese, kde obr. 1, 3, 5 a 7 představuji osový řez trubkou a nástrojem v jednotlivých fázích dělení a obr. 2, 4, 6 a 8 příčný řez trubkou a nástrojem ve stejných fázích dělení, přičemž levé poloviny obrázků znázorňují výchozí a pravé poloviny konečné polohy trub ky a částí nástroje.An embodiment of the method of waste-free pipe cutting according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Figures 1, 3, 5 and 7 show an axial section of the pipe and the tool in the different phases of the cutting and figures 2, 4, 6 and 8. at the same cutting stages, with the left half of the figures showing the starting and right halves of the final position of the tube and tool parts.

Na obr. 1 a 2 je znázorněna trubka 2 a dělicí nástroj v poloze před započetím první fáze dělení. Konec 2 trubky 2 je nasunut na činnou válcovou plochu 2 trnu 2 připevněného k držáku 10, přičemž opačný konec trubky 2 je spojen s nezakresleným ústrojím pro vyvozování otáčivého pohybu. Vnější povrch trubky 2 je v dotyku s vodicí válcovou plochou 4 volně otočného pouzdra 2» která přechází činnou hranou 2 ^v další válcovou plochu 6 o průměru větším než je průměr vodicí válcové plochy 2· Činná válcová plocha 2 trnu T_ přechází dělicí hranou 2 ^v čelo trnu.1 and 2 show the tube 2 and the cutting tool in a position prior to the start of the first phase of the cutting. The end 2 of the tube 2 is slid onto the active cylindrical surface 2 of the mandrel 2 attached to the holder 10, the opposite end of the tube 2 being connected to a not shown rotational movement device. The outer surface of the tube 2 is in contact with the guide cylindrical surface 4 of a freely rotatable sleeve 2 »which goes active edge 2 ⁱⁿ another cylindrical surface 6 having a diameter greater than the diameter of the guiding cylindrical surface 2 · illuminating the cylindrical surface 2 of the mandrel T_ passes separation edge 2 ⁱⁿ front of thorn.

Na obr. 3 a 4 je znázorněn nástroj a trubka 2 na konci první fáze dělení, charakterizované odstředným valivým střihem. Na obr. 5 a 6 je znázorněna trubka 2 á nástroj v poloze, při které dochází během necelé jedné otáčky trubka k odlomení prstence 21· Na obr. 7 a 8 je zachycena třetí fáze, při které se ze zdeformovaného prstence 11 v kalibrovací dutině 13 vytváří zkalibrovaný prstenec 12.Figures 3 and 4 show the tool and the tube 2 at the end of the first phase of separation, characterized by centrifugal rolling. Figures 5 and 6 show the tube 2 and the tool in a position in which the tube 21 breaks in less than one revolution. In Figures 7 and 8, a third phase is captured in which the deformed ring 11 in the calibration cavity 13 forms a calibrated ring 12.

Při realizaci způsobu bezodpadového dělení trubek podle vynálezu se oddělovaný konec 2 trubky 2 uváděné do rotace prostrčí otočným pouzdrem 2» opatřeným vodicí válcovou plochou 2» činnou hranou 2 a další válcovou plochou 2 a nasune na trn uložený v držáku 10. Trn 2 ^seradiálně přisune k vnitřnímu povrchu trubky 2, čímž dochází mezi dělicí hranou 8 trnu 2 a ěinnou hranou 2 pouzdra 2 K postupnému odstřednému valivému střihu. Ve druhé fázi dělení, probíhající během jedné otáčky trubky 2, dochází k postupnému ulamování oddělovaného konce 2 trubky 2 a tím k vytvoření tvarově nepřesného prstence 11.When implementing the method of waste-free cutting of pipes according to the invention the separation of the end of the two tubes 2 driven in rotation by the rotatable sleeve inserted through a 2 »cylindrical surface provided with the guide 2» active edge 2 and another cylindrical surface 2 and is pushed onto a mandrel mounted in the handle 10. The mandrel ^radially infeed 2 to the inner surface of the tube 2, whereby a gradual centrifugal cut occurs between the separating edge 8 of the mandrel 2 and the active edge 2 of the housing 2. In the second phase of separation, which takes place during one revolution of the tube 2, the separated end 2 of the tube 2 gradually breaks off, thereby forming a shape-inaccurate ring 11.

V další fázi se prstenec 11 v důsledku pokračujícího radiálního posuvu otáčejícího se trnu 2 kalibruje. Je-li požadována kalibrace i na vnějším průměru prstence 11, ukončí se kalibrování zvětšením vnějšího průměru prstence 11 na průměr shodný s průměrem další válcové plochy 2 pouzdra 2· ukončení kalibrace se trn 2 vzdálí axiálně od pouzdra 2 alespoň o délku rovnající se dvojnásobku šířky prstence 11 a nezakreslené vyrážecí koliky vyrazí zkalibrovaný prstenec 12 z kalibrovací dutiny 13 pouzdra 2·In the next stage, the ring 11 is calibrated due to the continued radial movement of the rotating mandrel 2. If calibration is required on the outer diameter of the ring 11, the calibration is terminated by increasing the outer diameter of the ring 11 to a diameter equal to the diameter of the other cylindrical surface 2 of the housing 2. 11 and not shown punch pins punch the calibrated ring 12 out of the calibration cavity 13 of the housing 2.

Při jiném možném provedeni nástroje pro bezodpadové dělení prstenců z trubek mohou být trn 2 i pouzdro 2 uzpůsobeny pouze pro oddělení prstence 11, který se poté manipulátorem přenese na rozválcovací trn o potřebných parametrech, umístěný ve zvláštním rozválcovacím pouzdře.Alternatively, the mandrel 2 and the sleeve 2 can only be adapted to separate the ring 11, which is then transferred by the manipulator to the rolling mandrel of the necessary parameters, housed in a separate rolling sleeve.

Způsob a nástroj podle vynálezu je výhodné použít zejména pro výrobu dutých rotačních součástí bu3 nahotovo, nebo pro výrobu jejich polotovarů za tepla, poloohřevu, případně za studená. Celý cyklus lze automatizovat a může se proto stát výchozí operací v komplexně automatizované lince na výrobu součásti tvaru kroužku, zvláště kroužků valivých ložisek.It is advantageous to use the method and tool according to the invention, in particular, for the production of hollow rotary parts either in the form of a blank or for the production of their hot, semi-heated or cold semi-finished products. The entire cycle can be automated and can therefore become a starting operation in a fully automated line for the production of a ring-shaped component, especially a rolling-contact bearing ring.

Claims

A method of waste-free pipe-to-ring splitting, wherein the beginning of a rotating pipe is inserted through a rotary bushing and slid onto a rotary mandrel serving as an axial stop, characterized in that the diameter of the pipe section to be separated is rotated by a combination of local radial compressive stress and tangential tensile stress It continuously increases, thereby gradually cutting off the part of the pipe to be separated, whereupon the separated ring is closed by closed rolling on the outside and / or inside diameter.

Tool for carrying out the method according to claim 1, comprising a freely rotatable sleeve in which an axially and radially adjustable freely rotatable mandrel is arranged, characterized in that the inner surface of the sleeve (3) is formed as a guide cylindrical surface (4) for receiving the tube ( 2), passing into a further cylindrical surface (6) with a diameter greater than the diameter of the guiding cylindrical surface (4) forming the active edge (5) and at the same time the mandrel (7) is provided with an active cylindrical surface (9) - 8) in the plane of the face of the mandrel (7), whose longitudinal axis is parallel

257592 4 with the axis of the sleeve (3), wherein there is a clearance between the active edge (5) of the sleeve (3) and the dividing edge (8) of the mandrel (7).

Tool according to claim 2, characterized in that the mandrel (7) is arranged on the face of a cylindrical holder (10) whose radius is greater than the radius of the active cylindrical surface (9) of the mandrel (7) by a measure greater than the thickness. a pipe wall (2), wherein there is a play between the face of the holder (10) and the face of the sleeve (3) facing it in the direction of the axis of rotation of the mandrel (7).