RU2116150C1 - Method for straightening elongated cylindrical products and machine for performing the same - Google Patents
Method for straightening elongated cylindrical products and machine for performing the same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116150C1 RU2116150C1 RU96111479A RU96111479A RU2116150C1 RU 2116150 C1 RU2116150 C1 RU 2116150C1 RU 96111479 A RU96111479 A RU 96111479A RU 96111479 A RU96111479 A RU 96111479A RU 2116150 C1 RU2116150 C1 RU 2116150C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- rolls
- straightening
- hydraulic cylinders
- effort
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к холодной обработке металлов давлением, а точнее, к способам и устройствам для правки длинномерных цилиндрических деталей типа валов, осей, штанг, штоков и т.д. The invention relates to cold metal forming, and more specifically, to methods and devices for straightening long cylindrical parts such as shafts, axles, rods, rods, etc.
Известны способы правки знакопеременных изгибов через систему косо- и параллельно расположенных роликов [1]. Known methods for editing alternating bends through a system of oblique and parallel rollers [1].
Известен способ правки прутков растяжением [2, 3]. Но этими способами нельзя добиться качественной стабильной правки, особенно для изделий, получивших холодную пластическую деформацию. Это связано с остаточными напряжениями, которые в процессе правки не только не устраняются, но иногда их величина превышает исходные значения. A known method of editing rods by tension [2, 3]. But these methods cannot achieve high-quality stable dressing, especially for products that have received cold plastic deformation. This is due to residual stresses, which during the editing process are not only not eliminated, but sometimes their value exceeds the original values.
Наиболее близким техническим решением является способ правки металлических изделий нагружением [4], заключающийся в том, что изделие пропускают через систему цилиндрических роликов, оси которых смещены друг относительно друга в шахматном порядке до выправления, после снятия усилий, прикладываемых в направлении, перпендикулярном продольной оси, к прокату дополнительно прикладывают продольное сжимающее усилие, создающее в материале напряжение, равное пределу текучести. The closest technical solution is the method of editing metal products by loading [4], which consists in the fact that the product is passed through a system of cylindrical rollers whose axes are staggered relative to each other in a checkerboard pattern before straightening, after removing the forces applied in a direction perpendicular to the longitudinal axis, a longitudinal compressive force is additionally applied to the rolled product, creating a stress equal to the yield strength in the material.
Известный способ правки имеют следующие недостатки. Так как оси деформирующих роликов расположены перпендикулярно оси заготовки, то, следовательно, расстояние между опорными точками роликов зависит от их диаметра. При увеличении расстояний между осями роликов снижается радиальное усилие, необходимое для правки прутков, но резко теряется устойчивость при действии осевой сжимающей нагрузки. Таким образом, возникает ситуация, для решения которой необходима иная компоновка расположения роликов. Необходимо отметить также, что осевое усилие сжатия прикладывается после того, как снята радиальная нагрузка, и чтобы создать пластическое состояние во всем объеме прутка, требуется осевое усилие значительной величины, а это, как указывалось выше, отрицательно сказывается на устойчивости стержня. The known method of editing have the following disadvantages. Since the axes of the deforming rollers are perpendicular to the axis of the workpiece, therefore, the distance between the support points of the rollers depends on their diameter. With increasing distances between the axes of the rollers, the radial force necessary for straightening the rods decreases, but stability under the action of the axial compressive load is sharply lost. Thus, a situation arises for which a different arrangement of the location of the rollers is necessary. It should also be noted that the axial compression force is applied after the radial load is removed, and in order to create a plastic state in the entire volume of the bar, a significant axial force is required, and this, as mentioned above, negatively affects the stability of the rod.
Известная правильная машина [5], содержащая два ряда правильных роликов, установленных на станине в шахматном порядке, применяется для правки изделий различной толщины. Основным недостатком устройства является его кинематическая сложность, а для обеспечения прочности составляющих звеньев необходимы значительные по размерам поперечные сечения. Остаточные напряжения при использовании такой машины практически не снижаются. The well-known straightening machine [5], containing two rows of straightening rollers mounted on a bed in a checkerboard pattern, is used for dressing products of various thicknesses. The main disadvantage of the device is its kinematic complexity, and to ensure the strength of the constituent parts, significant cross-sections are necessary. The residual stresses when using such a machine are practically not reduced.
Известное устройство для обработки валов поверхностным пластическим деформированием [6] состоит из станины, нижних опорных роликов и верхнего нажимного ролика. Недостатком устройства является то, что длина ролика намного меньше длины детали, и поэтому при обработке необходима последовательная деформация участков вала, что приводит к низкому качеству поверхности заготовки и результату правки. A known device for processing shafts by surface plastic deformation [6] consists of a bed, lower support rollers and an upper pressure roller. The disadvantage of this device is that the length of the roller is much less than the length of the part, and therefore, during processing, sequential deformation of the shaft sections is necessary, which leads to a low surface quality of the workpiece and the result of editing.
Известна установка ударного действия для правки прутков [7], содержащая станину, опоры, выполненные в виде призм, на рабочих поверхностях которых расположены в шахматном порядке выступы. Основной недостаток установки заключается в том, что конструкция призм не обеспечивает достаточную жесткость и устойчивость концевых участков заготовки при осевом сжатии. Это приводит к низкому качеству правки. Known installation of shock for straightening rods [7], containing the frame, supports, made in the form of prisms, on the working surfaces of which are staggered protrusions. The main disadvantage of the installation is that the design of the prisms does not provide sufficient rigidity and stability of the end sections of the workpiece under axial compression. This leads to poor editing quality.
Известна правильная машина [8], выбранная в качестве прототипа заявляемого устройства, содержащая станину, приводной патрон, выполненный в виде цилиндра с центральным отверстием, верхние деформирующие и нижние опорные элементы. Known correct machine [8], selected as a prototype of the claimed device, containing a bed, a drive cartridge made in the form of a cylinder with a Central hole, the upper deforming and lower supporting elements.
Недостатком известной правильной машины является низкое качество правки и отсутствие гарантии стабильности геометрических форм изделий. Основная причина заключается в том, что деталь выправляется за счет деформации изгиба, при этом остаточные напряжения обычно только перераспределяются. Опорные ролики повреждают поверхность детали. Низкая жесткость системы приводит к неравномерной деформации и снижению качества правки. A disadvantage of the known correct machine is the low quality of dressing and the lack of guarantee of stability of geometric shapes of products. The main reason is that the part is straightened due to bending deformation, while the residual stresses are usually only redistributed. Support rollers damage the surface of the part. Low rigidity of the system leads to uneven deformation and a decrease in the quality of dressing.
Изобретение направлено на устранение указанных недостатков за счет повышения качества правки и снижения остаточных напряжений. The invention is aimed at eliminating these disadvantages by improving the quality of editing and reducing residual stresses.
Техническая задача и достигаемые при ее решении технические результаты заключаются в том, что в известном способе правки длинномерных изделий, при котором к заготовке прикладывают статическое усилие радиального обжатия до выпрямления в нижних опорных и верхних деформирующих элементах, расположенных в шахматном порядке, и осевое сжимающее усилие до напряжения, соответствующего пределу текучести материала заготовки, осевое усилие сжатия прикладывают, не снимая усилия радиального обжатия. The technical problem and the technical results achieved by solving it consist in the fact that in the known method of straightening long products, in which the workpiece is applied the static force of the radial compression before straightening in the lower supporting and upper deforming elements arranged in a checkerboard pattern, and the axial compressive force to stress corresponding to the yield strength of the workpiece material, the axial compression force is applied, without removing the forces of radial compression.
Техническая задача и достигаемые при ее решении технические результаты заключаются в том, что одновременно с приложением к заготовке осевого усилия сжатия производят ее скручивание относительно продольной оси. The technical problem and the technical results achieved by solving it consist in the fact that simultaneously with the application of the axial compression force to the workpiece, it is twisted relative to the longitudinal axis.
Техническая задача и достигаемые при ее решении технические результаты заключаются в том, что одновременно с приложением к заготовке осевого усилия сжатия производят ее вращение относительно продольной оси. The technical problem and the technical results achieved by solving it consist in the fact that simultaneously with the application of the axial compression force to the workpiece, it rotates relative to the longitudinal axis.
Техническая задача и достигаемые при ее решении технические результаты заключаются в том, правильная машина, содержащая смонтированные на станине верхние деформирующие и нижние опорные элементы и приводной патрон в виде цилиндра с центральным отверстием, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным приводным патроном, выполненным аналогично основному, двумя цангами и тремя парами гидроцилиндров, основной и дополнительный патроны установлены соосно с возможностью возвратно-поступательного вдоль оси и углового перемещения, каждая цанга установлена в отверстии соответствующего патрона и соединена своей хвостовой частью со штоком гидроцилиндра одной пары, каждый патрон снабжен двумя жестко смонтированными на его наружной поверхности и диаметрально расположенными рычагами, соединенными со штоками одной из оставшихся пар гидроцилиндров, а нижние опорные и верхние деформирующие элементы выполнены в виде валков, имеющих по меньшей мере три последовательно расположенных осесимметричных выступа с продольным сечением в форме прямоугольника, причем выступы валков нижних опорных и верхних деформирующих элементов расположены в шахматном порядке. The technical problem and the technical results achieved by solving it are as follows: a correct machine comprising upper deforming and lower support elements mounted on a bed and a drive cartridge in the form of a cylinder with a central hole, characterized in that it is equipped with an additional drive cartridge, made similar to the main one, two collets and three pairs of hydraulic cylinders, the main and additional cartridges are mounted coaxially with the possibility of reciprocating along the axis and angular movement, each I collet is installed in the hole of the corresponding cartridge and connected with its tail to the cylinder rod of one pair, each cartridge is equipped with two rigidly mounted on its outer surface and diametrically located levers connected to the rods of one of the remaining pairs of hydraulic cylinders, and the lower supporting and upper deforming elements are made in the form of rolls having at least three axisymmetric protrusions in series with a longitudinal section in the form of a rectangle, and the protrusions of the rolls lower supporting and upper deforming elements are staggered.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что осевое усилие сжатия прикладывают, не снимая усилия радиального обжатия; одновременно с приложением к заготовке осевого усилия сжатия производят ее скручивание относительно продольной оси; одновременно с приложением к заготовке осевого усилия сжатия производят ее вращение относительно продольной оси. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the axial compression force is applied without removing the radial compression force; simultaneously with the application of the axial compression force to the workpiece, it is twisted relative to the longitudinal axis; simultaneously with the application to the workpiece axial compression forces produce its rotation relative to the longitudinal axis.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Известны технические решения (Ракошиц Г.С. Кузьминцев В.Н. Машинная правка проката, поковок и деталей. -М.: Высшая школа, 1988; а.с. N 258240, способ правки проката растяжением), в которых для правки изделий применяют радиальную статическую нагрузку, но при этом используют жесткое закрепление концов изделия. Однако при указанном способе не только не устраняется, но и усиливается повреждение поверхности, которое в заявляемом техническом решении практически исключается. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty." Known technical solutions (Rakoshits G.S. Kuzmintsev V.N. Machine editing of rolled products, forgings and parts. -M .: Higher school, 1988; A.S. N 258240, stretched rolled editing method), in which radial static load, but at the same time use rigid fastening of the ends of the product. However, with this method, it is not only not eliminated, but also surface damage is amplified, which is practically eliminated in the claimed technical solution. This allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".
Усилия радиального обжатия, передаваемые через рабочие поверхности деформирующих элементов, используются для обеспечения прямолинейного состояния и упругого равновесия изделия в этом положении. Статический характер приложения нагрузки по сравнению, например, с динамической, обеспечивает наряду с выпрямлением деталей сохранение качества исходной поверхности. При этом упрощается конструкция нагружающих устройств, повышается их долговечность и безопасность работы. С помощью статического нагружения проще зафиксировать прямолинейное состояние заготовки, необходимое для последующего осевого нагружения. The radial compression forces transmitted through the working surfaces of the deforming elements are used to ensure a rectilinear state and elastic balance of the product in this position. The static nature of the application of the load in comparison, for example, with the dynamic one, provides along with the straightening of the parts to maintain the quality of the initial surface. At the same time, the design of loading devices is simplified, their durability and safety of work are increased. Using static loading, it is easier to fix the rectilinear state of the workpiece required for subsequent axial loading.
Поперечное обжатие в калибрах не обеспечивает формирования необходимых пластических зон, и заготовка подвергается в основном упругому нагружению. Если снять радиальную нагрузку, то произойдет разгрузка и изделие займет почти исходное криволинейное состояние. Остаточные напряжения при этом могут перераспределиться, но не уничтожиться. Для того чтобы металл получил необходимую пластическую деформацию, предлагается дополнительно нагружать изделие в осевом направлении. Расположенное в призме изделие можно, например, растянуть, но в местах захвата образуются глубокие повреждения металла, а кроме того, необходима довольно сложная оснастка и оборудование. Поэтому предлагается нагружать изделие дополнительно в осевом направлении путем центрального сжатия. Причем возникающие при этом напряжения должны превышать предел текучести материала на 1 - 3%, чтобы обеспечить пластическое течение по всему объему изделия. После снятия продольной нагрузки произойдет частичная разгрузка, но уже в осевом направлении. Cross compression in gauges does not provide the formation of the necessary plastic zones, and the workpiece is subjected to mainly elastic loading. If you remove the radial load, then unloading will occur and the product will take almost the initial curvilinear state. Residual stresses can be redistributed, but not destroyed. In order for the metal to obtain the necessary plastic deformation, it is proposed to additionally load the product in the axial direction. A product located in a prism can, for example, be stretched, but deep metal damage is formed at the points of capture, and in addition, rather complicated rigging and equipment are needed. Therefore, it is proposed to load the product additionally in the axial direction by central compression. Moreover, the stresses arising from this should exceed the yield strength of the material by 1-3% to ensure plastic flow throughout the entire volume of the product. After removing the longitudinal load, partial unloading will occur, but already in the axial direction.
Наличие новых конструктивных элементов и взаимосвязи между ними свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Новые элементы конструкции работают на достижение технического результата, который обусловливает изобретательский уровень заявленного технического решения следующим образом. The presence of new structural elements and the relationship between them indicates the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "novelty." New structural elements work to achieve a technical result that determines the inventive step of the claimed technical solution as follows.
Дополнительный приводной патрон необходим для формирования в заготовке заданного напряженного состояния - центрального сжатия либо кручения, либо сложного напряженного состояния. При отсутствии дополнительного приводного патрона заготовка получает деформацию знакопеременного изгиба, которая не устраняет внутренние напряжения. Передать нагрузку заготовке другим способом практически не представляется возможным. Установка приводных патронов с возможностью поворота и продольного перемещения необходима для обеспечения заготовке деформации кручения и центрального сжатия. Если устранить такой характер перемещения, то заготовка будет подвергнута только упругой деформации изгиба и эффекта правки не будет. An additional drive chuck is necessary for the formation of a given stress state in the workpiece — central compression or torsion, or a complex stress state. In the absence of an additional drive cartridge, the workpiece receives a deformation of alternating bending, which does not eliminate internal stresses. It is practically impossible to transfer the load to the workpiece in another way. The installation of drive cartridges with the possibility of rotation and longitudinal movement is necessary to ensure the workpiece torsional strain and central compression. If this type of movement is eliminated, then the workpiece will be subjected only to elastic deformation of the bend and there will be no editing effect.
Наличие трех пар гидроцилиндров необходимо для формирования силового воздействия на заготовку. Одна пара обеспечивает центральное сжатие, а две других деформацию кручения. При отсутствии гидроцилиндров невозможно обеспечить дополнительную деформацию заготовки. Гидроцилиндры по сравнению с другими силовыми механизмами, например, винтовыми, эксцентриковыми, клиновыми, развивают значительное рабочее усилие при небольших габаритных размерах. The presence of three pairs of hydraulic cylinders is necessary for the formation of a force effect on the workpiece. One pair provides central compression, while the other two provide torsional deformation. In the absence of hydraulic cylinders, it is impossible to provide additional deformation of the workpiece. Hydraulic cylinders in comparison with other power mechanisms, for example, screw, eccentric, wedge, develop a significant working force with small overall dimensions.
Цанги, расположенные в центральном отверстии цилиндров, используются для передачи крутящего момента заготовке и для центрирования при ее центральном сжатии. Центральное отверстие имеет конусный участок, необходимый для окружного сжатия цанги. При отсутствии такого участка цанга работать не будет. Использование вместо цанги другого центрирующего механизма, например, трехкулачкового или мембранного патрона, экономически и конструктивно нецелесообразно. Соединение хвостовой части цанги со штоком гидроцилиндра необходимо для передачи осевого усилия на заготовку. Отсутствие такого соединения приведет к невозможности передачи поворота и продольного перемещения заготовке. Collets located in the central bore of the cylinders are used to transmit torque to the workpiece and to center it with central compression. The central hole has a tapered portion necessary for circumferential compression of the collet. In the absence of such a section, the collet will not work. Using instead of a collet another centering mechanism, for example, a three-jaw or membrane cartridge, is economically and structurally impractical. The connection of the tail of the collet with the hydraulic cylinder rod is necessary to transmit axial force to the workpiece. The absence of such a connection will lead to the impossibility of transmitting rotation and longitudinal movement of the workpiece.
На наружной поверхности цилиндров жестко смонтированы два диаметрально расположенных рычага, которые передают силовую нагрузку от гидроцилиндров к заготовке, обеспечивая ей деформацию кручения. Рычаги расположены на наружной поверхности цилиндра, что позволяет создать крутящий момент большей величины. Расположение рычагов внутри цилиндра конструктивно нецелесообразно. Жесткое закрепление рычагов необходимо для передачи крутящего момента, в противном случае будем иметь механизм, а не рычажную систему. Диаметральное расположение рычагов позволяет создать симметричную пару силовых моментов, необходимых для равномерной деформации заготовки. В противном случае возникает сложное сопротивление в виде изгиба и кручения, отрицательно влияющее на работоспособность правильной машины. Соединение рычагов с гидроцилиндрами необходимо для обеспечения передачи крутящего момента на заготовку. Two diametrically located levers are rigidly mounted on the outer surface of the cylinders, which transfer the power load from the hydraulic cylinders to the workpiece, providing it with torsional deformation. The levers are located on the outer surface of the cylinder, which allows you to create a larger torque. The arrangement of levers inside the cylinder is structurally impractical. Rigid fastening of the levers is necessary for transmitting torque, otherwise we will have a mechanism, not a lever system. The diametrical arrangement of the levers allows you to create a symmetrical pair of power moments necessary for uniform deformation of the workpiece. Otherwise, complex resistance arises in the form of bending and torsion, which negatively affects the performance of the correct machine. The connection of levers with hydraulic cylinders is necessary to ensure the transmission of torque to the workpiece.
Нижние опорные и верхние деформирующие элементы выполнены в виде валков, что позволяет равномерно деформировать заготовку по всей длине. Предлагаемое конструктивное решение позволяет выполнять процесс правки без продольного перемещения заготовки. Использование вместо валков других конструктивных элементов, например жестких опор, не обеспечивает равномерной деформации заготовки. The lower support and upper deforming elements are made in the form of rolls, which allows you to uniformly deform the workpiece along the entire length. The proposed constructive solution allows you to perform the editing process without longitudinal movement of the workpiece. The use of other structural elements, for example, rigid supports, instead of rolls, does not ensure uniform deformation of the workpiece.
Осесимметричные выступы и углубления прямолинейной формы, расположенные в шахматном порядке, в принципе обеспечивают необходимое качество правки. Осесимметричная форма обусловлена геометрией валков, а выступы и углубления прямолинейной формы, с одной стороны, обеспечивают обработку деталей малых поперечных сечений, а с другой стороны, такая форма является равнопрочной и экономичной. Расположение выступов и углублений в шахматном порядке, во-первых, необходимо для сближения центральных осей валков, а во-вторых, позволяет обрабатывать ступенчатые детали. Axisymmetric protrusions and recesses of a rectilinear shape arranged in a checkerboard pattern, in principle, provide the necessary quality of editing. The axisymmetric shape is due to the geometry of the rolls, and the protrusions and recesses of a rectilinear shape, on the one hand, provide processing of parts of small cross sections, and on the other hand, this shape is equally strong and economical. The location of the protrusions and recesses in a checkerboard pattern, firstly, is necessary to bring the central axes of the rolls closer, and secondly, it allows you to process stepped parts.
Если же валки изготавливать другой формы, например, гладкими, то для обработки деталей небольших поперечных сечений необходимы и соответствующие размеры валков. Конструктивно такие валки будут представлять элементы малой жесткости, непригодные для обеспечения процесса правки. Количество выступов и углублений на валках должно быть не меньше трех, так как только при таком их числе возможен эффективный процесс правки. Валки с тремя выступами представляют модель двухопорной балки, нагруженной сосредоточенной силой. Такая схема является классической для правки деталей изгибом. При использовании валков, например, с двумя выступами, получить качественный процесс правки практически невозможно. If the rolls are made in a different shape, for example, smooth, then the corresponding dimensions of the rolls are necessary for processing parts of small cross sections. Structurally, such rolls will represent elements of low rigidity, unsuitable for ensuring the dressing process. The number of protrusions and recesses on the rolls should be at least three, since only with such a number an effective dressing process is possible. Rolls with three protrusions represent a model of a double-beam, loaded with concentrated force. Such a scheme is classic for straightening parts by bending. When using rolls, for example, with two protrusions, it is almost impossible to obtain a high-quality dressing process.
Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники позволило выявить техническое решение, содержащее признак, сходный с признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа - использование механизма, содержащего станину, опорные валки, центральный вал, исполняющий роль заготовки, причем валки и центральный вал имеют чередующиеся выступы и впадины прямоугольной формы. В известном решении (Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М.: Машиностроение, 1987, 560 с.) планетарная винтовая передача, включающая перечисленные элементы, применяется для преобразования вращательного движения в поступательное. Comparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this and related fields of technology made it possible to identify a technical solution containing a feature similar to the feature distinguishing the claimed technical solution from the prototype — using a mechanism containing a bed, backup rolls, central a shaft acting as a preform, the rolls and the central shaft having alternating projections and depressions of a rectangular shape. In the well-known solution (Krainev A.F. Dictionary of Mechanisms. - M .: Mechanical Engineering, 1987, 560 pp.), A planetary helical gear including the above elements is used to convert rotational motion to translational.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества правки цилиндрических деталей за счет формирования пластической деформации во всем объеме выправляемой детали. Достигается такой эффект тем, что правильная машина снабжена двумя приводными патронами, установленными с возможностью продольного перемещения и поворота в противоположных направлениях. Использование цанг, расположенных в центральном отверстии каждого цилиндра, позволяет передавать заготовке необходимую деформацию. Два жестко смонтированных и диаметрально расположенных на наружной поверхности цилиндра рычага обеспечивают усилие исходной нагрузки и передачу крутящего момента заготовке. Выполнение нижних опорных и верхних деформирующих элементов в виде валков позволяет равномерно обкатывать заготовку без использования осевого перемещения. Осесимметричные выступы и углубления прямоугольной формы, расположенные в шахматном порядке, обеспечивают обработку небольших маложестких деталей с использованием двух пар валков. The technical result of the invention is to improve the quality of straightening of cylindrical parts due to the formation of plastic deformation in the entire volume of the straightened part. This effect is achieved in that the correct machine is equipped with two drive chucks mounted with the possibility of longitudinal movement and rotation in opposite directions. The use of collets located in the central hole of each cylinder allows the workpiece to transfer the necessary deformation. Two levers rigidly mounted and diametrically located on the outer surface of the cylinder provide initial load force and torque transmission to the workpiece. The implementation of the lower support and upper deforming elements in the form of rolls allows you to uniformly run in the workpiece without using axial movement. Axisymmetric protrusions and indentations of a rectangular shape, arranged in a checkerboard pattern, provide processing of small, non-rigid parts using two pairs of rolls.
Совокупность деталей и механизмов правильной машины обеспечивает новое свойство, не присущее планетарной винтовой передаче, а именно - обеспечение высокоточной правки деталей машины без повреждения поверхностей. The combination of parts and mechanisms of the correct machine provides a new property that is not inherent in a planetary helical gear, namely, the provision of high-precision dressing of machine parts without damaging the surfaces.
Таким образом, новый механизм взаимодействия деталей и узлов обуславливает новое свойство заявляемого устройства: выполнение высококачественной правки за счет удаления остаточных напряжений и отсутствия повреждения поверхности. Это позволяет признать предложенное решение соответствующим критерию "изобретательский уровень", поскольку в объекте, к которому относится решение, проявляется новое свойство, обеспечивающее достижение нового технического результата. Thus, a new mechanism for the interaction of parts and assemblies determines a new property of the claimed device: performing high-quality dressing by removing residual stresses and the absence of surface damage. This allows you to recognize the proposed solution in accordance with the criterion of "inventive step", because in the object to which the solution relates, a new property appears, which ensures the achievement of a new technical result.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого способа правки; на фиг. 2 - схема правильного калибра; на фиг. 3 - принципиальная схема правильного калибра; на фиг. 4 - схема расположения правильных валков; на фиг. 5 - механизм для скручивания заготовки. In FIG. 1 presents a diagram of the proposed editing method; in FIG. 2 is a diagram of the correct caliber; in FIG. 3 is a schematic diagram of the correct caliber; in FIG. 4 - arrangement of straightening rolls; in FIG. 5 - mechanism for twisting the workpiece.
На фиг. 1, 2 представлена схема правки длинномерных изделий по предлагаемому способу с помощью призм, имеющих выступы и расположенных в шахматном порядке. Способ осуществляется в следующей последовательности. Деталь A устанавливается в калибр, образуемый призмами Б и В, выступающие поверхности которых расположены в шахматном порядке. Поскольку исходная поверхность детали искривлена, т.е. ее ось непрямолинейна, то необходима операция правки. Для этого изделие нагружают в радиальном направлении с помощью статического воздействия на призмы до тех пор, пока все выступы призм, образующие калибр, коснутся образующей поверхности детали, т.е. до ее выправления. В этом прямолинейном положении изделие фиксируется, а затем сжимается в осевом направлении силами F до напряжения, соответствующего пределу текучести материала или превышающего его на 1 - 3%. Сжимающее усилие F определяется по формуле
F > K•σт•A,
где
K - коэффициент, учитывающий трение в зоне контакта детали с выступами призмы;
A - площадь поперечного сечения детали;
σт - предел текучести материала.In FIG. 1, 2 presents a diagram of editing long products by the proposed method using prisms having protrusions and arranged in a checkerboard pattern. The method is carried out in the following sequence. Part A is installed in a gauge formed by prisms B and C, the protruding surfaces of which are staggered. Since the initial surface of the part is curved, i.e. if its axis is indirect, then an editing operation is necessary. For this, the product is loaded in the radial direction with the help of a static action on the prisms until all the protrusions of the prisms forming the caliber touch the forming surface of the part, i.e. before her straightening. In this rectilinear position, the product is fixed, and then axially compressed by forces F to a voltage corresponding to the yield strength of the material or exceeding it by 1-3%. The compressive force F is determined by the formula
F> K • σ t • A,
Where
K - coefficient taking into account friction in the contact zone of the part with the protrusions of the prism;
A is the cross-sectional area of the part;
σ t - yield strength of the material.
Предлагаемый способ правки длинномерных изделий осуществляют следующим способом. Для правки использовали горячекатаные цилиндрические прутки из стали A12 диаметром 16 мм и длиной 600 мм. Призмы изготовлены из закаленного дюралюминия Д16 и закреплены на массивных стальных плитах-опорах. Ширина опорных поверхностей призм 30 мм. Статическая нагрузка в поперечном направлении изделия создается с помощью стяжных болтов и гаек. Величина сжимающей статической нагрузки фиксируется с помощью динамометрического ключа. Установив деталь в призмы, ее сжимают в радиальном направлении с помощью болтов до выпрямления, которое фиксируется индикаторами часового типа. После этого деталь с призмами в собранном виде устанавливают вертикально в рабочую зону гидравлической разрывной машины ГМС-20 и медленно нагружают до предела текучести материала. В наших опытах это соответствовало нагрузке 7800 кгс. При этом исходная величина стрелы прогиба уменьшилась с 2,3 до 0,05 мм. The proposed method for editing long products is carried out in the following way. For editing, hot-rolled cylindrical rods made of A12 steel with a diameter of 16 mm and a length of 600 mm were used. Prisms are made of hardened D16 duralumin and mounted on massive steel support plates. The width of the supporting surfaces of the prisms is 30 mm. Static load in the transverse direction of the product is created using coupling bolts and nuts. The amount of compressive static load is fixed with a torque wrench. Having installed the part in the prism, it is compressed in the radial direction with the help of bolts until straightening, which is fixed by dial gauges. After that, the assembled part with the prisms is installed vertically in the working area of the hydraulic explosive machine GMS-20 and slowly loaded to the yield point of the material. In our experiments, this corresponded to a load of 7800 kgf. In this case, the initial value of the deflection boom decreased from 2.3 to 0.05 mm.
Правильная машина состоит из станины 1 с расположенными на ней двумя приводными патронами 2, установленными с возможностью поворота и продольного перемещения и выполненными в виде цилиндров 3 с центральными отверстиями 4. Внутри отверстий размещены цанги 5, которые хвостовой частью соединены со штоками 6 одной из пар гидроцилиндров 7. На наружной поверхности каждого из цилиндров 3 жестко закреплено по два диаметрально расположенных рычага 8, соединенных со штоками 9 других пар гидроцилиндров 10, расположенных с обоих сторон заготовки. Нижняя пара валков 11 стационарно смонтирована на станине 1, а верхняя 12, находящаяся в обойме 13, установлена с возможностью перемещения относительно валков 11 и заготовки 14 от винтовой передачи 15. The straightening machine consists of a bed 1 with two drive chucks 2 located on it, mounted for rotation and longitudinal movement and made in the form of cylinders 3 with central holes 4. Inside the holes are located collets 5, which are connected with the
Правильная машина работает следующим образом. The correct machine operates as follows.
При помощи винтовой передачи 15 обойма 13 вместе с верхними валками 12 перемещается вверх. Заготовка 14 кладется на нижние валки 11 и прижимается верхними валками 12 до выправления. Одновременно включается привод (на фиг. 1 не показан) нижних валков 11, и заготовка 14 получает вращение относительно собственной оси. После этого включаются в работу две пары гидроцилиндров 7 и 10. От гидроцилиндров 7 усилие передается через штоки 6 на цанги 5, которые упираются в конусный участок центральных отверстий 4. При этом заготовка 14 проходит через центральные отверстия цанг 5 и упирается в штоки 6 гидроцилиндров 7. От другой пары гидроцилиндров 10 усилие передается через штоки 9 на рычаги 8, которые поворачивают корпуса цилиндров 3 приводных патронов 2, цанги 5 и заготовку 14. Таким образом, заготовка 14 вначале выправляется и обкатывается в валковой обойме, а затем получает дополнительную деформацию центрального сжатия и кручения для того, чтобы напряжение в материале заготовки превысило предел текучести на 1 - 3%. После этого производится медленная разгрузка материала за счет снижения давления в гидроцилиндрах. Для извлечения заготовки 14 необходимо поднять обойму 13 вверх. Using a
Изобретение позволяет повысить качество правки длинномерных изделий за счет удаления остаточных напряжений и обеспечить стабильность их форм. Использование предлагаемого способа правки по сравнению с существующими способами дает следующие преимущества:
практически снимаются остаточные напряжения, что оказывает положительное влияние на сохранение стабильности формы изделия;
устраняются повреждения концов изделия, поэтому способ можно использовать для правки готовых деталей;
нагружение изделия до предела текучести обеспечивает повышение предела упругости материала, а следовательно, и некоторых эксплуатационных характеристик материала.The invention improves the quality of editing long products by removing residual stresses and to ensure the stability of their forms. Using the proposed editing method in comparison with existing methods gives the following advantages:
residual stresses are practically removed, which has a positive effect on maintaining the stability of the shape of the product;
damage to the ends of the product is eliminated, so the method can be used to edit finished parts;
loading the product to the yield point provides an increase in the elastic limit of the material, and therefore some operational characteristics of the material.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111479A RU2116150C1 (en) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Method for straightening elongated cylindrical products and machine for performing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111479A RU2116150C1 (en) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Method for straightening elongated cylindrical products and machine for performing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2116150C1 true RU2116150C1 (en) | 1998-07-27 |
| RU96111479A RU96111479A (en) | 1998-09-10 |
Family
ID=20181642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96111479A RU2116150C1 (en) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Method for straightening elongated cylindrical products and machine for performing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2116150C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456108C1 (en) * | 2008-06-06 | 2012-07-20 | Айзенбау Кремер Гмбх | Method of producing large-diametre tube |
| RU2478031C2 (en) * | 2011-05-27 | 2013-03-27 | Альберт Викторович Королев | Method of residual stress relaxation |
| RU2581692C1 (en) * | 2014-09-23 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of straightening long parts |
| RU2583520C1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of processing ring part by continuous rolling with three rolls |
| RU2595076C2 (en) * | 2014-11-06 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of straightening of long cylindrical parts |
| RU2611616C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of long parts sizes stabilization |
| RU2617073C2 (en) * | 2015-08-20 | 2017-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of parts geometric parameters stabilization |
| RU2626701C2 (en) * | 2015-11-16 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Device for cylindrical parts parameters stabilization |
| RU2650383C2 (en) * | 2015-10-08 | 2018-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of residual stress relaxation |
| RU2650362C2 (en) * | 2012-12-19 | 2018-04-11 | Прайметалз Текнолоджиз Итали С.Р.Л. | Straightening machine |
-
1996
- 1996-06-06 RU RU96111479A patent/RU2116150C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Современное оборудование для правки металла в СССР и за рубежом. НИИНФ ОРМТЯЖМАШ. - М.: Металлургия, 1969, с.58. 2. Слоним А.З., Сонин А.Л. Правк а листового и сортового проката. - М.: Металлургия, 1981, с.231. 3. SU, ав торское свидетельство 138212, B 21 D 3/12, 1961. 4. SU, авторское свидетел ьство, 1148663, B 21 D 3/00, 1985. 5. * |
| 8. Ракоши ц Г.С., Кузьминцев В.Н. Машинная правка проката, поковок и деталей. - М.: Высшая школа, 1988, с.199. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456108C1 (en) * | 2008-06-06 | 2012-07-20 | Айзенбау Кремер Гмбх | Method of producing large-diametre tube |
| RU2478031C2 (en) * | 2011-05-27 | 2013-03-27 | Альберт Викторович Королев | Method of residual stress relaxation |
| RU2650362C2 (en) * | 2012-12-19 | 2018-04-11 | Прайметалз Текнолоджиз Итали С.Р.Л. | Straightening machine |
| RU2581692C1 (en) * | 2014-09-23 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of straightening long parts |
| RU2583520C1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of processing ring part by continuous rolling with three rolls |
| RU2595076C2 (en) * | 2014-11-06 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of straightening of long cylindrical parts |
| RU2617073C2 (en) * | 2015-08-20 | 2017-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of parts geometric parameters stabilization |
| RU2611616C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of long parts sizes stabilization |
| RU2650383C2 (en) * | 2015-10-08 | 2018-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of residual stress relaxation |
| RU2626701C2 (en) * | 2015-11-16 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Device for cylindrical parts parameters stabilization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2116150C1 (en) | Method for straightening elongated cylindrical products and machine for performing the same | |
| KR20010075460A (en) | Method for processing billets out of metals and alloys and the article | |
| RU2008994C1 (en) | Method for radial hammering | |
| US3550417A (en) | Process for the cold forming of metal | |
| US3583191A (en) | Compressive straightener | |
| US3136053A (en) | Method of forming close tolerance tubing | |
| US2862215A (en) | Machine for forming threads within a metallic tube by swaging | |
| RU2478031C2 (en) | Method of residual stress relaxation | |
| US5848546A (en) | Method of gripping tubular members during forming operations and associated apparatus | |
| RU2021064C1 (en) | Method for treatment of axis-symmetrical blanks by twisting | |
| RU2082590C1 (en) | Device for strengthening of long-cut materials | |
| SU1616750A1 (en) | Method of producing reinforcing-bar steel | |
| RU2043182C1 (en) | Apparatus for transverse-wedge rolling | |
| US4061008A (en) | Rolls of a skewed-roll machine for trueing cylindrical metal articles | |
| SU1442313A1 (en) | Tool for burnishing thread surface | |
| RU2119837C1 (en) | Method of making electrically welded limit-length tubes | |
| JPH0659503B2 (en) | Stepped tube / tapered tube manufacturing method | |
| SU1148663A1 (en) | Method of straightening elongated rolled stock | |
| SU1731380A1 (en) | Method of manufacture of profiled products | |
| SU556862A1 (en) | Device for forming pipe billet | |
| US4612790A (en) | Method of drawing ribs on tubes | |
| RU2131800C1 (en) | Part rebuilding method | |
| RU2284242C2 (en) | Knurling method with moving bearing units and apparatus for performing the same (variants) | |
| SU1212643A1 (en) | Method of mechanical removing of scale from rolled stock surface | |
| RU2011452C1 (en) | Method and pass for straightening cylindrical articles |