Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest narzędzie do równoczesnego kształtowania plastycznego wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego.The subject of the invention is a tool for the simultaneous plastic shaping of ball-type products by the transverse rolling method.
Dotychczas znanych jest szereg narzędzi stosowanych do walcowania poprzecznego. Do najczęściej spotykanych zalicza się narzędzie w kształcie pojedynczego klina, mające trzy podstawowe strefy to jest: wejściową, gdzie klin wcina się w materiał na wymaganą głębokość; kształtowania, w której redukcja przekroju poprzecznego rozwijana jest na wymaganą szerokość walcowania; kalibrowania, gdzie następuje usunięcie owalizacji przekroju poprzecznego oraz skrzywień powstałych we wcześniejszych fazach kształtowania. Znane są narzędzia, które składają się z kilku klinów działających na materiał równocześnie - narzędzie jest krótsze, ale występują większe siły kształtowania - lub kolejno - narzędzie jest dłuższe, a siły kształtowania mniejsze. Cechą charakterystyczną narzędzi stosowanych do walcowania poprzeczno-klinowego jest to, że umożliwiają one kształtowanie wyrobów przez redukcję przekroju poprzecznego półwyrobu - wsadu. Narzędzia te montowane są na płaskich płytach lub walcach walcarek. Szczegółowo, wymienione narzędzia klinowe wraz z metodyką ich projektowania, opisane są w monografii: Pater Z., Gontarz A, Weroński W. „Wybrane zagadnienia z teorii i technologii walcowania poprzeczno-klinowego”, Lubelskie Towarzystwo Naukowe, Lublin 2001 r.A number of tools used for cross rolling are known to date. The most common is a single wedge-shaped tool with three main zones: entry, where the wedge cuts into the material to the required depth; shaping, in which the reduction of the cross-section is developed to the required rolling width; calibration, where the ovalization of the cross-section and the distortions arising in the earlier stages of shaping are removed. Tools are known which consist of several wedges acting on the material simultaneously - the tool is shorter, but the shaping forces are greater - or successively - the tool is longer and the shaping forces are lower. A characteristic feature of the tools used for cross-wedge rolling is that they enable the shaping of products by reducing the cross-section of the workpiece - charge. These tools are mounted on flat plates or rolls of rolling mills. The above-mentioned wedge tools together with the methodology of their design are described in detail in the monograph: Pater Z., Gontarz A, Weroński W. "Selected issues in the theory and technology of cross-wedge rolling", Lublin Scientific Society, Lublin 2001.
Znane jest również rozwiązanie narzędzia poprzecznego - opisane w książce Pater Z. Walcowanie poprzeczno-klinowe, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009 r. - umożliwiającego kształtowanie czterech kul. Składa się ono z dwóch części klina kształtującego i wkładki rozcinającej. Klin kształtujący ma typowy kształt, w którym wykonano wzdłużnie równoległe rowki klinowe o zarysie poprzecznym kołowym, które oddalone są od siebie na odległość mniejszą od średnicy wykonywanej kuli. W wyniku działania klina kształtującego otrzymywane są kule połączone łącznikami walcowymi o średnicy wynoszącej około połowy średnicy kuli. Rozcięcie ukształtowanych kul realizowane jest za pomocą wkładki rozcinającej, której działanie powoduje przekształcenie łączników w brakujące części kul. Charakterystyczne jest, że w trakcie rozcinania kule rozsuwane są na boki przez rowki, które w tej części narzędzia są pod kątem do kierunku walcowania - przemieszczania narzędzia klinowego.There is also a known solution of the transverse tool - described in the book by Pater Z. Cross-wedge rolling, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009 - enabling the shaping of four spheres. It consists of two parts, a shaping wedge and a cutting insert. The shaping wedge has a typical shape with longitudinally parallel wedge grooves with a circular transverse profile, which are spaced from each other by a distance smaller than the diameter of the ball to be made. The shaping wedge produces balls connected by cylindrical connectors with a diameter of approximately half the diameter of the sphere. The cutting of the shaped spheres is performed by means of a cutting insert, the operation of which transforms the connectors into the missing parts of the spheres. It is characteristic that during cutting, the balls are moved to the sides through the grooves, which in this part of the tool are at an angle to the rolling direction - the movement of the wedge tool.
Istotą narzędzia do kształtowania plastycznego wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego jest to, że składa się z płaskiej podstawy, na której umieszczone są wzdłużnie, równolegle do siebie w stałej odległości większej od średnicy kształtowanej kuli występy o wklęsłych powierzchniach roboczych, które tworzą parami wykroje o zarysie walcowanej kuli, przy czym występy stopniowo zwiększają swoją wysokość na długości kształtowania, następnie występy posiadają zarys stały na długości kalibrowania, zaś na długości wyjściowej posiadają stopniowo zwiększający się promień zarysu powierzchni roboczej, co umożliwia łagodne wyjścia odwalcowanej kuli z wykroju. Występy mogą być umieszczone na podstawie w kształcie walca.The essence of the tool for plastic shaping of ball-type products by the transverse rolling method is that it consists of a flat base on which are placed longitudinally, parallel to each other at a constant distance greater than the diameter of the shaped sphere, projections with concave working surfaces, which form pairs of blanks with a contour rolled ball, the projections gradually increasing their height along the forming length, then the projections have a constant contour along the calibration length, and at the initial length they have a gradually increasing radius of the outline of the working surface, which allows the rolled ball to come out smoothly from the blank. The projections may be placed on a cylindrical base.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na jednoczesne kształtowanie wielu kul, których średnica jest większa od średnicy półfabrykatu - wsadu. Dzięki zastosowaniu wynalazku zwiększa się wydajność walcowania kul w stosunku do uzyskiwanej przy wytwarzaniu narzędziami obecnie znanymi. Wynalazek jest uniwersalny i może być stosowany do wszystkich metali i stopów przeznaczonych do obróbki plastycznej.The advantageous effect of the invention is that it allows the simultaneous shaping of a plurality of spheres, the diameter of which is greater than that of the blank - charge. Due to the application of the invention, the ball rolling efficiency is increased in relation to that obtained with the use of currently known tools. The invention is universal and can be applied to all metals and alloys intended for forming.
Narzędzie do równoczesnego kształtowania plastycznego wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego, zostało przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia narzędzie wykonane jako płaskie, fig. 2 - rzut izometryczny narzędzia walcowego, fig. 2a - widok z przodu narzędzia walcowego, a fig. 2b - widok z góry narzędzia walcowego.A tool for the simultaneous plastic forming of ball-type products by the cross-rolling method is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a tool made as flat, Fig. 2 - isometric view of a cylindrical tool, Fig. 2a - front view of a cylindrical tool, and Fig. 2b is a top view of a cylindrical tool.
Narzędzie do równoczesnego kształtowania plastycznego wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego składa się z płaskiej podstawy 1, na której umieszczone są wzdłużnie, równolegle do siebie w odległości L większej od średnicy D kształtowanej kuli 4 występy 2 o wklęsłych powierzchniach roboczych, które tworzą parami wykroje 3 o zarysie walcowanej kuli 4, przy czym występy stopniowo zwiększają swoją wysokość na długości Lk kształtowania, następnie występy 2 posiadają zarys stały na długości Lkal kalibrowania, zaś na długości Lw wyjściowej posiadają stopniowo zwiększający się promień zarysu powierzchni roboczej, co umożliwia łagodne wyjścia odwalcowanej kuli 4 z wykroju 3. Narzędzie charakteryzuje się tym, że występy 2 zostały umieszczone na podstawie w kształcie walca 1.A tool for the simultaneous plastic forming of ball-type products by the transverse rolling method consists of a flat base 1 on which are placed longitudinally, parallel to each other at a distance L greater than the diameter D of the shaped sphere 4 projections 2 with concave working surfaces, which form pairs of blanks 3 outline rolled ball 4, wherein the protrusions gradually increasing in height over the length Lk forming, then the projections 2 have comp constant over the length was weeping calibration, and the length L of output from a gradually increasing radius of the contour of the work surface, which allows smooth starting odwalcowanej ball 4 from the blank 3. The tool is characterized in that the projections 2 are placed on a cylindrical base 1.