RU2215609C2

RU2215609C2 - Spinning apparatus

Info

Publication number: RU2215609C2
Application number: RU2002101944/02A
Authority: RU
Inventors: А.К. Евдокимов; К.В. Власов
Original assignee: Тульский государственный университет
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely spinning processes. SUBSTANCE: apparatus includes housing with micrometric nut; supporting ring mounted in housing with possibility of rotation; outlet stationary supporting ring; spinning members arranged between said rings; mandrel and holder. Working surfaces of inlet and outlet rings are curvilinear. Lines tangent to generatrices of said surfaces in point of contact with spinning member are parallel relative to rotation plane of spinning member - on inlet supporting ring and they are normal relative to rotation plane - on outlet supporting ring. EFFECT: enhanced strength of working members, improved quality of parts. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к обработке металлов ротационным способом. Применение устройств для ротационной вытяжки возможно во всех отраслях металлообрабатывающей промышленности, связанных с производством высокоточных полых цилиндрических изделий, в первую очередь из труднодеформируемых материалов, таких как нержавеющие и жаропрочные стали. The invention relates to the field of metal forming, in particular to metal processing in a rotational manner. The use of devices for rotary drawing is possible in all sectors of the metalworking industry associated with the production of high-precision hollow cylindrical products, primarily from hardly deformable materials, such as stainless and heat-resistant steels.

Известно устройство для ротационной вытяжки, содержащее установленные в корпусе с микрометрической гайкой входное и выходное опорные кольца с размещенными между ними давильными элементами, а также оправку и прижим (патент ГДР 103398, МПК⁵ 21 D 22/14).A device for rotary hoods is known, comprising input and output support rings with pressure elements located between them and a mandrel and a clip installed in a housing with a micrometer nut (GDR patent 103398, IPC ⁵ 21 D 22/14).

Недостатками известного устройства является то, что оно не обеспечивает получения деталей высокого качества, приводит к повышенному износу опорных колец и давильных элементов. The disadvantages of the known device is that it does not provide high quality parts, leads to increased wear of the support rings and pressure elements.

Наиболее близким технических решением к предлагаемому изобретению является устройство для ротационной вытяжки (патент РФ 712171, МПК⁷ В 21 D 22/14, БИ 31, 1978 г.), содержащее корпус с установленными в нем микрометрической гайкой, входным опорным кольцом, выполненным с возможностью вращения, выходным неподвижным опорным кольцом и с размещенными между ними давильными элементами, а также оправку и прижим.The closest technical solution to the proposed invention is a device for rotary hoods (RF patent 712171, IPC ⁷ V 21 D 22/14, BI 31, 1978), comprising a housing with a micrometer nut installed in it, an input support ring, configured to rotation, output stationary support ring and with pressure elements placed between them, as well as the mandrel and clamp.

Недостатком прототипа является интенсивный износ опорных колец и давильных элементов, что ухудшает качество получаемых деталей, за счет потери точности размеров, появления следов раскатки, отчего блестящая наружная поверхность детали становится матовой. The disadvantage of the prototype is the intensive wear of the support rings and pressure elements, which degrades the quality of the parts obtained due to loss of dimensional accuracy, the appearance of traces of rolling, making the shiny outer surface of the part becomes dull.

Задачей предложенного изобретения является повышение стойкости рабочих элементов устройства для ротационной вытяжки и повышения качества получаемых деталей. The objective of the invention is to increase the durability of the working elements of the device for rotary drawing and improve the quality of the parts.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для ротационной вытяжки, состоящем из корпуса с микрометрической гайкой, в котором установлены входное опорное кольцо, выполненное с возможностью вращения, выходное неподвижное опорное кольцо с размещенными между ними давильными элементами, а также оправку и прижим, рабочие поверхности входного и выходного опорных колец выполнены криволинейными, причем касательные к образующим рабочих поверхностей опорных колец в точке контакта с давильным элементом выполнены параллельно плоскости вращения давильного элемента на входном опорном кольце и перпендикулярно на выходном, причем рабочая поверхность входного опорного кольца выполнена выпуклой, а рабочая поверхность выходного опорного неподвижного кольца вогнутой, надо учесть обязательно, что выходное опорное неподвижное кольцо выполнено из твердого сплава, входное опорное кольцо - из износостойкой инструментальной стали, а давильные элементы - из инструментальной стали повышенной вязкости. This object is achieved by the fact that in the device for rotational drawing, consisting of a housing with a micrometer nut, in which an input support ring is made, rotatable, an output stationary support ring with pressure elements placed between them, as well as a mandrel and clamp, working surfaces the input and output support rings are made curved, and the tangents to the generators of the working surfaces of the support rings at the point of contact with the pressing element are parallel to the plane the rotation of the pressing element on the input support ring and perpendicular to the output, and the working surface of the input support ring is convex, and the working surface of the output support fixed ring is concave, it must be taken into account that the output support fixed ring is made of hard alloy, the input support ring is made of wear-resistant tool steel, and pressure elements - from tool steel of high viscosity.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для ротационной вытяжки. Figure 1 shows a General view of a device for rotary drawing.

На фиг.2 показана схема ротационной вытяжки из цилиндрической заготовки шариковыми давильными элементами в опорных кольцах с криволинейными рабочими поверхностями. Figure 2 shows a diagram of a rotational hood from a cylindrical billet with ball pressing elements in support rings with curved working surfaces.

На фиг. 2 центр давления показан точкой С, а плоскость вращения прямой СВ. Центр давления можно определить приближенными вычислениями или экспериментально. In FIG. 2, the center of pressure is shown by point C, and the plane of rotation of the straight line CB. The center of pressure can be determined by approximate calculations or experimentally.

Устройство для ротационной вытяжки содержит корпус 1, в котором установлено входное опорное кольцо 2, выполненное с возможностью вращения, и выходное опорное неподвижное кольцо 3, между ними расположены давильные элементы 4. Внутри корпуса 1 расположен кольцевой прижим 5 и центральный прижим 6, поддерживаемый пружиной 7, кольцевой прижим 5 расположен на оправке 8. В торце кольцевого прижима 5 выполнено углубление 9. Входное опорное кольцо 2 расположено контактирующим с торцем микрометрической гайки 10 через подшипник 11. Кольцевой прижим 5 связан с микрометрической гайкой 10 посредством подшипника 12. The rotary hood device comprises a housing 1 in which an input support ring 2 is mounted rotatably and an output support stationary ring 3, pressure elements 4 are located between them. Inside the housing 1 there is an annular clamp 5 and a central clamp 6 supported by a spring 7 , the annular clamp 5 is located on the mandrel 8. At the end of the annular clamp 5, a recess 9 is made. The input support ring 2 is located in contact with the end of the micrometer nut 10 through the bearing 11. The annular clamp 5 is connected with a micrometer nut 10 by means of a bearing 12.

Для улучшения регулировки степени деформации и достижения наилучшего качества деталей при любых режимах деформирования рабочих поверхностей опорных колец 2,3 выполняются криволинейными. Причем выходное опорное неподвижное кольцо 3 имеет вогнутую поверхность. А входное опорное кольцо 2 выпуклую. Форма поверхностей определяется образующими кривыми, которые аппроксимируются нелинейными уравнениями (парабола, эллипсоид и т.д.) при условии, чтобы в точках контакта сферы давильного элемента с рабочими поверхностями опорных колец, проведенные касательные к образующим составляли 90^o, а касательная к образующей выходного неподвижного опорного кольца 3 была бы перпендикулярна плоскости вращения давильного элемента 4, проходящей через центр давления контактного отпечатка.To improve the adjustment of the degree of deformation and to achieve the best quality of the parts under any modes of deformation of the working surfaces of the support rings 2,3 are curved. Moreover, the output supporting fixed ring 3 has a concave surface. And the input support ring 2 is convex. The shape of the surfaces is determined by the generating curves, which are approximated by non-linear equations (parabola, ellipsoid, etc.) provided that at the contact points of the sphere of the pressure element with the working surfaces of the support rings, the tangents drawn to the generators are 90 ^o , and the tangent to the generator of the output stationary the support ring 3 would be perpendicular to the plane of rotation of the pressure member 4 passing through the center of pressure of the contact print.

Устройство для ротационной вытяжки работает следующим образом. Корпус 1 этого устройства устанавливается на суппорт токарного станка, а оправка 8 в его шпиндель. Регулирующей микрометрической гайкой 10, воздействующей через радиально-упорный подшипник 11 на входное опорное кольцо 2, устанавливают требуемый диаметральный размер между давильными элементами 4, соответствующий наружнему диаметру изделия. A device for a rotary hood operates as follows. The housing 1 of this device is mounted on a support of a lathe, and the mandrel 8 in its spindle. By adjusting the micrometer nut 10 acting through an angular contact bearing 11 on the input support ring 2, the required diametrical dimension between the pressing elements 4 is set, corresponding to the outer diameter of the product.

Заготовка в виде диска вставляется в проточку 9 прижима 5 Суппортом подводят устройство для ротационной вытяжке своими давильными элементами 4 к поверхности заготовки, при этом отжимается центральный прижим 6. A blank in the form of a disk is inserted into the groove 9 of the clamp 5. With a caliper, a device for rotational drawing with its pressure elements 4 is brought to the surface of the workpiece, while the central clamp 6 is squeezed.

При включении привода станка начинает вращаться шпиндель с оправкой 8 и перемещается продольно суппорт с устройством для ротационной вытяжки в сторону оправки 8. При этом происходит операция ротационной вытяжки изделия из заготовки без проскальзывания давильных элементов относительно опорных колец 2,3. Благодаря определенному расположению рабочих поверхностей в пространстве относительно плоскости вращения давильных элементов 4 последние катятся по рабочей поверхности выходного опорного неподвижного кольца 3 и вращаются на рабочей поверхности входного опорного кольца 2 вместо проскальзывания. Поэтому снижается износ опорных и давильных элементов и улучшается качество изделия. When the machine drive is turned on, the spindle with the mandrel 8 starts to rotate and the caliper with the device for rotational extraction is moved longitudinally towards the mandrel 8. In this case, the operation of rotational extraction of the product from the workpiece without slipping of the pressure elements relative to the support rings 2,3 occurs. Due to the specific location of the working surfaces in space relative to the plane of rotation of the pressure elements 4, the latter roll along the working surface of the output supporting fixed ring 3 and rotate on the working surface of the input supporting ring 2 instead of slipping. Therefore, the wear of supporting and pressure elements is reduced and the quality of the product is improved.

Если опорные кольца 2,3 имеют криволинейные выпуклую и вогнутую рабочие поверхности, то качество изделия и износостойкость инструмента не зависят от глубины внедрения давильного элемента в заготовку и степени деформации. А так как требование перпендикулярности касательных в местах контакта поверхности давильного элемента с рабочими поверхностями колец выполняется, то эти поверхности не повлияют на систему регулировки микрометрической гайки. If the support rings 2,3 have curved convex and concave working surfaces, the product quality and tool wear do not depend on the depth of penetration of the pressure element into the workpiece and the degree of deformation. And since the requirement of the perpendicularity of the tangents at the points of contact of the surface of the pressing element with the working surfaces of the rings is fulfilled, these surfaces will not affect the adjustment system of the micrometer nut.

Износостойкость инструмента повысится дополнительно еще по следующим причинам: т.к. рабочая поверхность выходного опорного неподвижного кольца 3 вогнутая, то площадь контакта ее с давильными элементами увеличивается, а удельное усилие в зоне контакта при одном и том же усилии деформирования уменьшается. Выпуклая рабочая поверхность входного опорного кольца 2 уменьшает площадь контакта с давильными элементами и потери на трение вращения на этом кольце также становятся меньше. Tool wear resistance will increase further for the following reasons: the working surface of the output supporting fixed ring 3 is concave, then its contact area with the pressure elements increases, and the specific force in the contact zone with the same deformation force decreases. The convex working surface of the inlet support ring 2 reduces the contact area with the pressure elements and the friction loss of rotation on this ring also becomes smaller.

После окончания деформирования суппорт с корпусом 1 отводится назад, центральный прижим 6 оставляет готовое изделие на оправке, с которой легко сбрасывается прижимом. After the deformation is completed, the caliper with the housing 1 is retracted, the central clamp 6 leaves the finished product on the mandrel, from which it is easily reset by the clamp.

Таким образом предложенное устройство для ротационной вытяжки позволяет снизить износ рабочих поверхностей опорных элементов и получить более качественные изделия. Thus, the proposed device for rotational drawing allows you to reduce wear of the working surfaces of the supporting elements and to obtain better products.

Claims

1. A device for rotational hoods, comprising a housing with a micrometer nut, in which an input support ring is mounted, rotatable, an output stationary support ring, pressure elements placed between them, and a mandrel and clamp, characterized in that the working surfaces of the input and output supporting rings are made curved, and tangent to the generatrices of the working surfaces of the supporting rings at the point of contact with the pressure element parallel to the plane of rotation of the pressure element - in a support ring and perpendicular - to the output.

2. The device according to claim 1, characterized in that the working surface of the input support ring is convex, and the working surface of the output support ring is concave.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the output support fixed ring is made of hard alloy, the input support ring is made of wear-resistant tool steel, and the pressure elements are made of tool steel of high viscosity.