PL226765B1 - Sposób iurzadzenie dowalcowania poprzecznego narzedziami płaskimi - Google Patents

Abstract

Sposób walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złomowanych szyn charakteryzuje się tym, że półfabrykat (12) w kształcie odcinka główki złomowanej szyny umieszcza się w przestrzeni wejściowej między górnym narzędziem (5) płaskim i dolnym narzędziem (6) płaskim, następnie wprawia się w ruch postępowy suwak (3) ze stałą prędkością (V), i przemieszcza się suwak (3) wraz z dolnym narzędziem (6) płaskim, umieszczonym na górnej powierzchni suwaka (3) w kierunku górnego narzędzia (5) płaskiego, umieszczonego na nieruchomej płycie (2) górnej, po czym wcina się klinowe powierzchnie (9b) robocze, które umieszczone są na górnym narzędziu (5) płaskim oraz dolnym narzędziu (6) płaskim w półfabrykat (12) i wprawia się półfabrykat (12) w ruch obrotowy, oraz jednocześnie kształtuje się w środkowej części półfabrykatu (12) cylindryczne przewężenie, na które następnie oddziaływuje się klinowymi powierzchniami (9b) roboczymi i walcuje się pręt o średnicy zbliżonej do średnicy kuli, następnie zatrzymuje się suwak (3) po zajęciu przez niego położenia końcowego i przemieszcza się do dołu odwalcowany pręt do położenia w przestrzeni wejściowej między dolnym narzędziem (7) klinowym, umieszczonym na stałej płycie (1) oraz górnym narzędziem (8) klinowym.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złomowanych szyn.

Dotychczas znanych i stosowanych jest szereg metod wytwarzania odkuwek w kształcie kul, które wykorzystuje się, jako półfabrykaty łożysk tocznych oraz mielniki w młynach kulowych. Do najczęściej spotykanych metod zalicza się kucie matrycowe na kuźniarkach, kucie matrycowe na prasach kuźniczych oraz walcowanie w walcarkach poprzecznych i skośnych. Kucie matrycowe odkuwek kul o mniejszych średnicach realizowane jest na kuźniarkach. W procesie wykorzystuje się materiał wsadowy w postaci stalowych prętów, o średnicach mniejszych od wymiaru kształtowanych odkuwek. Szczegółowo proces kucia odkuwek kul na kuźniarkach przedstawiono w książce autorstwa Luty W. „Metaloznawstwo i obróbka cieplna stali łożyskowych”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980 r. Kuźniarki konstrukcyjnie zbliżone są do pras mechanicznych o korbowym układzie napędowym umieszczonym poziomo, które posiadają dwa suwaki, poruszające się względem siebie pod kątem prostym. Stosowane są najczęściej do spęczania oraz kucia odkuwek w kształcie brył obrotowych z półfabrykatów w postaci prętów i rur.

W trakcie kształtowania odkuwek na kuźniarkach półfabrykat jest zaciskany w suwaku zaciskającym, natomiast narzędzia powodujące odkształcenie materiału przemieszczają się wraz z suwakiem głównym w płaszczyźnie poziomej.

Odkuwki kul o większych średnicach kształtuje się matrycowo na ogół na prasach śrubowych z napędem ciernym, wykorzystując materiał wsadowy w postaci prętów o przekroju kołowym ze stali o zwiększonej zawartości węgla i manganu. Bezpośrednio po procesie kucia wykonuje się okrawanie wypływki na prasach mimośrodowych. Największą wydajność przy wytwarzaniu kul uzyskuje się stosując proces walcowania skośnego. Szczegółowo proces walcowania skośnego kul opisano w książce autorstwa Dobrucki W. „Zarys obróbki plastycznej metali”, Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1975 r. 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. W procesach walcowania skośnego kul wykorzystuje się półfabrykaty w kształcie prętów o przekroju kołowym.

Znany jest sposób walcowania poprzecznego kul, zwłaszcza z główek złomowanych szyn, który opisano w polskim patencie nr PL 215 439, który umożliwia jednoczesne kształtowanie od kilku do kilkunastu kul między przemieszczającymi się w przeciwnych kierunkach narzędziami w kształcie płyt. W procesie wykorzystuje się narzędzia w kształcie płaskich płyt, równoległych do siebie i przemieszczających się w przeciwnych kierunkach. Na powierzchniach płyt umieszczone są robocze występy klinowe. Narzędzia składają się z dwóch podstawowych stref: wstępnego kształtowania półfabrykatu oraz właściwego walcowania kul. W pierwszej strefie narzędzia mają kształt płaskich klinów, których zadaniem jest wstępne przygotowanie półfabrykatu w wyniku przekształcenia nieregularnego kształtu główki szyny w pręty o zarysie kołowym. W drugiej strefie narzędzi na powierzchniach roboczych płyt umieszczone są wzdłużne występy klinowe o zarysie półokrągłym, które kształtują odkuwki kul z półfabrykatu przygotowanego w pierwszym etapie procesu. Umieszczenie dwóch stref roboczych na narzędziach jest przyczyną dużych długości segmentów narzędziowych oraz długiego powrotnego ruchu jałowego.

Znany jest również sposób walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi wyrobów typu kula, zwłaszcza z główek złomowych szyn, który opisano w polskim patencie nr PL 215 444. Proces walcowania polega na kształtowaniu kul bezpośrednio z półfabrykatu w kształcie odcinków główek złomowanych szyn. Opisany w patencie proces walcowania kul realizowany jest dwuetapowo przy wykorzystaniu dwusekcyjnych narzędzi płasko-klinowych. W pierwszym etapie półfabrykat w postaci główki szyny kształtowany jest między płaskimi narzędziami klinowymi w pręty o przekroju kołowym. W drugim etapie odwalcowane pręty o przekroju kołowym zostają przemieszczone do drugiej sekcji narzędzi, gdzie przy ruchu powrotnym narzędzi zostają przekształcone w kule. Takie rozwiązanie jest korzystne ze względu na wyeliminowanie ruchu jałowego narzędzi, jednak powoduje konieczność stosowania walcarek o rozbudowanej przestrzeni roboczej, co niekorzystnie wpływa na wytrzymałość i sztywność maszyny.

PL 226 765 B1

Istotą sposobu walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złomowanych szyn jest to, że półfabrykat w kształcie odcinka główki złomowanej szyny umieszcza się w przestrzeni wejściowej między górnym narzędziem płaskim i dolnym narzędziem płaskim, następnie wprawia się w ruch postępowy suwak ze stałą prędkością i przemieszcza się suwak wraz z dolnym narzędziem płaskim, umieszczonym na górnej powierzchni suwaka w kierunku górnego narzędzia płaskiego, umieszczonego na nieruchomej płycie górnej, po czym wcina się klinowe powierzchnie robocze, które umieszczone są na górnym narzędziu płaskim oraz dolnym narzędziu płaskim w półfabrykat i wprawia się półfabrykat w ruch obrotowy, oraz jednocześnie kształtuje się w środkowej części półfabrykatu cylindryczne przewężenie, na które następnie oddziaływuje się klinowymi powierzchniami roboczymi i walcuje się pręt o średnicy zbliżonej do średnicy kuli, następnie zatrzymuje się suwak po zajęciu przez niego położenia końcowego i przemieszcza się do dołu odwalcowany pręt, do położenia w przestrzeni wejściowej między dolnym narzędziem klinowym, umieszczonym na stałej płycie oraz górnym narzędziem klinowym, umieszczonym na dolnej powierzchni suwaka, po czym przemieszcza się suwak wraz z górnym narzędziem klinowym ze stałą prędkością w kierunku nieruchomego, dolnego narzędzia klinowego i wprawia się pręt w ruch obrotowy, a następnie oddziaływuje się na pręt klinowymi występami o wklęsłych powierzchniach bocznych, które znajdują się na powierzchniach roboczych dolnego narzędzia klinowego oraz górnego narzędzia klinowego i kształtuje się kule.

Istotą urządzenia do walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złomowanych szyn, w skład którego wchodzą narzędzia klinowe jest to, że między dwoma równoległymi do siebie prowadnicami umieszczony jest suwak, do którego górnej powierzchni przymocowane jest dolne narzędzie płaskie z klinową powierzchnią roboczą, zaś po przeciwnej stronie do dolnej powierzchni suwaka przymocowane jest górne narzędzie klinowe, na powierzchni którego znajdują się klinowe występy o wklęsłych powierzchniach bocznych, których zarys odpowiada zarysowi walcowanych kul, następnie w środkowej części urządzenia, w połowie długości prowadnic nad suwakiem znajduje się nieruchoma płyta górna, przy czym do dolnej powierzchni nieruchomej płyty górnej przymocowane jest górne narzędzie płaskie z klinową powierzchnią roboczą, zaś naprzeciwko nieruchomej płyty górnej w środkowej części urządzenia w połowie długości prowadnic pod suwakiem znajduje się nieruchoma płyta dolna, przy czym do górnej powierzchni nieruchomej płyty dolnej przymocowane jest dolne narzędzie klinowe, na powierzchni, którego znajdują się klinowe występy o wklęsłych powierzchniach bocznych, których zarys odpowiada zarysowi walcowanych kul.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na plastyczne kształtowanie kul bezpośrednio z półfabrykatu w kształcie główki odciętej od złomowanej szyny. Wynalazek zwiększa wydajność wytwarzania kul w stosunku do uzyskiwanej w tradycyjnych procesach kucia matrycowego i walcowania. Rozwiązanie według wynalazku pozwala również na wyeliminowanie ruchu jałowego narzędzi, który występuje w dotychczas stosowanych metodach walcowania, co pozwala na dodatkowe podniesienie wydajności kształtowania. Zmniejsza się również zużycie energii i materiałów dzięki wyeliminowaniu naddatków technologicznych na wypływkę oraz zmniejszeniu liczby operacji technologicznych.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok urządzenia z półfabrykatem w początkowym etapie walcowania, fig. 2 - widok urządzenia z boku w początkowym etapie walcowania, fig. 3 - widok izometryczny urządzenia w początkowym etapie walcowania, fig. 4 - widok urządzenia z boku w drugim etapie walcowania, po ukształtowaniu pręta o przekroju kołowym, fig. 5 - widok izometryczny urządzenia w drugim etapie walcowania, po ukształtowaniu pręta o przekroju kołowym, fig. 6 - widok urządzenia z boku w końcowym etapie walcowania kul, fig. 7 - widok izometryczny urządzenia w końcowym etapie walcowania kul, fig. 8a - zarys półfabrykatu w kształcie odcinka główki złomowanej szyny, fig. 8b - pręt ukształtowany w pierwszym etapie walcowania, zaś fig. 8c - zarys odwalcowanych kul w końcowym etapie walcowania.

Sposób walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złomowanych szyn polega na tym, że półfabrykat 12 w kształcie odcinka główki złomowanej szyny umieszcza się w przestrzeni wejściowej między górnym narzędziem 5 płaskim i dolnym narzędziem 6 płaskim. Następnie wprawia się w ruch postępowy suwak 3 ze stałą prędkością V i przemieszcza się suwak 3 wraz z dolnym narzędziem 6 płaskim, umieszczonym na górnej powierzchni suwaka 3 w kierunku górnego narzędzia 5 płaskiego, umieszczonego na nieruchomej płycie 2 górnej. W wyniku wzajemnego przemieszczania się narzędzi wcina się klinowe powierzchnie 9a i 9b robocze, które umieszczone są na górnym narzędziu 5 płaskim oraz dolnym narzędziu 6 płaskim w półfabrykat 12 i wprawia się półfabrykat 12 w ruch obrotowy. Jednocześnie kształtuje się w środkowej części półfabrykatu 12

PL 226 765 B1 cylindryczne przewężenie, na które następnie oddziaływuje się klinowymi powierzchniami 9a i 9b roboczymi i walcuje się pręt 13 o średnicy d zbliżonej do średnicy Dk kuli 14. Następnie zatrzymuje się suwak 3 po zajęciu przez niego położenia końcowego i przemieszcza się do dołu odwalcowany pręt 13, do położenia w przestrzeni wejściowej między dolnym narzędziem 7 klinowym, umieszczonym na stałej płycie 1 oraz górnym narzędziem 8 klinowym, umieszczonym na dolnej powierzchni suwaka 3. Po czym przemieszcza się suwak 3 wraz z górnym narzędziem 8 klinowym ze stałą prędkością V w kierunku nieruchomego, dolnego narzędzia 7 klinowego i wprawia się pręt 13 w ruch obrotowy, a następnie oddziaływuje się na pręt 13 klinowymi występami 11a i 11b o wklęsłych powierzchniach bocznych, które znajdują się na powierzchniach roboczych dolnego narzędzia 7 klinowego oraz górnego narzędzia 8 klinowego i kształtuje się kule 14.

Urządzenie do walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złom owanych szyn składa się z narzędzi klinowych do walcowania wstępnego pręta o zarysie kołowym oraz właściwego walcowania kul. Między dwoma równoległymi do siebie prowadnicami 4a i 4b umieszczony jest suwak 3, do którego górnej powierzchni przymocowane jest dolne narzędzie 6 płaskie z klinową powierzchnią 9b roboczą. Po przeciwnej stronie do dolnej powierzchni suwaka 3 przymocowane jest górne narzędzie 8 klinowe, na powierzchni, którego znajdują się klinowe występy 11 b o wklęsłych powierzchniach bocznych, których zarys odpowiada zarysowi walcowanych kul 14. Następnie w środkowej części urządzenia, w połowie długości prowadnic 4a i 4b nad suwakiem 3 znajduje się nieruchoma płyta 2 górna. Do dolnej powierzchni nieruchomej płyty 2 górnej przymocowane jest górne narzędzie 5 płaskie z klinową powierzchnią 9a roboczą. Naprzeciwko nieruchomej płyty 2 górnej w środkowej części urządzenia w połowie długości prowadnic 4a i 4b pod suwakiem 3 znajduje się nieruchoma płyta 1 dolna. Do górnej powierzchni nieruchomej płyty 1 dolnej przymocowane jest dolne narzędzie 7 klinowe na powierzchni, którego znajdują się klinowe występy 11a o wklęsłych powierzchniach bocznych, których zarys odpowiada zarysowi walcowanych kul 14.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złomowanych szyn, znamienny tym, że półfabrykat (12) w kształcie odcinka główki złomowanej szyny umieszcza się w przestrzeni wejściowej między górnym narzędziem (5) płaskim i dolnym narzędziem (6) płaskim, następnie wprawia się w ruch postępowy suwak (3) ze stałą prędkością (V) i przemieszcza się suwak (3) wraz z dolnym narzędziem (6) płaskim, umieszczonym na górnej powierzchni suwaka (3) w kierunku górnego narzędzia (5) płaskiego, umieszczonego na nieruchomej płycie (2) górnej, po czym wcina się klinowe powierzchnie (9a) i (9b) robocze, które umieszczone są na górnym narzędziu (5) płaskim oraz dolnym narzędziu (6) płaskim w półfabrykat (12) i wprawia się półfabrykat (12) w ruch obrotowy, oraz jednocześnie kształtuje się w środkowej części półfabrykatu (2) cylindryczne przewężenie, na które następnie oddziaływuje się klinowymi powierzchniami (9a) i (9b) roboczymi i walcuje się pręt (13) o średnicy (d) zbliżonej do średnicy (Dk) kuli (14), następnie zatrzymuje się suwak (3) po zajęciu przez niego położenia końcowego i przemieszcza się do dołu odwalcowany pręt (13), do położenia w przestrzeni wejściowej między dolnym narzędziem (7) klinowym, umieszczonym na stałej płycie (1) oraz górnym narzędziem (8) klinowym, umieszczonym na dolnej powierzchni suwaka (3), po czym przemieszcza się suwak (3) wraz z górnym narzędziem (8) klinowym ze stałą prędkością (V) w kierunku nieruchomego, dolnego narzędzia (7) klinowego i wprawia się pręt (3) w ruch obrotowy, a następnie oddziaływuje się na pręt (13) klinowymi występami (11a) i (11b) o wklęsłych powierzchniach bocznych, które znajdują się na powierzchniach roboczych dolnego narzędzia (7) klinowego oraz górnego narzędzia (8) klinowego i kształtuje się kule (14).

2. Urządzenie do walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi, zwłaszcza kul z główek złomowanych szyn, w skład którego wchodzą narzędzia klinowe, znamienne tym, że między dwoma równoległymi do siebie prowadnicami (4a) i (4b) umieszczony jest suwak (3), do którego górnej powierzchni przymocowane jest dolne narzędzie (6) płaskie z klinową powierzchnią (9b) roboczą, zaś po przeciwnej stronie do dolnej powierzchni suwaka (3) przymocowane jest górne narzędzie (8) klinowe, na powierzchni którego znajdują się klinowe występy (11b) o wklęsłych powierzchniach bocznych, których zarys odpowiada zarysowi

PL 226 765 B1 walcowanych kul (14), następnie w środkowej części urządzenia, w połowie długości prowadnic (4a) i (4b) nad suwakiem (3) znajduje się nieruchoma płyta (2) górna, przy czym do dolnej powierzchni nieruchomej płyty (2) górnej przymocowane jest górne narzędzie (5) płaskie z klinową powierzchnią (9a) roboczą, zaś naprzeciwko nieruchomej płyty (2) górnej w środkowej części urządzenia w połowie długości prowadnic (4a) i (4b) pod suwakiem (3) znajduje się nieruchoma płyta (1) dolna, przy czym do górnej powierzchni nieruchomej płyty (1) dolnej przymocowane jest dolne narzędzie (7) klinowe na powierzchni, którego znajdują się klinowe występy (11a) o wklęsłych powierzchniach bocznych, których zarys odpowiada zarysowi walcowanych kul (14).