RU2414981C1 - Method of circular spinning by ring tool - Google Patents
Method of circular spinning by ring tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2414981C1 RU2414981C1 RU2009138390/02A RU2009138390A RU2414981C1 RU 2414981 C1 RU2414981 C1 RU 2414981C1 RU 2009138390/02 A RU2009138390/02 A RU 2009138390/02A RU 2009138390 A RU2009138390 A RU 2009138390A RU 2414981 C1 RU2414981 C1 RU 2414981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- tool
- workpiece
- spinning
- pressing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту и способам формовки рельефа на полых изделиях, а также для ротационной вытяжки оболочек и давильной обработки.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to a tool and methods of forming a relief on hollow products, as well as for rotational drawing of shells and pressure processing.
Известен способ и конструкция инструмента для обкатки тонкостенных полых изделий, содержащая ролик, выполненный в виде дисков, расположенных на оси роликодержавки, при этом диск жестко закреплен на оси болтами и установлен с возможностью регулировочного осевого перемещения [1]. Диски соединены между собой шпонкой. Давильный элемент, выполненный из полимерного материала, размещен концентрично оси между дисками.A known method and design of a tool for running thin-walled hollow products, containing a roller made in the form of disks located on the axis of the roller holder, while the disk is rigidly fixed to the axis by bolts and mounted with the possibility of adjusting axial movement [1]. Disks are interconnected by a key. A pressure member made of a polymer material is placed concentrically to the axis between the disks.
Известный способ и конструкция инструмента имеют существенные недостатки: узкие технологические возможности, невысокое качество обработанных изделий, невысокая производительность, короткий срок службы давильного инструмента из-за быстрого износа рабочей поверхности и малый диапазон регулирования жесткости полимерного давильного материала.The known method and tool design have significant drawbacks: narrow technological capabilities, low quality of processed products, low productivity, short life of the pressing tool due to the rapid wear of the working surface and a small range of regulation of the stiffness of the polymer pressing material.
Известен способ и конструкции давильных роликов, характер протекания процесса обработки которыми зависит от радиуса округления и ширины пояска [2]. Однако недостатком способа и 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 является их 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 and design of pressure rollers, the nature of the course of the processing process which depends on the radius of rounding and the width of the belt [2]. However, the disadvantage of the method and the 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 a mate of radii. At the same time, adjustments are required in the technological modes. In addition, the disadvantage is their 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, увеличение контактной поверхности, взаимодействующей с заготовкой и обеспечивающей высокую шероховатость отделки обрабатываемой поверхности, обуславливающей высокое качество поверхности и не требующей большого количества технологических переходов, что резко повышает производительность, улучшение условий деформирования и течение металла, а также снижение вероятности расширения, вспучивания металла и возникновения задиров на обрабатываемой поверхности, повышение стойкости давильного инструмента.The objective of the invention is to expand technological capabilities, increase the contact surface that interacts with the workpiece and provides a high roughness of the finish of the processed surface, which determines the high surface quality and does not require a large number of technological transitions, which dramatically increases productivity, improves deformation conditions and metal flow, as well as reduces the likelihood expansion, expansion of metal and the occurrence of scoring on the treated surface, increasing resistance of winepress tool.
Поставленная задача решается предлагаемым способом давильной охватывающей обработки полых изделий, включающим сообщение деформирующему инструменту, содержащему установленный в корпусе давильный элемент, поперечной подачи для врезания и продольной подачи относительно собственной продольной оси, а заготовке вращательного движения, причем давильный элемент выполнен в виде кольца с внутренней скругленной рабочей поверхностью, которое охватывает обрабатываемую заготовку, при этом кольцо наружной периферийной поверхностью установлено на подшипнике качения в отверстии корпуса с возможностью свободного вращения, причем на торце давильного кольца закреплено игольчатое кольцо, набранное из пучков ворса из металлической проволоки, расположенных радиально, с возможностью регулирования жесткости и с внутренним диаметром меньшим, чем внутренний диаметр рабочей поверхности выше упомянутого давильного кольца на величину двойного натяга N.The problem is solved by the proposed method of pressing embracing the processing of hollow products, including a message to the deforming tool containing a pressure element installed in the housing, a transverse feed for cutting and longitudinal feed relative to its own longitudinal axis, and the workpiece rotational movement, and the pressure element is made in the form of a ring with an inner rounded the working surface that covers the workpiece, while the ring outer peripheral surface is installed about on the rolling bearing in the bore of the housing with the possibility of free rotation, and on the end of the pressure ring is fixed a needle ring drawn from tufts of pile of metal wire arranged radially, with the possibility of regulating stiffness and with an inner diameter smaller than the inner diameter of the working surface above said pressure rings by the value of double interference N.
Сущность предлагаемого способа, реализуемого давильным охватывающим инструментом - кольцом, поясняется чертежами.The essence of the proposed method, implemented by a pressing female tool - a ring, is illustrated by drawings.
На фиг.1 показана схема давильной выглаживающей обработки полой заготовки с цилиндрической поверхностью, установленной на оправке, давильным охватывающим инструментом - кольцом, продольный разрез; на фиг.2 - давильный охватывающий инструмент - кольцо, вид с торца по А на фиг.1; на фиг.3 - давильный охватывающий инструмент - кольцо, общий вид сбоку; на фиг.4 - элемент Б на фиг.1.Figure 1 shows a diagram of the pressure smoothing treatment of a hollow billet with a cylindrical surface mounted on a mandrel, a pressing female tool - a ring, a longitudinal section; figure 2 is a pressure covering tool - a ring, an end view of A in figure 1; figure 3 - pressure covering tool - ring, General side view; figure 4 - element B in figure 1.
Предлагаемый способ, реализуемый давильным охватывающим инструментом - кольцом, служит для обкатки и выглаживания полых изделий и включает сообщение деформирующему инструменту, содержащему установленный в корпусе 1 давильный охватывающий инструмент - кольцо 2, поперечной подачи SПОП для врезания в заготовку 3 и продольной подачи SПР относительно собственной продольной оси, а заготовке 3 вращательного движения VЗ.The proposed method, implemented by a pressing female tool - a ring, serves to run and smooth hollow products and includes a message to the deforming tool containing a pressing female tool installed in the housing 1 -
Давильный охватывающий инструмент - кольцо 2 содержит установленный в корпусе 1 давильный элемент, выполненный в виде кольца, которое охватывает обрабатываемую заготовку 3. Давильный охватывающий инструмент - кольцо имеет скругленную радиусом R рабочую поверхность 4, которая расположена внутри кольца. На наружной периферийной поверхности давильного охватывающего инструмента - кольца установлен подшипник качения 5, с помощью которого давильный охватывающий инструмент - кольцо смонтировано в отверстии корпуса 1 с возможностью свободного вращения VИ, передаваемого давильному охватывающему инструменту - кольцу от принудительно вращающейся заготовки 3 со скоростью VЗ за счет сил трения.The pressing female tool -
На торце давильного охватывающего инструмента - кольца закреплено игольчатое кольцо 6, набранное из пучков ворса из металлической проволоки, расположенных радиально, с возможностью регулирования жесткости и с внутренним диаметром меньшим, чем внутренний диаметр рабочей поверхности давильного охватывающего инструмента - кольца на величину двойного натяга N. Игольчатое кольцо 6 может быть установлено как с левого, так и с правого торцов инструмента - кольца, однако предпочтение следует отдать установке с левой стороны (см. фиг.1), когда игольчатое кольцо 6 движется впереди давильного охватывающего инструмента - кольца по необработанной поверхности заготовки 3, при направлении продольной подачи SПР справа налево. Это связано с тем, что диаметр необработанной поверхности заготовки больше, чем диаметр обработанной поверхности, поэтому иголки игольчатого кольца будут прогибаться больше и сцепляемость инструмента с заготовкой будет больше и надежнее. Кроме того, иголки игольчатого кольца при набегании на обработанную поверхность заготовки будут внедряться в нее и оставлять нежелательные следы, ухудшая качество обработанной поверхности и увеличивая высоту микронеровностей.A
Регулирование жесткости игольчатого кольца 6 осуществляется путем закручивания или отпуска винтов 7 через шайбу 8.The rigidity of the
Работа по предлагаемому способу, реализуемому давильным охватывающим инструментом - кольцом осуществляется следующим образом.Work on the proposed method, implemented by a pressing female tool - the ring is as follows.
Установленный, например, на суппорте токарного станка инструмент подводят к заготовке, закрепленной на оправке на шпинделе станка, вводят заготовку в центральное отверстие давильного охватывающего инструмента - кольца и поджимают заготовку прижимом задней бабки станка. После этого включают поперечную подачу SПОП суппорта, на котором установлен давильный охватывающий инструмент - кольцо. При подходе к заготовке 3 давильный инструмент касается игольчатым кольцом поверхности принудительно вращающейся заготовки, и давильный охватывающий инструмент - кольцо начинает вращаться. При дальнейшем поперечном движении давильного охватывающего инструмента - кольца площадь контакта игольчатого кольца увеличивается, и вращение от заготовки передается давильному охватывающему инструменту - кольцу, вследствие этого выравниваются окружные скорости вращения VЗ заготовки и давильного охватывающего инструмента - кольца VИ, и при врезании его не происходит проскальзывания относительно заготовки. Пучки ворса, находящиеся и расположенные радиально в игольчатом кольце, установленные с натягом N относительно давильной рабочей поверхности, будут прогибаться и за счет упругих сил улучшать сцепляемость давильного охватывающего инструмента - кольца с заготовкой, препятствуя проскальзыванию его относительно заготовки. После врезания давильной рабочей поверхности 4 на необходимую глубину включают продольную подачу SПР и производят обкатывание и вытяжку изделия, при этом вращение давильного охватывающего инструмента - кольца осуществляется от вращения заготовки за счет сил трения и сцепляемости, возникающих на поверхности контакта инструмента с заготовкой.A tool mounted on a lathe support, for example, is brought to a workpiece mounted on a mandrel on a machine spindle, a workpiece is inserted into the central hole of a pressing female tool - rings, and the workpiece is pressed by pressing the tailstock of the machine. After that, the transverse feed S POP of the caliper is turned on, on which the pressing covering tool, the ring, is installed. When approaching the
Для обеспечения надежного контакта давильного охватывающего инструмента - кольца с упругим игольчатым кольцом с заготовкой и исключения попадания иголок игольчатого кольца под давильную рабочую поверхность производится регулировка поперечного сечения упругого игольчатого кольца, осуществляемая винтами 7 и шайбой 8, момент затяжки которых определяется опытным путем. В качестве ворса применяют стальную пружинную проволоку, например, диаметром 0,5…1,5 мм из стали 65Г, при этом натяг устанавливают N=1,2…1,5 мм.To ensure reliable contact of the pressing female tool - the ring with the elastic needle ring with the workpiece and to prevent the needle of the needle ring from falling under the pressure working surface, the cross section of the elastic needle ring is adjusted by
Усилие прижатия давильного охватывающего инструмента - кольца к заготовке составляет 200…300 Н и зависит от глубины внедрения давильного охватывающего инструмента - кольца в заготовку. Выбор соответствующего давления зависит от физико-механических свойств материала проволочного ворса, от жесткости и плотности последнего, а также от натяга N.The pressing force of the pressing female tool - the ring to the workpiece is 200 ... 300 N and depends on the depth of penetration of the pressing female tool - the ring into the workpiece. The choice of the appropriate pressure 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 N.
Для получения высокого класса шероховатости на внутренней рабочей поверхности давильного охватывающего инструмента - кольца предусматривают калибрующий цилиндрический поясок шириной К=1,5…3 мм. При большом участке К значительно возрастают усилия деформирования.To obtain a high class of roughness on the inner working surface of the pressing female tool, the rings provide a calibrating cylindrical band with a width of K = 1.5 ... 3 mm. With a large section K, the deformation forces increase significantly.
Продольную подачу при обкатывании и выглаживании определяют по формулеThe longitudinal feed during rolling and ironing is determined by the formula
SПР=(0,2…0,5)КS PR = (0.2 ... 0.5) K
где К - ширина цилиндрического пояска на деформирующем охватывающем инструменте - кольце.where K is the width of the cylindrical girdle on the deforming covering tool - the ring.
При подаче SПР=(0,2…0,3)К достигается шероховатость обработанной поверхности от Ra = 40 мкм до Ra = 1,25 мкм.When applying S PR = (0.2 ... 0.3) K, the roughness of the treated surface is achieved from Ra = 40 μm to Ra = 1.25 μm.
В результате обкатывания и выглаживания давильным охватывающим инструментом - кольцом улучшается шероховатость на один класс.As a result of rolling in and smoothing with a tight covering tool - a ring, the roughness by one class is improved.
Предлагаемый способ, реализуемый давильным охватывающим инструментом - кольцом, применяют на мощных давильных станках, работающих по способу обратной ротационной протяжки толстостенных заготовок. Радиус R давильного охватывающего инструмента - кольца зависит от толщины to выглаживаемой оболочки и принимают равным R=(1…1,5)to.The proposed method, implemented by a pressing female tool - a ring, is used on powerful pressing machines operating by the method of reverse rotation drawing of thick-walled workpieces. The radius R of the pressing female tool - the ring depends on the thickness t o of the ironed shell and is taken equal to R = (1 ... 1,5) t o .
Диаметр давильного охватывающего инструмента - кольца принимают из конструктивных соображений. С уменьшением внутреннего диаметра давильного охватывающего инструмента - кольца площадь контакта его с заготовкой увеличивается, растут усилия деформирования и изгибающие моменты, действующие на суппорт станка. Необходимо стремиться для каждого станка применять давильный охватывающий инструмент - кольцо одного диаметра. Особенно это важно для станков с ЧПУ.The diameter of the pressing female tool - the rings are taken from design considerations. With a decrease in the inner diameter of the pressing female tool - the ring, the area of contact with the workpiece increases, deformation forces and bending moments acting on the support of the machine increase. It is necessary to strive for each machine tool to use a pressing covering tool - a ring of one diameter. This is especially important for CNC machines.
Образующийся в результате обкатывания и выглаживания микрорельеф поверхности обусловливается следующими основными факторами: кинематикой процесса (направлением взаимного перемещения инструмента и обрабатываемой заготовки); исходной шероховатостью; формой и размерами исходной части и обкатывающего инструмента; величиной подачи; пластическим течением металла, обуславливающим появление вторичной шероховатости; шероховатостью рабочей части инструмента; величиной упругого восстановления поверхности после выглаживания; вибрациями технологической системы станок-приспособление-инструмент-заготовка.The surface microrelief formed as a result of rolling in and smoothing is determined by the following main factors: the kinematics of the process (the direction of mutual movement of the tool and the workpiece being machined); initial roughness; shape and size of the initial part and the rolling tool; 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; vibration of the technological system machine-tool-tool-workpiece.
При обкатывании и выглаживании деталей из стали, латуни и алюминиевых сплавов хорошие результаты дает применение в качестве смазочного материала индустриального масла И-20А или сульфофрезола.When rolling in and ironing parts made of steel, brass and aluminum alloys, good results are obtained when industrial oil I-20A or sulfofresol is used as a lubricant.
При обкатывании и выглаживании предлагаемым способом с помощью охватывающего давильного инструмента - кольца на обрабатываемой поверхности резко снизилась вероятность появления продольной и поперечной волнистости благодаря увеличению площади контакта и использования упругого игольчатого кольца, при этом колебания технологической системы сведены до минимума.When rolling in and smoothing the proposed method using a gripping pressing tool - a ring on the surface to be treated, the probability of the appearance of longitudinal and transverse undulations has sharply decreased due to an increase in the contact area and the use of an elastic needle ring, while the fluctuations of the technological system are minimized.
При традиционной обработки на больших скоростях начинаются интенсивные вибрации, приводящие к резкому ухудшению обрабатываемой поверхности.In traditional machining at high speeds, intense vibrations begin, leading to a sharp deterioration in the surface being machined.
Вынужденные колебания, вызываемые биением шпинделя станка, биением обрабатываемой заготовки, волнистостью и т.д. гасятся предлагаемым способом, используемым охватывающий инструмент с упругим игольчатым кольцом, однако могут возникнуть автоколебания, обусловленные явлениями, присущими самому процессу обработки.Forced vibrations caused by the beating of the machine spindle, beating of the workpiece, waviness, etc. quenched by the proposed method, used covering tool with an elastic needle ring, however, self-oscillations may occur due to phenomena inherent in the processing process itself.
При обкатывании оболочек максимальную скорость выбирают в пределах 60…130 м/мин с учетом мощности станка и вибростойкости технологической системы.When running the shells, the maximum speed is selected within 60 ... 130 m / min, taking into account the power of the machine and the vibration resistance of the technological system.
Использование предлагаемого способа, осуществляемого давильным охватывающим инструментом - кольцом, расширяет технологические возможности обкатывания и выглаживания благодаря схватыванию деформирующим инструментом обрабатываемой заготовки, позволяет 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; увеличить износостойкость материала давильного инструмента.Using the proposed method, carried out by a pressing female tool - a ring, expands the technological capabilities of rolling in and smoothing by grasping the workpiece with a deforming tool, improves the quality and productivity of processing, improves the conditions of deformation and metal flow, reduces the likelihood of expansion, expansion of metal and the occurrence of scoring on the treated surface and also predict the surface roughness and quality ty; increase the wear resistance of the material of the pressing tool.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009138390/02A RU2414981C1 (en) | 2009-10-16 | 2009-10-16 | Method of circular spinning by ring tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009138390/02A RU2414981C1 (en) | 2009-10-16 | 2009-10-16 | Method of circular spinning by ring tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2414981C1 true RU2414981C1 (en) | 2011-03-27 |
Family
ID=44052769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009138390/02A RU2414981C1 (en) | 2009-10-16 | 2009-10-16 | Method of circular spinning by ring tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2414981C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111842742A (en) * | 2020-08-26 | 2020-10-30 | 太原科技大学 | Bevel gear driven single-ring roller rotary rolling mechanism |
CN112024607A (en) * | 2020-08-26 | 2020-12-04 | 太原科技大学 | Bevel gear driven double-ring roller rotary rolling mechanism |
-
2009
- 2009-10-16 RU RU2009138390/02A patent/RU2414981C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МОГИЛЬНЫЙ Н.И. Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках. - М.: Машиностроение, 1983, с.147, рис.9.6. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111842742A (en) * | 2020-08-26 | 2020-10-30 | 太原科技大学 | Bevel gear driven single-ring roller rotary rolling mechanism |
CN112024607A (en) * | 2020-08-26 | 2020-12-04 | 太原科技大学 | Bevel gear driven double-ring roller rotary rolling mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2414981C1 (en) | Method of circular spinning by ring tool | |
RU2411098C1 (en) | Method of embracing spinning | |
RU2411100C1 (en) | Embracing spinning ring-shaped tool | |
RU2411099C1 (en) | Embracing spinning device | |
RU2337807C1 (en) | Device for static-pulse rolling of screws | |
RU2416480C1 (en) | Method of static pulse burnishing | |
RU2415727C1 (en) | Spinner for static-dynamic breaching | |
RU2409442C1 (en) | Unit of spinning rolls for rotary burnishing of billets | |
RU2410185C1 (en) | Procedure for blank rotary smoothing with block of planetary moving rollers | |
RU2393039C1 (en) | Device for rotary burnishing of cylindrical shells | |
RU2384397C1 (en) | Procedure for centrifugal strengthening of screws | |
RU2409438C2 (en) | Needle tool to roll thin-wall hollow articles | |
RU2410184C1 (en) | Procedure for surface generation of thin wall hollow items | |
RU2409439C2 (en) | Method of burnishing thin-wall hollow articles | |
RU2347664C1 (en) | Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation | |
RU2403115C1 (en) | Spring spinning tool for rolling thin-wall hollow articles | |
RU2415728C1 (en) | Static pulse spinning tool | |
RU2416476C1 (en) | Spinning tool | |
RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
RU2367563C1 (en) | Springing hardening attachment | |
RU2413586C1 (en) | Method of hollow article rotary drawing | |
RU2393040C1 (en) | Combined method of rotary burnishing and needle cutting of cylindrical shells | |
RU2347666C1 (en) | Method of static-impulse rolling | |
RU2416481C1 (en) | Method of static pulse spinning | |
RU2409441C1 (en) | Unit of spinning rolls for rotary burnishing of billets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111017 |