RU2410185C1 - Procedure for blank rotary smoothing with block of planetary moving rollers - Google Patents
Procedure for blank rotary smoothing with block of planetary moving rollers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410185C1 RU2410185C1 RU2009118613/02A RU2009118613A RU2410185C1 RU 2410185 C1 RU2410185 C1 RU 2410185C1 RU 2009118613/02 A RU2009118613/02 A RU 2009118613/02A RU 2009118613 A RU2009118613 A RU 2009118613A RU 2410185 C1 RU2410185 C1 RU 2410185C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- central shaft
- rollers
- bearings
- smoothing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам и устройствам для ротационного выглаживания и давильной обработки.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods and devices for rotational smoothing and pressure processing.
Известен способ давильной обработки давильными роликами, характер протекания процесса обработки которыми зависит от радиуса округления и ширины пояска [1]. Однако недостатком известных давильных роликов является сложность восстановления формы в результате износа, так как для этого необходимо перешлифовывать все внешние поверхности с изменением радиусов шлифовки для сохранения сопряжения радиусов. При этом требуется внесение корректив в технологические режимы. Кроме того, недостатком способа является малая контактная поверхность, взаимодействующая с деталью, не обеспечивающая высокой шероховатости отделки обрабатываемой поверхности, обуславливающая низкое качество поверхности и требующая большого количества технологических переходов, что резко снижает производительность.A known method of pressure treatment with pressure rollers, the nature of the processing process which depends on the radius of rounding and the width of the belt [1]. However, the disadvantage of the known pressure rollers is the difficulty of restoring the shape as a result of wear, since for this it is necessary to grind all external surfaces with a change in the grinding radii to maintain the mating radius. At the same time, adjustments are required in the technological modes. In addition, the disadvantage of this method is the small contact surface interacting with the part, which does not provide a high roughness of the finish of the processed surface, which results in low surface quality and requires a large number of technological transitions, which sharply reduces productivity.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение качества и производительности при обработке, улучшение условий деформирования и течения металла, а также снижение вероятности расширения, вспучивания металла и возникновения задиров на обрабатываемой поверхности, снижение вероятности образования наплывов перед инструментом особенно при обработке тонкостенных заготовок из прочных материалов.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, improving the quality and productivity during processing, improving the conditions of deformation and flow of metal, as well as reducing the likelihood of expansion, swelling of metal and the occurrence of scoring on the treated surface, reducing the likelihood of sagging in front of the tool, especially when processing thin-walled workpieces from durable materials .
Поставленная задача решается предлагаемым способом ротационного выглаживания заготовок блоком роликов с планетарным движением, включающим сообщение принудительного вращательного движения обрабатываемой заготовке и продольной, и поперечной подачи блоку роликов, выполненному в виде посаженных на центральный вал и разделенных между собой дистанционным кольцом двух роликов, один из которых имеет заходный участок с игольчатой периферийной поверхностью из пучков ворса из металлической проволоки с передним углом φ1=20°…30°, жестко установлен на центральном валу с возможностью принудительного вращения от второго ролика посредством планетарной зубчатой передачи, состоящей из принадлежащего второму ролику охватывающего колеса с внутренним зубчатым венцом, свободно посаженного на подшипники на центральном валу, сателлита, входящего в зацепление с охватывающим колесом, посаженным на свободно вращающуюся ось, установленную на подшипниках на оправке, и центрального колеса, жестко посаженного на вышеупомянутый центральный вал, имеющий возможность свободного вращения на подшипниках на оправке, при этом ролики имеют возможность вращения в противоположном направлении, а второй ролик имеет обжимной участок под углом φ2=30°…40°, калибрующий поясок и проглаживающий участок в виде кольца из полимерного материала, установленного с помощью шайбы и винтов.The problem is solved by the proposed method of rotational smoothing of workpieces by a block of rollers with planetary movement, including a message of forced rotational movement of the workpiece and longitudinal, and transverse feed to the block of rollers, made in the form of two rollers mounted on a central shaft and separated by a spacer ring, one of which has lead-in portion with the needle the peripheral surface of the pile of bundles of the metal wire with a rake angle φ 1 = 20 ° ... 30 °, rigidly SET connected to the central shaft with the possibility of forced rotation from the second roller by means of a planetary gear train, consisting of a female wheel belonging to the second roller with an internal gear ring, freely mounted on bearings on the central shaft, a satellite engaged with the female wheel mounted on a freely rotating axis mounted on bearings on a mandrel, and a central wheel rigidly mounted on the aforementioned central shaft, with the possibility of free rotation on p bearings on the mandrel, while the rollers have the ability to rotate in the opposite direction, and the second roller has a crimp section at an angle of φ 2 = 30 ° ... 40 °, a calibrating girdle and a smoothing section in the form of a ring of polymer material, mounted with a washer and screws.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.
На фиг.1 показан блок давильных роликов для ротационного выглаживания и другой давильной обработки как тонкостенных, так и толстостенных деталей, продольный разрез; на фиг.2 - общий вид по А на передний торец на фиг.1; на фиг.3 - общий вид сбоку; на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - элемент В на фиг.3, продольный разрез.Figure 1 shows a block of pressure rollers for rotational smoothing and other pressure processing of both thin-walled and thick-walled parts, a longitudinal section; figure 2 is a General view along A of the front end in figure 1; figure 3 is a General side view; figure 4 is a section along BB in figure 1; figure 5 - element In figure 3, a longitudinal section.
Предлагаемый способ реализуется инструментальным блоком, который состоит из двух роликов 1 и 2, посаженных на один центральный вал, и служит для улучшения условий деформирования заготовок. Заготовке, например, надетой на оправку (не показана), сообщают вращательное движение VП, при этом давильный ролик 2 получает вращение VП от заготовки за счет сил трения. Кроме того, блоку сообщают продольную SПР подачу.The proposed method is implemented by an instrumental unit, which consists of two rollers 1 and 2, mounted on one central shaft, and serves to improve the conditions of deformation of the workpieces. A workpiece, for example, worn on a mandrel (not shown), is informed of a rotational movement V P , while the pressure roller 2 receives a rotation V P from the workpiece due to friction forces. In addition, a longitudinal S PR feed is reported to the block.
Производительность ротационного выглаживания, а также качество поверхностей деталей в значительной мере зависят от формы и геометрических параметров давильных роликов.The performance of rotary smoothing, as well as the quality of the surfaces of the parts, largely depend on the shape and geometric parameters of the pressure rollers.
Инструментальный блок состоит из двух роликов 1 и 2, посаженных на один центральный вал 3, при этом ролики разделены между собой дистанционным кольцом 4.The tool block consists of two rollers 1 and 2, mounted on one
Блок имеет сложный профиль и состоит из трех участков - заходного 5, обжимного 6, проглаживающего 7 и калибрующего пояска 8.The block has a complex profile and consists of three sections - inlet 5, crimp 6, ironing 7 and calibrating girdle 8.
Заходный участок 5 выполнен на одном ролике 1 посаженным жестко на центральный вал 3 с помощью шпонки 9, закреплен на нем гайкой 10 и имеет принудительное вращение VП от второго ролика 2 за счет планетарной зубчатой передачи 2-11-12. Периферийная поверхность ролика 1 изготовлена игольчатой из пучков ворса из металлической проволоки с передним углом φ1=20°…30°.The approaching section 5 is made on one roller 1, fixed firmly on the
Планетарная зубчатая передача 2-11-12 состоит из охватывающего колеса с внутренним зубчатым венцом, принадлежащим второму ролику 2, и свободно посаженному на подшипниках 13 на центральном валу 3. В состав планетарной передачи входит шестерня - сателлит 11, находящаяся в зацеплении с охватывающим колесом 2. Сателлит 11 посажен на свободно вращающуюся ось 14, установленную на подшипниках 15, которые установлены в оправке 16. В состав планетарной передачи входит также центральное колесо 12, которое с помощью шпонки 17 жестко установлено на центральном валу 3. Центральное колесо 12 находится в постоянном зацеплении с сателлитом 11. Центральный вал 3 свободно вращается на подшипниках 18, смонтированных в оправке 16.Planetary gear transmission 2-11-12 consists of a female gear with an internal gear rim belonging to the second roller 2, and freely mounted on bearings 13 on the
Таким образом, данная планетарная передача 2-11-12 передает вращательные движения VП и VЦ, соответственно, роликам 2 и 1 в противоположных направлениях (см. фиг.4).Thus, this planetary gear 2-11-12 transmits rotational movements V P and V C , respectively, to the rollers 2 and 1 in opposite directions (see figure 4).
На периферийной поверхности второго ролика 2 выполнены: обжимной участок 6 под углом φ2=30°…40°, калибрующий поясок 8 шириной К и проглаживающий участок 7 в виде кольца из полимерного материала, установленного с помощью шайбы 19 и винтов 20 на торце ролика 2.On the peripheral surface of the second roller 2 are made: a crimping section 6 at an angle φ 2 = 30 ° ... 40 °, a calibrating girdle 8 of width K and a
Периферийная поверхность заходного участка 5 изготовлена игольчатой из пучков ворса из металлической проволоки с передним углом φ1=20°…30°. Пучки проволочного ворса на ступице ролика 1 закреплены известными способами и создают благоприятные условия для формообразования, ликвидируя проскальзывание и уменьшая вероятность образования наплывов перед обжимом и проглаживанием. Ролики 1 и 2 вращаются зависимо друг от друга в противоположных направлениях, что дает возможность улучшить условия течения металла и снизить вероятность возникновения задиров на обрабатываемой поверхности.The peripheral surface of the lead-in section 5 is made of needle wire from tufts of pile made of metal wire with a rake angle φ 1 = 20 ° ... 30 °. The bundles of wire pile on the hub of the roller 1 are fixed by known methods and create favorable conditions for shaping, eliminating slippage and reducing the likelihood of sagging before crimping and ironing. The rollers 1 and 2 rotate independently of each other in opposite directions, which makes it possible to improve the flow conditions of the metal and reduce the likelihood of burrs on the surface being machined.
Встречное движение заходного 5 и обжимного 6 участков способствует уменьшению напряжений в очаге деформации и стабилизирует процесс обкатывания и деформирования. Выбирая соотношения скоростей роликов, устанавливают оптимальное значение, в результате чего создают благоприятные условия для формообразования.The oncoming movement of the lead-in 5 and crimp 6 sections helps to reduce stresses in the deformation zone and stabilizes the process of rolling in and deformation. Choosing the ratio of the speeds of the rollers, establish the optimal value, as a result of which create favorable conditions for shaping.
Для эффективной обработки перед работой блок инструментов подают в поперечном направлении до создания натяга в пределах 0,2…0,7 мм.For effective processing before work, the tool block is fed in the transverse direction to create an interference fit within 0.2 ... 0.7 mm.
Передний угол φ2 является углом входа металла в очаг деформации, и чем меньше он, тем меньше напряжения в очаге деформации, тем стабильнее процесс ротационного выглаживания.The rake angle φ 2 is the angle of entry of the metal into the deformation zone, and the smaller it is, the less stress in the deformation zone, the more stable the process of rotational smoothing.
Предлагаемый способ позволяет деформировать, например, трубчатые заготовки на различную длину в любом участке с предварительным внедрением в металл. Обжимная часть 6 ролика 2 имеет угол φ2=30°…40°, который способствует уменьшению наплыва, а также влияет на устойчивость процесса и распределение усилий между продольной и поперечной составляющими. Меньший угол φ2 принимают при обработке алюминия, меди и низкоуглеродистой стали, больший угол φ2 - при обработке высокопрочной стали и титана, так как с увеличением угла φ2 снижаются усилия деформирования. При φ2<20° возможность появления наплывов перед роликом увеличивается, что нежелательно.The proposed method allows you to deform, for example, tubular billets for various lengths in any area with preliminary introduction into the metal. The crimping part 6 of the roller 2 has an angle φ 2 = 30 ° ... 40 °, which helps to reduce the influx, and also affects the stability of the process and the distribution of forces between the longitudinal and transverse components. A smaller angle φ 2 is taken when machining aluminum, copper and low carbon steel, a larger angle φ 2 is used when machining high-strength steel and titanium, since the deformation forces decrease with an increase in the angle φ 2 . When φ 2 <20 °, the possibility of sagging in front of the roller increases, which is undesirable.
Между обжимным участком 6, выполненным под углом φ2 к оси вращения, и проглаживающим участком 7 расположен калибрующий поясок 8, который препятствует появлению наплывов перед роликом 2, что весьма вероятно при обработке толстостенных заготовок. Калибрующий поясок, как правило, принимают шириной К=1,5…3 мм. Так как от ширины пояска зависит продольная подача, определяемая по формуле SПР=(0,2…0,3)К, то стремятся увеличить ширину пояска, однако, при более широких поясках К значительно возрастают усилия деформирования и снижается качество обработанной поверхности.Between the crimp section 6, made at an angle φ 2 to the axis of rotation, and the
Такое же влияние оказывает радиус рабочей кромки R, который принимаем примерно равным толщине деформируемой заготовки. При подаче, определяемой по формуле SПР=(0,2…0,3)К, достигается шероховатость обработанной поверхности от Ra=40 мкм до Ra=1,25 мкм. Радиусы сопряжения пояска К с рабочими гранями принимают в пределах 1…3 мм.The radius of the working edge R, which is assumed to be approximately equal to the thickness of the deformable workpiece, has the same effect. When applying, determined by the formula S PR = (0.2 ... 0.3) K, the roughness of the treated surface is achieved from Ra = 40 μm to Ra = 1.25 μm. The radiuses of conjugation of the belt K with the working faces take within 1 ... 3 mm.
На проглаживающем участке 7 установлен давильный элемент в виде кольца из полимерного материала, например полиуретана марок СКУ 7-100 или СКУ-ИФЛ. Кольцо закреплено с торца второго ролика 2 с помощью шайбы 19 и винтов 20. Этот давильный элемент работает следующим образом. Перед обработкой производят настройку давильного элемента на заданную, в зависимости от обрабатываемого материала, жесткость путем осевого перемещения шайбы 19 винтами 20. Применение на проглаживающем участке полимерного кольца позволяет повысить качество изделия в связи с возможностью регулирования жесткости полимерного давильного материала в зависимости от характеристик обрабатываемого материала [2].A pressing element in the form of a ring of polymer material, for example, polyurethane grades SKU 7-100 or SKU-IFL, is installed on the
Предлагаемый способ, реализуемый блоком давильных роликов, применяют на мощных давильных станках, работающих по способу обратной ротационной протяжки толстостенных заготовок. Диаметры роликов принимают из конструктивных соображений. С увеличением диаметра ролика растут усилия деформирования и изгибающие моменты, действующие на суппорт станка. Необходимо стремиться для каждого станка применять ролики одного диаметра. Особенно это важно для станков с ЧПУ.The proposed method, implemented by a block of pressure rollers, is used on powerful pressure machines, working by the method of reverse rotation drawing of thick-walled workpieces. The diameters of the rollers are taken from design considerations. With an increase in the diameter of the roller, deforming forces and bending moments acting on the support of the machine increase. It is necessary to strive to use rollers of the same diameter for each machine. This is especially important for CNC machines.
Работу по деформированию ведут с минимальной жесткостью заходной игольчатой частью. В качестве ворса применяют стальную пружинную проволоку, например, диаметром 0,5…1,0 мм из стали 65Г. Используют игольчатую часть с соотношением h/I, где h - длина вылета ворса над ступицей ролика (см. фиг.5); I - наименьший радиус инерции поперечного сечения проволочных элементов, находящихся в пределах 50…100, а коэффициент Кп плотности проволочного ворса в пределах 0,6…0,8; при этом натяг составлял - i=0,2…0,7 мм.Work on deformation is carried out with minimal rigidity of the inlet needle part. As a pile, a steel spring wire is used, for example, with a diameter of 0.5 ... 1.0 mm from steel 65G. Use the needle part with the ratio h / I, where h is the length of the pile over the hub of the roller (see figure 5); I - the smallest radius of inertia of the cross section of wire elements within 50 ... 100, and the coefficient K p the density of the wire pile in the range of 0.6 ... 0.8; the tightness was - i = 0.2 ... 0.7 mm.
Режимы работы игольчатой части: окружная скорость VЦ принимается равной скорости заготовки. В результате улучшается шероховатость на один класс, усилие прижатия блока к обрабатываемой поверхности заготовки составляет 200…300 Н на 10 мм ширины рабочей поверхности игольчатой части.Modes of operation of the needle part: the peripheral speed V C is taken equal to the speed of the workpiece. As a result, the roughness by one class is improved, the pressure of the block against the workpiece surface is 200 ... 300 N per 10 mm of the width of the working surface of the needle part.
Для обработки предлагаемым способом необходимо соблюдать условие: p/σв=1,5…2,0, где p - давление при деформировании, МПа; σв - предел прочности материала обрабатываемой заготовки, МПа.For processing by the proposed method, it is necessary to observe the condition: p / σ in = 1.5 ... 2.0, where p is the pressure during deformation, MPa; σ in - the tensile strength of the material of the workpiece, MPa.
Выбор соответствующего давления p зависит от физико-механических свойств материала проволочного ворса, от жесткости и плотности последнего, а также от натяга i.The choice of the appropriate pressure p depends on the physicomechanical properties of the material of the wire pile, on the rigidity and density of the latter, as well as on the interference fit i.
Так как игольчатый ролик изнашивается по наружному диаметру, то с целью восстановления желательно, чтобы пучки ворса радиально выдвигались и правились шлифованием по наружному диаметру после каждой правки.Since the needle roller wears out on the outer diameter, for the purpose of restoration it is desirable that the tufts of the pile radially extend and are governed by grinding on the outer diameter after each dressing.
Образующийся в результате выглаживания микрорельеф поверхности обусловливается следующими основными факторами: кинематикой процесса, т.е. направлением взаимного перемещения инструмента и обрабатываемой заготовки; исходной шероховатостью; формой и размерами исходной части и выглаживающего инструмента; глубиной внедрения инструмента в обрабатываемую поверхность; величиной подачи; пластическим течением металла, обусловливающим появление вторичной шероховатости; шероховатостью рабочей части инструмента; величиной упругого восстановления поверхности после выглаживания; вибрациями технологической системы станок-приспособление-инструмент-заготовка, а также величиной натяга иглоинструмента.The surface microrelief formed as a result of smoothing is determined by the following main factors: the kinematics of the process, i.e. the direction of mutual movement of the tool and the workpiece; initial roughness; the shape and size of the initial part and the smoothing tool; the depth of penetration of the tool into the work surface; feed rate; plastic flow of metal, causing the appearance of secondary roughness; roughness of the working part of the tool; the value of the elastic recovery of the surface after smoothing; vibrations of the technological system machine-tool-tool-tool-workpiece, as well as the magnitude of the tightness of the needle tool.
При выглаживании деталей из стали, латуни и алюминиевых сплавов хорошие результаты дает применение в качестве смазочного материала индустриального масла И-20А или сульфофрезола.When ironing parts made of steel, brass and aluminum alloys, good results are obtained by using industrial oil I-20A or sulfofresol as a lubricant.
Использование предлагаемого способа позволяет расширить технологические возможности деформирования и вытяжки благодаря комбинации иглоролика с давильным элементом из полиуретана, повысить качество и производительность обработки, улучшить условия деформирования и течение металла, снизить вероятность расширения, вспучивания металла и возникновения задиров на обрабатываемой поверхности, а также прогнозировать шероховатость и качество обрабатываемой поверхности.Using the proposed method allows to expand the technological capabilities of deformation and drawing due to the combination of an acrylic resin with a polyurethane pressure element, to increase the quality and productivity of processing, to improve the conditions of deformation and flow of metal, to reduce the likelihood of expansion, expansion of metal and the occurrence of scoring on the treated surface, as well as to predict roughness and quality of the processed surface.
Источники информацииInformation sources
1. Могильный Н.И. Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках. М.: Машиностроение, 1983, с.147, рис.9.6.1. Mogilny N.I. Rotational extraction of shell parts on machines. M .: Engineering, 1983, p. 147, Fig. 9.6.
2. Авторское свидетельство СССР, №1558534, МКИ B21D 22/16.2. Copyright certificate of the USSR, No. 1558534, MKI B21D 22/16.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118613/02A RU2410185C1 (en) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | Procedure for blank rotary smoothing with block of planetary moving rollers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118613/02A RU2410185C1 (en) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | Procedure for blank rotary smoothing with block of planetary moving rollers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009118613A RU2009118613A (en) | 2010-11-27 |
| RU2410185C1 true RU2410185C1 (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=44057182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009118613/02A RU2410185C1 (en) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | Procedure for blank rotary smoothing with block of planetary moving rollers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2410185C1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105414295B (en) * | 2015-12-17 | 2019-01-29 | 株洲易力达机电有限公司 | The application of turning rolls, automatic spinning equipment and the equipment |
-
2009
- 2009-05-18 RU RU2009118613/02A patent/RU2410185C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009118613A (en) | 2010-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2769781B1 (en) | A cold rolling method for forming bearing rings | |
| JP2011521791A (en) | Ring formation method | |
| EP3446832B1 (en) | Inner surface finishing tool | |
| RU2410185C1 (en) | Procedure for blank rotary smoothing with block of planetary moving rollers | |
| JP6365796B1 (en) | Track groove processing method, ball screw device, machine and vehicle manufacturing method | |
| RU2409442C1 (en) | Unit of spinning rolls for rotary burnishing of billets | |
| RU2411098C1 (en) | Method of embracing spinning | |
| US20090014082A1 (en) | Exhaust apparatus and method | |
| RU2393039C1 (en) | Device for rotary burnishing of cylindrical shells | |
| RU2414981C1 (en) | Method of circular spinning by ring tool | |
| JP2017087250A (en) | Manufacturing method of ring-shaped member | |
| RU2411099C1 (en) | Embracing spinning device | |
| RU2409441C1 (en) | Unit of spinning rolls for rotary burnishing of billets | |
| RU2409440C1 (en) | Method of rotary burnishing of billets | |
| JPH0139849B2 (en) | ||
| CN112090984B (en) | Forming process of chromium molybdenum vanadium steel seamless taper pipe | |
| RU2393040C1 (en) | Combined method of rotary burnishing and needle cutting of cylindrical shells | |
| RU152121U1 (en) | PRESSURE ROLLER | |
| RU2411100C1 (en) | Embracing spinning ring-shaped tool | |
| RU2410184C1 (en) | Procedure for surface generation of thin wall hollow items | |
| RU2409439C2 (en) | Method of burnishing thin-wall hollow articles | |
| RU2409438C2 (en) | Needle tool to roll thin-wall hollow articles | |
| RU2416480C1 (en) | Method of static pulse burnishing | |
| JP2022510483A (en) | A method for manufacturing a ball trajectory on a workpiece and a ball screw nut having a ball trajectory manufactured in this way. | |
| RU2415728C1 (en) | Static pulse spinning tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110519 |