PL221678B1 - Sposób walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami stożkowymi - Google Patents

Description

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

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 sk ośnego. W czasie jednego obrotu walców uzyskuje się jedną kulę. W trakcie jednej minuty otrzymuje się 160 kul o średnicy około φ 30 mm lub 40 kul o średnicy około φ 120 mm. Kule walcowane są w walcarkach skośnych wyposażonych w dwa walce z naciętymi po linii śrubowej pojedynczymi bru zdami, 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 wa lcowania 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 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 stożkowymi jest to, że półfabrykat w kształcie odcinka pręta o średnicy mniejszej od średnicy kształtowanej kuli umieszcza się pomiędzy dwiema jednakowymi prowadnicami oraz pomiędzy górną tarczą stożkową oraz dolna tarczą stożkową, na powierzchni których znajdują się występy spiralne, przy czym osie górnej tarczy stożkowej oraz dolnej tarczy stożkowej nachylone są pod stałym i jednakowym kątem nachylenia narzędzi w stosunku do osi półfabrykatu, następnie wprawia się w ruch obrotowy górną tarczę stożkową i dolną tarczę stożkową ze stałą prędkością w przeciwnych do siebie kierunkach, po czym uruchamia się ruch postępowy popychacza i przemieszcza się półfabrykat ze stałą prędk ością w prowadnicach w kierunku przestrzeni roboczej utworzonej przez występy spiralne, przy czym prędkość przemieszczania są półfabrykatu równa jest skokowi występów spiralnych umieszczonych na powierzchniach roboczych górnej tarczy stożkowej oraz dolnej tarczy stożkowej, następnie w wyn iku oddziaływania stożkowych powierzchni umieszczonych centralnie w osiach górnej tarczy stożkowej oraz dolnej tarczy stożkowej, wprawia się półfabrykat w ruch obrotowy ze stałą prędkością, następnie 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 walcowanej kuli kształtuje się w kulę, przy czym kąt pochylenia tworzących powierzchni stożkowych równy jest katowi nachylenia osi górnej tarczy stożkowej oraz dolnej tarczy stożkowej w stosunku do osi półfabrykatu, zaś w wyniku oddziaływania noży rozcinających, umieszczonych na ostatnich zwojach występów spiralnych oddziela się całkowicie ukształtowaną kulę od półfabrykatu.

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 ukształtowaniu struktury. Dokładność walcowanych według sposobu kul jest znacznie większa w st oPL 221 678 B1 sunku 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 przekrój cząstkowy izometryczny narzędzi i półfabrykatu w początkowym etapie walcowania, fig. 2 - widok narzędzi z przodu w początkowym etapie walcownia, fig. 3 - przekrój A-A poprowadzony wzdłuż osi tarcz i półfabrykatu w początkowym etapie procesu walcowania, fig. 4 - przekrój cząstkowy izometryczny narzędzi, półfabrykatu i ukształtowanych kul w końcowym etapie walcowania, zaś fig. 5 - przekrój B-B poprowadzony wzdłuż osi tarcz, półfabrykatu i ukształtowanych kul w końcowym etapie procesu walcowania.

Sposób walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami stożkowymi polega na tym, że półfabrykat 5 w kształcie odcinka pręta o średnicy do mniejszej od średnicy Dk kształtowanej kuli 12 umieszcza się pomiędzy dwiema jednakowymi prowadnicami 3a i 3b oraz pomiędzy górną tarczą 1 stożkową oraz dolna tarczą 2 stożkową, na powierzchni których znajdują się występy 8a, 8b, 9a i 9b spiralne. Osie górnej tarczy 1 stożkowej oraz dolnej tarczy 2 stożkowej nachylone są pod stałym i jednakowym kątem γ1 nachylenia narzędzi w stosunku do osi półfabrykatu 5. Następnie wprawia się w ruch obrotowy górną tarczę 1 stożkową i dolna tarczę 2 stożkową ze stałą prędkością n-_ w przeciwnych do siebie kierunkach. Po czym uruchamia się ruch postępowy popychacza 4 i przemieszcza się półfabrykat 5 ze stałą prędkością V w prowadnicach 3a i 3b w kierunku przestrzeni roboczej utworzonej przez występy 8a, 8b, 9a i 9b spiralne. Przy czym prędkość V przemieszczania są półfabrykatu 5 równa jest skokowi występów 8a, 8b, 9a i 9b spiralnych umieszczonych na powierzchniach roboczych górnej tarczy 1 stożkowej oraz dolnej tarczy 2 stożkowej. Następnie w wyniku oddziaływania stożkowych powierzchni 6 i 7 umieszczonych centralnie w osiach górnej tarczy 1 stożkowej oraz dolnej tarczy 2 stożkowej, wprawia się półfabrykat 5 w ruch obrotowy ze stałą prędkością n₂. Następnie zagłębia się występy 8a i 9a spiralne o klinowych powierzchniach bocznych w półfabrykat 5 i oddziela się od półfabrykatu 5 objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli 12. przy czym kąt a pochylenia klinowych powierzchni bocznych występów 8a i 9a spiralnych jest stały. Następnie w wyniku oddziaływania występów 8b i 9b spiralnych o wklęsłych powierzchniach bocznych o promieniu R równym promieniowi walcowanej kuli 12 kształtuje się w kulę 12, przy czym kąt pochylenia tworzących powierzchni stożkowych 6 i 7 równy jest katowi nachylenia osi górnej tarczy 1 stożkowej oraz dolnej tarczy 2 stożkowej w stosunku do osi półfabrykatu 5. W wyniku oddziaływania noży 10 i 11 rozcinających, umieszczonych na ostatnich zwojach występów 8b i 9b spiralnych oddziela się całkowicie ukształtowaną kulę 12 od półfabrykatu 5.

Claims (1)

1. Sposób walcowania wyrobów typu kula, zwłaszcza w wykroju spiralnym dwoma dyskami stożkowymi, znamienny tym, że półfabrykat (5) w kształcie odcinka pręta o średnicy (do) mniejszej od średnicy (D) kształtowanej kuli (12) umieszcza się pomiędzy dwiema jednakowymi prowadnicami (3a) i (3b) oraz pomiędzy górną tarczą (1) stożkową oraz dolna tarczą (2) stożkową, na powierzchni których znajdują się występy (8a), (8b), (9a) i (9b) spiralne, przy czym osie górnej tarczy £1) stożkowej oraz dolnej tarczy (2) stożkowej nachylone są pod stałym i jednakowym kątem nachylenia narzędzi w stosunku do osi półfabrykatu (5), następnie wprawia się w ruch obrotowy górną tarczę (1) stożkową i dolna tarczę (2) stożkową ze stałą prędkością (m) w przeciwnych do siebie kierunkach, po czym uruchamia się ruch postępowy popychacza (4) i przemieszcza się półfabrykat (5) ze stałą prędkością (V) w prowadnicach (3a) i (3b) w kierunku przestrzeni roboczej utworzonej przez występy (8a), (8b), (9a) i (9b) spiralne, przy czym prędkość (V) przemieszczania są półfabrykatu (5) równa jest skokowi występów (8a), (8b), (9a) i (9b) spiralnych umieszczonych na powierzchniach roboczych górnej tarczy (1) stożkowej oraz dolnej tarczy (2) stożkowej, następnie w wyniku oddziaływania stożkowych powierzchni (6) i (7) umieszczonych centralnie w osiach górnej tarczy (1) stożkowej oraz dolnej tarczy (2) stożkowej, wprawia się półfabrykat (5) w ruch obrotowy ze stałą prędkością (n₂), następnie zagłębia się występy (8a) i (9a) spiralne o klinowych powierzchniach bocznych w półfabrykat (5) i oddziela się od półfabrykatu (5) objętość materiału równą objętości kształtowanej kuli (12), po czym w wyniku oddziaływania występów (8b) i (9b) spiralnych o wklęsłych powierzchniach bocznych o promieniu (R) równym promieniowi walcowanej kuli (12) kształtuje się w kulę (12), przy czym kąt (γ₂) pochylenia tworzących po4

   PL 221 678 B1 wierzchni (6) i (7) stożkowych równy jest katowi nachylenia osi górnej tarczy (1) stożkowej oraz dolnej tarczy (2) stożkowej w stosunku do osi półfabrykatu (5), zaś w wyniku oddziaływania noży (10) i (11) rozcinających, umieszczonych na ostatnich zwojach występów (8b) i (9b) spiralnych oddziela się całkowicie ukształtowaną kulę (12) od półfabrykatu (5).