PL221636B1 - Sposób walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami.

Dotychczas znanych i stosowanych jest szereg metod wytwarzania kul, które wykorzystuje się w młynach kulowych lub łożyskach tocznych. Do najczęściej spotykanych zalicza się odlewanie, kucie matrycowe oraz walcowanie. Kule odlewa się ze stali zlewnej odlewanej 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 otrzymuje się 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 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 autorstwa Dobrucki W. „Zarys obróbki plastycznej metali”, Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1975 r.

Znany jest również sposób walcowania poprzeczno-klinowego czterech kul opisany w książce autorstwa 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 poprzec znym 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 to, 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.

Istotą sposobu walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami jest to, że półfabrykat w kształcie odcinka pręta o średnicy mniejszej od średnicy kształtowanej kuli umieszcza się w tulei prowadzącej, następnie wprawia się w ruch obrotowy tarczę dolną i tarczę górną ze stałą prędkością w przeciwnych do siebie kierunkach, po czym przesuwa się półfabrykat ze stałą prędkością w tulei prowadzącej pomiędzy tarczą dolną i tarczą górną o osiach prostopadłych do osi półfabrykatu, przy czym prędkość przemieszczania się półfabrykatu równa jest skokowi występów spiralnych umieszczonych na powierzchniach roboczych tarczy dolnej i tarczy górnej, następnie wprawia się półfabrykat w ruch obrotowy ze stałą prędkością i zagłębia się występy spiralne o klinowych powierzchniach bocznych w półfabrykat i oddziela się od półfabrykatu objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli, po czym w wyniku oddziaływania występów spiralnych o wklęsłych powierzchniach bocznych o promieniu równym promieniowi kuli kształtuje się w kulę, zaś przy użyciu noży umieszczonych na końcowych występach spiralnych oddziela się całkowicie ukształtowaną kulę od półfabrykatu. Na obwodzie tarczy dolnej i tarczy górnej, znajdują się rozmieszczone symetrycznie trzy jednakowe tuleje prowadzące, w których umieszcza się trzy jednakowe półfabrykaty w kształcie odcinka pręta, przy czym na tarczy dolnej i tarczy górnej znajdują się trójzwojne występy spiralne, zaś przemieszczająca się obrotowo tarcza dolna i tarcza górna oraz poprzez jednoczesne przesuwanie się trzech półfabrykatów ze stałą prędkością w kierunku osi tarczy dolnej i tarczy górnej, kształtuje się jednocześnie trzy kule. Na obwodzie tarczy dolnej i tarczy górnej znajduje się od jednej do dziesięciu jednakowych tulei prowadzących.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na plastyczne kształtowanie kul bezpośrednio z półfabrykatu w kształcie pręta, dzięki czemu eliminuje się operację cięcia półfabrykatu. Dodatkowo poprawiają się własności wytrzymałościowe tak wytwarzanych kul dzięki korzystnemu

PL 221 636 B1 ukształtowaniu struktury. Dokładność walcowanych według sposobu kul jest znacznie większa w stosunku do uzyskiwanej w procesach kucia. Wynalazek zwiększa również wydajność wytwarzania kul w stosunku do uzyskiwanej w procesach kucia matrycowego i odlewania. Sposób ten 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 z góry tarcz wraz z półfabrykatem w początkowym etapie procesu walcowania, fig. 2 przekrój A-A poprowadzony wzdłuż osi tarcz i półfabrykatu w początkowym etapie procesu walcowania, fig. 3 - przekrój cząstkowy izometryczny tarczy i półfabrykatu w początkowym etapie walcowania, fig. 4 - widok z góry tarcz, półfabrykatu i ukształtowanych kul w końcowym etapie procesu walcowania, fig. 5 - przekrój B-B poprowadzony wzdłuż osi tarcz i półfabrykatu w końcowym etapie walcowania, fig. 6 - przekrój cząstkowy izometryczny tarczy, półfabrykatu i ukształtowanych kul w końcowym etapie walcowania, zaś fig. 7 - przekrój cząstkowy izometryczny końcowego etapu kształtowania kul w wykrojach wielozwojnych.

Sposób walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami polega na tym, że półfabrykat 6 w kształcie odcinka pręta o średnicy d mniejszej od średnicy Dk kształtowanej kuli 10 umieszcza się w tulei 5 prowadzącej, następnie wprawia się w ruch obrotowy tarczę 1 dolną i tarczę 2 górną ze stałą prędkością n₂ w przeciwnych do siebie kierunkach, po czym przesuwa się półfabrykat 6 ze stałą prędkością V w tulei 5 prowadzącej pomiędzy tarczą 1 dolną i tarczą 2 górną o osiach prostopadłych do osi półfabrykatu 6. Prędkość V przemieszczania się półfabrykatu 6 równa jest skokowi występów 3a, 3b, 3c i 4a, (4b), 4c spiralnych umieszczonych na powierzchniach roboczych tarczy 1 dolnej i tarczy 2 górnej. Następnie wprawia się półfabrykat 6 w ruch obrotowy ze stałą prędkością n₂ i zagłębia się występy 3a i 4a spiralne o klinowych powierzchniach 7a, 7b i 8a, 8b bocznych w półfabrykat 6 i oddziela się od półfabrykatu 6 objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli 10. Po czym w wyniku oddziaływania występów 3b i 4b spiralnych o wklęsłych powierzchniach 11a, 11b, 12a i 12b bocznych o promieniu R równym promieniowi kuli 10 kształtuje się w kulę 10. Przy użyciu noży 9a i 9b umieszczonych na końcowych występach 3c i 4c spiralnych oddziela się całkowicie ukształtowaną kulę 10 od półfabrykatu 6. Na obwodzie tarczy 1 dolnej i tarczy 2 górnej, znajdują się rozmieszczone symetrycznie trzy jednakowe tuleje 5a, 5b i 5c prowadzące, w których umieszcza się trzy jednakowe półfabrykaty 6a, 6b i 6c w kształcie odcinka pręta, przy czym na tarczy 1 dolnej i tarczy 2 górnej znajdują się trójzwojne występy 3a, 3b, 3c i 4a, 4b, 4c spiralne, zaś przemieszczająca się obrotowo tarcza 1 dolna i tarcza 2 górna oraz poprzez jednoczesne przesuwanie się trzech półfabrykatów 6a, 6b i 6c ze stałą prędkością V w kierunku osi tarczy 1 dolnej i tarczy 2 górnej, kształtuje się jednocześnie trzy kule 10. Na obwodzie tarczy 1 dolnej i tarczy 2 górnej znajduje się od jednej do dziesięciu jednakowych tulei 5 prowadzących.

Claims (3)

1. Sposób walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami, znamienny tym, że półfabrykat (6) w kształcie odcinka pręta o średnicy (d) mniejszej od średnicy (Dk) kształtowanej kuli (10) umieszcza się w tulei (5) prowadzącej, następnie wprawia się w ruch obrotowy tarczę (1) dolną i tarczę (2) górną ze stałą prędkością (n1) w przeciwnych do siebie kierunkach, po czym przesuwa się półfabrykat (6) ze stałą prędkością (V) w tulei (5) prowadzącej pomiędzy tarczą (1) dolną i tarczą (2) górną o osiach prostopadłych do osi półfabrykatu (6), przy czym prędkość (V) przemieszczania są półfabrykatu (6) równa jest skokowi występów (3a), (3b), (3c) i (4a), (4b), (4c) spiralnych umieszczonych na powierzchniach roboczych tarczy (1) dolnej i tarczy (2) górnej, następnie wprawia się półfabrykat (6) w ruch obrotowy ze stałą prędkością (n) i zagłębia się występy (3a) i (4a) spiralne o klinowych powierzchniach (7a), (7b) i (8a), (8b) bocznych w półfabrykat (6) i oddziela się od półfabrykatu (6) objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli (10), po czym w wyniku oddziaływania występów (3b) i (4b) spiralnych o wklęsłych powierzchniach (11a), (11b), (12a) i (12b) bocznych o promieniu (R) równym promieniowi kuli (10) kształtuje się w kulę (10), zaś przy użyciu noży (9a) i (9b) umieszczonych na końcowych występach (3c) i (4c) spiralnych oddziela się całkowicie ukształtowaną kulę (10) od półfabrykatu (6).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na obwodzie tarczy (1) dolnej i tarczy (2) górnej, znajdują się rozmieszczone symetrycznie trzy jednakowe tuleje (5a), (5b) i (5c) prowadzące, w których umieszcza się trzy jednakowe półfabrykaty (6a), (6b) i (6c) w kształcie odcinka pręta, przy

PL 221 636 B1 czym na tarczy (1) dolnej i tarczy (2) górnej znajdują się trójzwojne występy (3a), (3b), (3c) i (4a), (4b), (4c) spiralne, zaś przemieszczająca się obrotowo tarcza (1) dolna i tarcza (2) górna oraz poprzez jednoczesne przesuwanie się trzech półfabrykatów (6a), (6b) i (6c) ze stałą prędkością (V) w kierunku osi tarczy (1) dolnej i tarczy (2) górnej, kształtuje się jednocześnie trzy kule (10).

3. Sposób według zastrz. 1 i 2 znamienny tym, że na obwodzie tarczy (1) dolnej i tarczy (2) górnej znajduje się od jednej do dziesięciu jednakowych tulei (5) prowadzących.