RU2074779C1

RU2074779C1 - Apparatus for production of pattern profiles with concave planes

Info

Publication number: RU2074779C1
Application number: RU94025560/02A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Есипов; Н.А. Вихрев; В.М. Гришенков; И.В. Соколов
Original assignee: Акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод"
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1997-03-10
Also published as: RU94025560A

Abstract

FIELD: apparatuses for production of pattern profiles with concave planes. SUBSTANCE: aim is to simplify design and to decrease dimensions of apparatus for pattern profiles production. Apparatus has monolithic draw plate with round gage. Draw plate is mounted before ball type deforming tool. Mechanism of gage adjustment formed by ball-type tool is made in the form of pivots with spherical pit for operational ball and pressing screws an is located in through radial holes of body. EFFECT: simplified design and decreased dimensions of apparatus. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к волочению фасонной проволоки. The invention relates to the field of metal forming, and in particular to drawing shaped wire.

Известны многообразные конструкции двух-, трех- и четырех дисковых (роликовых) волок, в которых рабочие поверхности волочильного канала частично или полностью образованы поверхностями вращающихся дисков (роликов), оси которых заключены в подшипники скольжения или качения. Дисковые волоки успешно применяют для получения трехгранных, квадратных, прямоугольных и других фасонных профилей [1, стр.82, рис.62]
К основным недостаткам дисковых волок относят большие габариты 250х250х139 до 650х580х180 мм и массу от 15 до 399 кг, которые вызваны необходимостью установки подшипниковых опор на осях дисков, соответствующих усилию волочения, а также оснащения роликовых волок устройствами радиальной и осевой регулировки роликов [2, стр.209]
Известны конструкции вращающихся шариковых волок, в которых обойму волоки вкладывают во вращающийся с помощью специального привода волокодержатель.The various designs of two-, three- and four disk (roller) dies are known, in which the working surfaces of the drawing channel are partially or completely formed by the surfaces of the rotating disks (rollers), the axes of which are enclosed in sliding or rolling bearings. Disk dies are successfully used to obtain trihedral, square, rectangular and other shaped profiles [1, p. 82, Fig. 62]
The main disadvantages of disk dies include large dimensions of 250x250x139 to 650x580x180 mm and a weight of 15 to 399 kg, which are caused by the need to install bearing bearings on the axes of the disks corresponding to the drawing force, as well as equip the roller dies with radial and axial roller adjustment devices [2, p. 209]
Known designs of rotating ball dies, in which the cage of the die is inserted into a fiber holder rotating by means of a special drive.

При протяжке заготовки через вращающуюся волоку производится ее обжатие в результате обкатывания шариков вокруг оси заготовки, при этом уменьшается диаметр заготовки на величину обжатия. Во избежание выжимания металла в пространство между шариками при обжатии заготовки необходимо, чтобы в волоке было не менее шести роликов. Для предотвращения на поверхности готовой проволоки винтовых линий скорость волочения должна составлять 2 4% от окружной скорости обоймы шариковой волоки [1, стр. 84 87]
К недостаткам шариковых вращающихся волок следует отнести:
1) возможность использования только при волочении круглых профилей;
2) отсутствие регулировки размера калибра;
3) ограничение скорости волочения из-за сложности обеспечения высокой скорости вращения шариковой волоки.When the workpiece is pulled through a rotating fiber, it is compressed as a result of rolling balls around the axis of the workpiece, while the diameter of the workpiece decreases by the amount of compression. To avoid squeezing the metal into the space between the balls during compression of the workpiece, it is necessary that the die has at least six rollers. To prevent helical lines on the surface of the finished wire, the drawing speed should be 2 4% of the peripheral speed of the ball die cage [1, p. 84 87]
The disadvantages of ball rotating dies include:
1) the ability to use only when drawing round profiles;
2) lack of caliber size adjustment;
3) limitation of the drawing speed due to the difficulty of providing a high rotation speed of the ball die.

Известна вращающая роликовая волока с бесступенчатым регулированием размера волоки, в которой обкатываются вокруг заготовки ролики со сферическими опорными головками, сопряженными с соответствующими сферическими гнездами опорных колец, смонтированных во вращающей гильзе, причем одно из опорных колец жестко соединено с внутренней поверхностью гильзы, а второе опорное кольцо выполнено в виде червячного колеса, а гильза снабжена самотормозящимся червяком, входящим в зацепление с упомянутым колесом [3]
К недостаткам данного устройства следует отнести:
1) возможность использования только при волочении круглых профилей;
2) ограничение скорости волочения из-за трудности обеспечения высокой скорости вращения роликовой волоки;
3) недостаточная жесткость рабочей зоны волоки из-за большого отношения длины роликов к их диаметру, что не позволяет производить большие обжатия;
4) невозможность использования роликов от стандартных роликовых подшипников.A rotating roller die with stepless die size control is known, in which rollers with spherical support heads coupled to respective spherical seats of support rings mounted in a rotary sleeve are run around a workpiece, one of the support rings being rigidly connected to the inner surface of the sleeve and the second support ring made in the form of a worm wheel, and the sleeve is equipped with a self-braking worm that engages with said wheel [3]
The disadvantages of this device include:
1) the ability to use only when drawing round profiles;
2) limitation of the drawing speed due to the difficulty of ensuring a high rotation speed of the roller die;
3) insufficient rigidity of the working zone of the die due to the large ratio of the length of the rollers to their diameter, which does not allow large reductions;
4) the inability to use rollers from standard roller bearings.

Наиболее близким по функциональному назначению к предложенному техническому решению является шестивалковый прокатный стан с приводными опорными валками, в котором в качестве неприводных рабочих валков используются шарики. Стан предназначен для холодной прокатки прецизионных тонких и узких металлических полос сечением до 0,3 мм ², при этом исходной заготовкой является круглая проволока.The closest in functionality to the proposed technical solution is a six-roll rolling mill with drive back-up rolls, in which balls are used as non-drive work rolls. The mill is designed for cold rolling of precision thin and narrow metal strips with a cross section of up to 0.3 mm ² , while the initial billet is a round wire.

В шариковом прокатном стане шарики располагаются между парами нижних и верхних опорных валков (роликов). Продольное перемещение шариков вдоль оси опорных приводных роликов ограничивается с каждой стороны специальными боковыми упорами, установленными в обойме, при этом нижние пара опорных роликов и шарик установлены в корпусе стана, а верхние опорная пара роликов и шарик в шарнирно закрепленном в корпусе откидном рычаге, который с определенным усилием прижимает верхний шарик к нижнему шарику. In a ball rolling mill, balls are located between pairs of lower and upper backup rolls (rollers). The longitudinal movement of the balls along the axis of the support drive rollers is limited on each side by special side stops installed in the cage, while the lower pair of support rollers and the ball are installed in the mill body, and the upper support pair of rollers and the ball in the hinged pivotally mounted in the housing, which presses the upper ball against the lower ball with a certain force.

При вращении приводом стана опорных роликов шарики, прижимаемые один к другому, начинают вращаться, увлекая и обжимая заготовку до требуемой толщины. During rotation of the support rollers by the drive of the mill, the balls pressed to one another begin to rotate, entraining and compressing the workpiece to the required thickness.

На каждом рабочем шарике сделана плоская лыска, которой он прижимается к одному из боковых упоров, при этом обеспечивается вращение шариков вокруг постоянной оси, что способствует повышению точности прокатки. On each working ball, a flat flat is made, with which it is pressed against one of the side stops, while the balls are rotated around a constant axis, which improves the accuracy of rolling.

Стойкость комплекта шариков при прокатке бронзовой проволоки с пятикратным обжатием за один проход 20 25 ч. Получающаяся вогнутость по ширине сечения узкого плоского профиля столь незначительна по абсолютной величине, что практически может не учитываться [4, cтр.68 71]
К недостаткам шарикового прокатного стана относятся:
1) возможность получения из круглой проволоки только узких плоских профилей;
2) громоздкость устройства, что затрудняет его использование в условиях волочильных станов барабанного типа.The resistance of a set of balls during rolling of a bronze wire with five-fold compression in one pass 20 25 hours. The resulting concavity in the width of the section of a narrow flat profile is so insignificant in absolute value that it can practically not be taken into account [4, p. 68 71]
The disadvantages of a ball rolling mill include:
1) the possibility of obtaining from a round wire only narrow flat profiles;
2) the bulkiness of the device, which complicates its use in the conditions of drawing mills of the drum type.

Технической задачей изобретения является:
получение фасонных многогранных профилей с вогнутыми гранями повышенной точности путем использования многошариковых деформирующих инструментов с регулируемым калибром;
упрощение конструкции устройства;
уменьшение габаритов;
увеличение стойкости волочильного инструмента за счет радиальной регулировки шарикового калибра.An object of the invention is:
obtaining shaped polyhedral profiles with concave faces of increased accuracy by using multi-ball deforming tools with adjustable caliber;
simplification of the design of the device;
downsizing;
increase the resistance of the drawing tool due to the radial adjustment of the ball caliber.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем шариковый деформирующий инструмент и механизм регулировки калибра, дополнительно установлена монолитная волока с круглым калибром, расположенная в корпусе перед шариковым деформирующим инструментом, который, в свою очередь, выполнен в виде рабочих шариков, размещенных в сквозных радиальных отверстиях корпуса. Механизм регулировки калибра выполнен в виде подпятников со сферическим гнездом под рабочий шарик и нажимных винтов. The task is achieved in that in the device containing the ball deforming tool and the caliber adjustment mechanism, an additional monolithic die with a round caliber is installed, located in the housing in front of the ball deforming tool, which, in turn, is made in the form of working balls placed in through radial housing holes. The caliber adjustment mechanism is made in the form of thrust bearings with a spherical socket for a working ball and pressure screws.

На фиг. 1 представлено устройство для изготовления профилей (разрез по радиальным отверстиям); на фиг.2 разрез А А на фиг.1 для трехшарикового деформирующего инструмента; на фиг.3 разрез А А на фиг.1 для четырехшарикового инструмента; на фиг.4 разрез А А на фиг.1 для пятишарикового деформирующего инструмента; на фиг.5 сечения фасонных профилей, получаемых в устройстве. In FIG. 1 shows a device for the manufacture of profiles (section along radial holes); in Fig.2 a section A A in Fig.1 for a three-ball deforming tool; in Fig. 3, section A A in Fig. 1 for a four-ball tool; in Fig. 4, section A A in Fig. 1 for a five-ball deforming tool; figure 5 cross-section of shaped profiles obtained in the device.

Предложенное устройство состоит из корпуса 1, в котором по оси волочения выполнено сквозное отверстие 2, диаметр которого превышает диаметр исходной заготовки на 20 30% В плоскости, перпендикулярной оси волочения, выполнены радиальные резьбовые отверстия 3, соответствующие диаметру рабочих шариков 4, при этом в зависимости от формы сечения готового профиля количество радиальных отверстий 3 в корпусе 1 может быть от двух до шести. В каждом отверстии 3 установлены шарики 4, подпятник 5 со сферическим гнездом, выполненный из антифрикционного материала (например, из капролоктана или бронзы) и нажимной винт 6. Соосно оси волочения со стороны входа заготовки 7 в корпусе 1 выполнена цилиндрическая выточка 8, в которой запрессована монолитная волока 9 с круглым рабочим каналом, соответствующим минимальному диаметру исходной заготовки 7. The proposed device consists of a housing 1, in which a through hole 2 is made along the drawing axis, the diameter of which exceeds the diameter of the initial workpiece by 20 30%. In the plane perpendicular to the drawing axis, radial threaded holes 3 are made corresponding to the diameter of the working balls 4, while depending on from the cross-sectional shape of the finished profile, the number of radial holes 3 in the housing 1 can be from two to six. Balls 4 are installed in each hole 3, a thrust bearing 5 with a spherical seat made of antifriction material (for example, caproloctane or bronze) and a pressure screw 6. A cylindrical undercut 8 is made coaxially with the drawing axis from the input side of the workpiece 7 in the housing 1, into which it is pressed monolithic die 9 with a round working channel corresponding to the minimum diameter of the initial workpiece 7.

Устройство собирается следующим образом. В цилиндрическую выточку 8 корпуса 1 запрессовывается монолитная волока 9 с диаметром калибрующего пояска, соответствующим минимальному диаметру исходной заготовки 7. В сквозное осевое отверстие 2 вставляется настроечный шаблон (круглый пруток) диаметром, равным расстоянию между шариками в рабочем калибре. После этого в каждое радиальное отверстие 3 с внешней стороны корпуса 1 опускаются предварительно покрытые консистентной смазкой шарик 4 и подпятник 5, а затем вворачивается винт 6. Производится радиальная регулировка шариков 4 с помощью винтов 6 таким образом, чтобы все шарики волоки плотно прилегали к настроечному прутку шаблону. После этого извлекается из волоки настроечный шаблон и устройство может устанавливаться в волокодержатель волочильного стана. The device is assembled as follows. A monolithic die 9 is pressed into the cylindrical groove 8 of the housing 1 with a calibrating girdle diameter corresponding to the minimum diameter of the initial workpiece 7. A adjustment template (round bar) with a diameter equal to the distance between the balls in the working gauge is inserted into the through axial hole 2. After that, a ball 4 and a thrust bearing 5 pre-coated with grease are lowered into each radial hole 3 from the outside of the housing 1, and then the screw 6 is screwed in. The balls 4 are radially adjusted using screws 6 so that all the fiber balls fit snugly against the tuning rod pattern. After that, the tuning template is removed from the die and the device can be installed in the fiber holder of the drawing mill.

Установленное на волочильном стане устройство работает следующим образом. Предварительно заостренный передний конец заготовки пропускают через отверстие монолитной волоки 9 и шариковый профилирующий калибр волоки, затем с помощью тянущего устройства волочильного стана протягивают заготовку 7 через монолитную волоку 9 и шариковый калибр волоки. При этом в монолитной волоке в зависимости от колебаний размеров исходной заготовки может производиться обжатие 1,5 5% по диаметру заготовки, что уменьшает овальность заготовки и создает противонатяжение, способствующее дополнительной правке и центровке заготовки в шариковом профилирующем калибре, а также уменьшает давление и уширение в шариковом калибре. Installed on the drawing mill, the device operates as follows. The pre-pointed front end of the preform is passed through the hole of the monolithic die 9 and the ball profiling gauge of the die, then using the pulling device of the drawing mill, the preform 7 is pulled through the monolithic die 9 and the ball gauge of the die. At the same time, depending on fluctuations in the size of the initial billet, compression of 1.5 to 5% of the diameter of the billet can be performed in a monolithic die, which reduces the ovality of the billet and creates a counter-tension, which contributes to additional dressing and alignment of the billet in the ball profiling gauge, and also reduces pressure and broadening in ball caliber.

В процессе работы из-за выработки шариков или сферических гнезд подпятников размеры сечения профиля могут выйти за пределы плюсового допуска. В этом случае волочильный стан останавливается и устройство заменяется на другое, заранее подготовленное к работе, или производится радиальная подрегулировка шариков с помощью настроечного шаблона непосредственно на стане. In the process, due to the development of balls or spherical nests of the thrust bearings, the dimensions of the section of the profile can go beyond the positive tolerance. In this case, the drawing mill stops and the device is replaced with another one that has been prepared for work in advance, or the balls are radially adjusted using the tuning template directly on the mill.

Предложенное устройство обладает следующими преимуществами перед аналогами и прототипом:
1) расширены технологические возможности за счет возможности получения фасонных профилей с вогнутыми гранями;
2) устройство компактно, просто в изготовлении;
3) большая точность профиля за счет радиальной регулировки шарикового калибра.The proposed device has the following advantages over analogues and prototype:
1) expanded technological capabilities due to the possibility of obtaining shaped profiles with concave faces;
2) the device is compact, easy to manufacture;
3) greater profile accuracy due to the radial adjustment of the ball gauge.

Предложенное устройство может быть использовано при волочении фасонной проволоки на барабанных волочильных станах и при волочении фасонных профилей на калибровочных станах различных типов. The proposed device can be used when drawing shaped wire on drum drawing mills and when drawing shaped profiles on calibration mills of various types.

Claims

A device for the manufacture of shaped profiles with concave faces, comprising a housing, a deforming tool in the form of balls placed therein and a mechanism for adjusting the caliber formed by balls, characterized in that it is equipped with a monolithic round-gauge wire mounted in the housing in front of the ball deforming tool, and the mechanism caliber adjustment is made in the form of pressure screws located in the radial holes of the housing, interacting with thrust bearings having spherical nests for balls located in the same housing bore.