PL219481B1 - Sposób plastycznego kształtowania wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego dwoma tarczami w układzie pojedynczym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób plastycznego kształtowania wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego dwoma tarczami w układzie pojedynczym.

Dotychczas znanych jest szereg metod wytwarzania kul, wykorzystywanych później w młynach kulowych lub łożyskach tocznych. Do najczęściej spotykanych zalicza się odlewanie, kucie matrycowe lub walcowanie. Kule odlewane są ze stali zlewnej do form trwałych wykonanych z metalu, tak zwanych kokili. Kucie matrycowe kul realizowane jest na ogół na prasach ciernych, z wykorzystaniem materiału wsadowego w postaci prętów ze stali o zwiększonej zawartości węgla i manganu. Bezpośrednio po procesie kucia na prasach mimośrodowych wykonuje się okrawanie wypływki. Największą wydajność przy wytwarzaniu kul uzyskuje się stosując proces walcowania skośnego. W czasie jednego obrotu walców uzyskuje się jedną kulę. W trakcie jednej minuty można otrzymać nawet 160 kul o średnicy około 0 30 mm lub 40 kul o średnicy około 0 120 mm. Kule walcowane są w walcarkach skośnych wyposażonych w dwa walce z naciętymi po linii śrubowej pojedynczymi bruzdami, na długości wynoszącej na ogół 3,5 zwoju. Osie walców są nachylone ukośnie względem osi materiału wsadowego - pręta, zwykle pod kątem od 3° do 7°. Podczas walcowania walce obracają się w tym samym kierunku, materiał zaś obraca się w przeciwnym kierunku. Aby otrzymać dobre wyniki walcowania, średnica wsadu powinna wynosić około 0,97 średnicy gotowych kul. Średnica walców jest 5 + 6 razy większa od średnicy kul. Informacje na temat walcowania skośnego kul przedstawione są w książce: Dobrucki W. „Zarys obróbki plastycznej metali”, Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1975 r.

Znany jest również sposób walcowania poprzeczno-klinowego czterech kul opisany w książce Pater Z. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009 r. Polega on na zastosowaniu dwóch płaskich narzędzi, które przemieszczając się przeciwnie kształtują kule z wsadu w postaci pręta, którego średnica jest równa średnicy kuli. Narzędzia stosowane do walcowania składają się 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 rozmieszczone są pod kątem do kierunku walcowania - przemieszczania narzędzia klinowego.

Znany jest również sposób równoczesnego kształtowania plastycznego wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego dwoma walcami, opisany w zgłoszeniu patentowym nr P.394738, który polega na równoczesnym kształtowaniu kilku kul z odcinka pręta między obracającymi się walcami, na obwodzie których umieszczone są klinowe występy. Ta metoda ze względu na moce stosowanych walcarek może być stosowana jednak do wytwarzania kul o stosunkowo niewielkich średnicach - do 50 mm.

Istotą sposobu plastycznego kształtowan ia wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego dwoma tarczami w układzie pojedynczym jest to, że półfabrykat w kształcie odcinka pręta o średnicy mniejszej od średnicy kształtowanej kuli wprowadza się do zderzaka sprężystego o sferycznej powierzchni wewnętrznej między dwie nieruchome prowadnice oraz dwie jednakowe tarcze, o osiach równoległych do osi półfabrykatu, które na obwodzie posiadają występy pierścieniowe, rozdzielające powierzchnie robocze o kształcie odpowiadającym połowie kuli, przy czym w strefie roboczej - wcinania występy posiadają kształt klinów o powierzchniach bocznych, następnie tarcze wprawia się w ruch obrotowy w tym samym kierunku, z taką samą prędkością, w wyniku ruchu obrotowego dwóch tarcz, wgłębia się klinowe powierzchnie boczne występów pierścieniowych w półfabrykat i wprawia się półfabrykat w ruch obrotowy, po czym w wyniku oddziaływania powierzchni roboczych umieszczonych na tarczach za strefą wcinania, kształtuje się dwie powierzchnie sferyczne od strony półfabrykatu oraz od strony kuli, zaś w skutek oddziaływania występów pierścieniowych redukuje się średnicę półfabrykatu, a następnie odcina się od półfabrykatu objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli, przy czym odciętą objętość materiału dociska się do powierzchni roboczych tarcz za pomocą zderzaka sprężystego z wewnętrzną powierzchnią sferyczną i kształtuje się kulę. Sposób realizowany jest w układzie, w którym występy pierścieniowe w strefie wcinania posiadają stałą szerokość i wznoszą się po spirali Archimedesa.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na kształtowanie kul o dużych średnicach powyżej 50 mm bezpośrednio z pręta, którego długość nie jest uzależniona od wymiarów przestrzeni

PL 219 481 B1 roboczej maszyny. Pojedyncze walcowanie kul pozwala na znaczne zmniejszenie mocy stosowanych walcarek. Dzięki zastosowaniu wynalazku zwiększa się wydajność wytwarzania kul w stosunku do uzyskiwanej w procesach kucia matrycowego i odlewania. Kolejnym korzystnym skutkiem wynalazku jest prostota kształtu wykorzystywanych narzędzi, przekładająca się na łatwą ich regenerację metodami szlifowania. Wynalazek jest uniwersalny i może być stosowany do wszystkich metali i stopów przeznaczonych do obróbki plastycznej.

Wynalazek, został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok tarcz i wsadu z przodu w początkowym etapie procesu walcowania, fig. 1a - rzut z góry tarcz i wsadu w początkowym etapie procesu walcowania, fig. 2 - widok z przodu tarcz i ukształtowanej kuli w końcowym etapie procesu walcowania, zaś fig. 2a - rzut z góry tarcz i ukształtowanej kuli w końcowym etapie procesu walcowania.

Sposób plastycznego kształtowania wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego dwoma tarczami w układzie pojedynczym, po lega na tym, że półfabrykat 1 w kształcie odcinka pręta o średnicy mniejszej od średnicy kształtowanej kuli 11 wprowadza się do zderzaka 5 sprężystego o sferycznej powierzchni wewnętrznej między dwie nieruchome prowadnice 3 i 4 oraz dwie jednakowe tarcze 2a i 2b, o osiach równoległych do osi półfabrykatu 1, które na obwodzie posiadają występy 6 i 7 pierścieniowe, rozdzielające powierzchnie 8a i 8b oraz 9a i 9b robocze o kształcie odpowiadającym połowie kuli 11. W strefie wcinania występy 6 i 7 posiadają kształt klinów o powierzchniach bocznych 10a i 10b. Następnie tarcze 2a i 2b wprawiane są w ruch obrotowy w tym samym kierunku, z taką samą prędkością n. W wyniku ruchu obrotowego dwóch tarcz 2a i 2b, wgłębia się klinowe powierzchnie boczne (10a) oraz (10b) występów 6 i 7 pierścieniowych w półfabrykat 1, wprawiając półfabrykat i w ruch obrotowy. Po czym w wyniku oddziaływania p owierzchni 8a i 8b oraz 9a i 9b roboczych umieszczonych na tarczach 2a i 2b za strefą wcinania, kształtowane są dwie powierzchnie sferyczne od strony półfabrykatu 1 oraz od strony kuli 11, zaś w skutek oddziaływania występów 6 i 7 pierścieniowych redukuje się średnicę półfabrykatu 1, a następnie odcina się od półfabrykatu 1 objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli 11, przy czym odcięta objętość materiału dociskana jest do powierzchni 8b i 9b roboczych tarcz 2a i 2b za pomocą zderzaka 5 sprężystego z wewnętrzną powierzchnią sferyczną i kształtowana jest kula 11. Sposób realizowany jest w układzie, w którym występy 6 i 7 pierścieniowe w strefie wcinania posiadają stałą szerokość i wznoszą się po spirali Archimedesa.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób plastycznego kształtowania wyrobów typu kula metodą walcowania poprzecznego dwoma tarczami w układzie pojedynczym, znamienny tym, że półfabrykat (1) w kształcie odcinka pręta o średnicy mniejszej od średnicy kształtowanej kuli (11) wprowadza się do zderzaka (5) sprężystego o sferycznej powierzchni wewnętrznej między dwie nieruchome prowadnice (3) i (4) oraz dwie jednakowe tarcze (2a) i (2b), o osiach równoległych do osi półfabrykatu (1), które na obwodzie posiadają występy (6) i (7) pierścieniowe, rozdzielające powierzchnie (8a) i (8b) oraz (9a) i (9b) robocze o kształcie odpowiadającym połowie kuli (11), przy czym w strefie roboczej - wcinania występy (6) i (7) posiadają kształt klinów o powierzchniach (10a) i (10b) bocznych, następnie tarcze (2a) i (2b) wprawia się w ruch obrotowy w tym samym kierunku, z taką samą prędkością (n), w wyniku ruchu obrotowego dwóch tarcz (2a) i (2b), wgłębia się klinowe powierzchnie (10a) oraz (10b) boczne występów (6) i (7) pierścieniowych w półfabrykat (!) i wprawia się półfabrykat (1) w ruch obrotowy, po czym w wyniku oddziaływania powierzchni (8a) i (8b) oraz (9a) i (9b) roboczych umieszczonych na tarczach (2a) i (2b) za strefą wcinania, kształtuje się dwie powierzchnie sferyczne od strony półfabrykatu (1) oraz od strony kuli (11), zaś w skutek oddziaływania występów (6) i (7) pierścieniowych redukuje się średnicę półfabrykatu (1), a następnie odcina się od półfabrykatu (1) objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli (11) przy czym odciętą objętość materiału dociska się do powierzchni (8b) i (9b) roboczych tarcz (2a) i (2b) za pomocą zderzaka (5) sprężystego z wewnętrzną powierzchnią sferyczną i kształtuje się kulę (11).
2. 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że sposób realizowany jest w układzie, w którym występy (6) i (7) pierścieniowe w strefie wcinania posiadają stałą szerokość i wznoszą się po spirali Archimedesa.