RU1779456C - Способ изготовлени полых изделий, преимущественно шаров - Google Patents

Abstract

Использование: дл  изготовлени  полых деталей механизмов, а именно опорных и регулировочных элементов механических узлов машин и агрегатов. Сущность изобретени : заготовка в виде заполненной льдом трубы задаетс  в валки с винтовыми калибрами . Осуществл етс  деформирование заготовки до получени  штучных заготовок с диаметрально расположенными отверсти ми со скоростью осевой подачи V, равной V К . L/r, где К - (1,0-1,7) м2/с; L - длина бочки валка; г - внутренний радиус полой исходной заготовки. После формооб- разопани  из сформованной заготовки выпаривают воду, после чего осуществл ют ее обкатку до завальцовки отверстий 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано дл  изготовлени  полых деталей механизмов, а именно опорных и регулировочных элементов механических узлов машин и агрегатов.

Известен спосо-б изготовлени  полых шаров дл  подшпиников качени , заключающийс  -в том, что формируют две полусферы, соедин ют их поторцевым поверхност м и сваривают по окружности.

Однако операци  сварки каждого издели , нос ща  индивидуальный характер , ограничивает производительность способа при организации поточной технологии массового производства таких шаров. Кроме того, при реализации этого способа предполагаетс  выполнение финишных операций по удалению сварочных наплывов и грата, по упрочнению сварочного шва и т.п. - все это приводит к усложнению технологии , к повышению себестоимости издели .

Известен также способ реализованный, в частности, в калибровке валка дл  поперечной прокатки колец из полой цилиндрической гильзы, включающий обжатие гильзы и формовку колец на жесткой оправке винтовой ребордой калибра, а также отделение этой же ребордой кольца от раската.

Однако при съеме кольца, жестка  оправка удал етс  как жесткое тело, что исключает сколько-нибудь значительное уменьшение диаметра торцов кольца, тем более изготовление полых замкнутых изделий по этому способу.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ деформировани  (гибки) трубы, при котором полую цилиндрическую заготовку заполн ют водой, замораживают и формообразу- ют.

В св зи с тем, что этот способ может быть использован дл  гибки труб, его технологические возможности очень ограничены и получить качественные полые издели , например шары, не представл етс  возможным .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества получаемых изделий.

te

VI

х| Ю

Јь

сл о

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе изготовлени  полых изделий, при котором полую цилиндрическую заготовку заполн ют водой, замораживают и формо- образуют, формообразование заготовки осуществл ют в валках с винтовыми калибрами до получени  штучных заготовок с диаметрально расположенными отверсти ми со скоростью осевой, подачи V, определ емой из соотношени 

V К

JL г2

где К-(1,0-1,7) 10 6м2/с:

L - длина бочки валка ;

г - внутренний радиус полой исходной заготовки,

а после формообразовани  из сформованной заготовки выпаривают воду. Кроме того, после процесса выпаривани  осуществл ют обкатку заготовок до заваль- цовки их диаметрально расположенных отверстий .

При деформировании винтовыми ребордами валков происходит осесимметрич- ный локальный изгиб стенки, при этом лед, оттесн емый из-под реборд в месте пережима , смещаетс  в полость формируемого тела вращени , где предотвращает нежелательное см тие оболочки. В конце прокатки в месте пережима происходит отделение сформованного тела вращени  от остальной заготовки.

Очевидно, что объем льда в полости должен быть равен объему этой полости на про- т жении всего цикла формовки, иначе произойдет либо разрыв оболочки при избытке льда, либо ее см тие при его недостатке .

Сформулированное условие может быть выполнено, если избыточный объем льда, равный разности объемов полости тела вращени  в начале цикла прокатки и в конце его (представл етс  очевидным, что объем полости заготовки из-за пережимов будет уменьшатьс  по ходу прокатки), будет удал тьс  из полости заготовки по мере углублени  пережимов.

Дл  этого скорость осевой подачи заготовки выбираетс  такой, чтобы за врем  формовки издели -регулировалось необходимое количество льда, равное избыточному объему. Этот объем в виде воды выйдет из полости деформируемой оболочки через малое отверстие, посто нно образующеес  на месте пережима при отделении готового тела вращени .

На чертеже дано графическое изображение предлагаемого способа.

Заготовка 1 в виде заполненной льдом 2 трубы задаетс  в валки 3 с винтовыми

калибрами. Ребордами 4 калибров участок заготовки последовательно формуетс  вначале в эллипсоидоподобное тело (позици  а), а затем в шар (поз. б), который в заданной точке калибра отдел етс  от заго0 товки и обкатываетс  ребордами (позици  в), при этом устран ютс  остатки перемычки , но отверсти  5 не глушатс , наконец, на выходе из калибра шар выталкиваетс  из валков (позици  г). После прокатки воду и лед 2 из шаров удал ют вып ариванием, а полюсные отверсти  завальцовываютс  при последующей обкатке.

Пример. Рассмотрим процесс прокатки тонкостенных шаров диаметром 7,8 мм с толщиной стенки 0,3 мм в вапках с винтовыми калибрами.

Исходным материалом служили отрезки трубки из технического алюмини  А8, наружным диаметром 8 мм, толщиной стенки 0,3 мм, длиной 0,4-0,5 м. Один из концов каждого отрезка глушили, полость заполн ли водой и замораживали. Полученную заготовку термостатировали в заполненной льдом емкости и прокатывали в валках с о днозаходным винтовым калибром, длина бочки которых составл ла 53 мм, с п тью различными скорост ми осевой подачи заготовки V: одно значение(5,5 мм/м) соответствует середине предлагаемого интервала,

5 два значени  (3,9 мм/с и 6,56 мм/с) - границы интервала и два значени  (1,5 мм/с и 9,8 мм/с) вз ты из внеграничных областей значении скорости подачи. Величину скорости

подачи определ ли по формуле V К -.

Изменение величины скорости подачи осуществл ли ступенчатой регулировкой скорости вращени  валков: от 9,8 до 3,9 мм/с за счет изменени  суммарного передаточного числа привода, значение V 1,5 мм/с обеспечивали ручным вращением ведущего вала редуктора, что оказалось возможным благодар  малым технологическим усили м. В последнем случае полученное значение скорости  вл етс  средним арифметическим из 54 единичных значений.

В каждом режиме было прокатано по две заготовки (настроечна  и контрольна ) и получено по 80-100 шаров. В качестве критери  адекватности предлагаемого способа поставленной цели выбрали количество дефектных шаров в каждой партии по разрывам или см тию оболочки. К дефект5

0

5

0

0

5

0

5

ным также относили шары, имеющие порезы ребордой - кольцевые риски в полюсных зонах, которые получаютс  при обжатии ребордой радиально раскатанного из-за переполнени  калибра шара после его отделени  от заготовки и разворота в калибре .

Шары, отбракованные по овальности или поверхностным рискам (3-8% в каждой партии), исключали из рассмотрени  вообще .

Результаты оценки вли ни  скорости подачи заготовки на эффективность способа приведены в табл. 1.

Из табл. 1 следует, что наиболее эффективен режим, соответствующий середине предлагаемого скоростного диапазона. При прокатке этой партии радиальной раскатки и переполнени  калибра не наблюдалось. Некоторое количество дефектных шаров следует объ снить, веро тно, малым случайным осевым смещением валков относительно друг друга, которое привело к несовпадению реборд на валках и к порезу шаров на выходе из валков.

После прокатки годные шары подвергли выпариванию также по п ти режимам при температурах: 60-65°С, 93-97°С, 100- 105°С. 109-1120°Си 115-120сС.

В каждом режиме нагревали по 50- 60 шт. только что прокатанных шаров, не имеющих разрывов и см ти  оболочек, в цилиндрической тонкостенной металлической емкости диаметром 100 мм и высотой 20 мм на открытом огне. Регулирование температуры осуществл лось с помощью простого рычажного механизма подниманием или опусканием емкости с шарами над факелом . Дл  контрол  использовалс  электрический контактный термометр типа ЭТМ-20М производства Свердловского экспериментального завода при Уральском политехническом институте (1978 г. выпуска ) со шкалой 50-250°С и погрешностью ±1°С.

При контроле щуп термометра с термосопротивлением прикладывали вручную к поверхност м нагреваемых шаров. Контроль проводили непрерывно в течение всего нагрева, непосредственно контактирующие с щупом шары мен лись случайным образом. Режим нагрева считали достигнутым , если 20-25 шаров имели температуру, соответствующую диапазону режима.

В качестве критери  эффективности режима нагрева принимали врем  обезвоживани : от начала нагрева до исчезновени  визуально наблюдаемого пара над нагреваемыми шарами, а также количество дефектных шаров в каждой партии, имеющих увеличенные полюсные каналы или разрывы оболочки, по вившиес  после нагрева. Результаты даны в табл. 2, 5Результаты испытани  показывают,

что при температурах нагрева ниже предлагаемого диапазона увеличиваетс  врем  обезвоживани , что ведет к снижению производительности метода, а при нагреве до

0 более высоких, чем рекомендуемые, температур растет дол  бракованных шаров. Следовательно , предлагаемый диапазон температур нагрева  вл етс  оптимальным в смысле производительности способа и ка5 чества изделий.

После обезвоживани  остывшие шары подвергали обкатке между двум  плоскими жесткими поверхност ми дл  закатки остатков перемычек, герметизации полюсных ка0 налов и уменьшени  овальности шаров. Обкатка осуществл лась при фиксированном запоре между поверхност ми 7,80 мм, без смазки, со скоростью вращени  приводного обкаточного диска 100-120 об/мин,

5 при горизонтальном положении обкаточного инструмента. Конструкци  примененного обкаточного устройства не обладает отличительными признаками по сравнению с а; элегичными устройства -ч, игроке ис0 пользуемыми в производстве шаоов.

В результате получали шары сферической формы без овальности, с высоким качеством поверхности.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   51. Способ изготовлени  полых изделий,

   преимущественно шаров, при котором полую цилиндрическую заготовку заполн ют водой, замораживают и формообразуют, о т- личающийс  тем, что, с целью повыше0 ни  качества получаемых изделий, формообразование заготовки осуществл ют в валках с винтовыми калибрами до получени  штучных заготовок с диаметрально расположенными отверсти ми со скоростью

   5 осевой подачи V, определ емой из соотношени 

   .

   где К (1,0-1,7) 10 6м2/с;

   L - длина бочки валка;

   г - внутренний радиус полой исходной заготовки,

   а после формообразовани  из сформованной заготовки выпаривают воду.

   $
2. 2. Способ по п. 1.отличающийс  тем, что после процесса выпаривани  осуществл ют обкатку заготовок до завальцов- ки их диаметрально расположенных отверстий.

   Таблица 1

   Таблица 2

   1 2

   k-

   Й€

   a)

   5)

   «)