RU2478452C2 - Method of making rollers of heavy-duty drive chains - Google Patents
Method of making rollers of heavy-duty drive chains Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478452C2 RU2478452C2 RU2011127511/02A RU2011127511A RU2478452C2 RU 2478452 C2 RU2478452 C2 RU 2478452C2 RU 2011127511/02 A RU2011127511/02 A RU 2011127511/02A RU 2011127511 A RU2011127511 A RU 2011127511A RU 2478452 C2 RU2478452 C2 RU 2478452C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- jumper
- cutting
- wall
- web
- flat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к отрасли технологии машиностроения, в частности к области обработки металлов давлением, и может быть использовано для повышения надежности работы приводных цепей, используемых в металлургии, конвейерных устройствах и других высокоэнергетических передачах движения.The present invention relates to the field of engineering technology, in particular to the field of metal forming, and can be used to improve the reliability of the drive chains used in metallurgy, conveyor devices and other high-energy motion transmission.
Ролики для тяжелонагруженных приводных цепей представляют собой длинноосные втулки из стали 20Г, которые штамповкой получать трудно и часто производственники их изготавливают обработкой резанием, из-за чего почти 50% металла приходится отправлять в стружку. При этом производительность становится низкой, а трудозатраты большими (примером такого производства является Тульский завод цепей, сайт http://www.tzc.ru).The rollers for heavily loaded drive chains are long-axis bushes made of 20G steel, which are difficult to obtain by stamping and often they are made by machining by cutting, which is why almost 50% of the metal has to be shipped. At the same time, productivity becomes low, and labor costs are large (an example of such production is the Tula Chain Plant, website http://www.tzc.ru).
Известен способ, когда заготовку отрезают от прутка, термообрабатывают, смазывают и выдавливают обратным способом деталь в виде стакана с дном, которое затем вырубают (Филимонов Ю.Ф., Позняк Л.А. Штамповка прессованием. М.: Машиностроение, 1964, 157, фиг.113). Однако ролики таким способом получают мелкие, не более 1,5-1,8 внутреннего диаметра по высоте, что используется в цепях для мелкого транспорта (велосипед, мопед, мотоцикл). Выдавливание длинноосных роликов таким способом приводит к быстрой поломке инструмента.There is a method when the workpiece is cut from a bar, heat treated, lubricated and squeezed out in the reverse way in the form of a glass with a bottom, which is then cut down (Filimonov Yu.F., Poznyak L.A. Stamping by pressing. M .: Mechanical Engineering, 1964, 157, Fig. 113). However, the rollers in this way get small, not more than 1.5-1.8 internal diameter in height, which is used in chains for small vehicles (bicycle, moped, motorcycle). Extrusion of long-axis rollers in this way leads to rapid tool breakage.
Известен также способ, взятый нами за прототип, с использованием комбинированного выдавливания из сплошной заготовки (Филимонов Ю.Ф., Позняк Л.А. Штамповка прессованием. М.: Машиностроение, 1964, 161, фиг.118) полого цилиндра с перемычкой внутри с коническими поверхностями, что повышает стойкость инструмента. Эту перемычку удаляют сверлением, оставляя внутренний выступ, который затем снимают механическим путем (точение, шлифование, калибровка) внутренней полости. Недостатком такого способа является повышенная трудоемкость изготовления ролика на окончательной стадии его изготовления.There is also known a method that we took as a prototype using combined extrusion from a solid billet (Filimonov Yu.F., Poznyak L.A. Stamping by pressing. M .: Mechanical Engineering, 1964, 161, Fig. 118) of a hollow cylinder with a jumper inside with tapered surfaces, which increases tool life. This jumper is removed by drilling, leaving an internal protrusion, which is then removed mechanically (turning, grinding, calibration) of the internal cavity. The disadvantage of this method is the increased complexity of the manufacture of the roller at the final stage of its manufacture.
При вырубке перемычки (как в первом аналоге) снижается качество ролика из-за вырывов металла на его внутренней поверхности. При уменьшении толщины перемычки, чтобы снизить объем вырывов металла, на внешней поверхности втулки возникают кольцевые утяжины, которые при разностенности втулки приводят к неравномерным биениям в цепи и ее разрушению. Поэтому технология комбинированного выдавливания с вырубкой перемычки в производстве практически не используется.When cutting down the jumper (as in the first analogue), the quality of the roller decreases due to tearing of metal on its inner surface. With a decrease in the thickness of the bridge, in order to reduce the volume of metal tearing, annular weights appear on the outer surface of the sleeve, which, when the sleeve is different, lead to uneven beating in the chain and its destruction. Therefore, the technology of combined extrusion with cutting down jumpers in production is practically not used.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества роликов за счет компенсации дефектов комбинированного выдавливания и последующей вырубки перемычки без снижения коэффициента использования металла и производительности труда.The objective of the invention is to improve the quality of the rollers by compensating for defects in combined extrusion and subsequent cutting of the jumper without reducing the utilization of metal and labor productivity.
Выполнение задачи достигается следующим образом.The task is achieved as follows.
Способ изготовления роликов тяжелонагруженных приводных цепей, заключающийся в том, что заготовку отрезают от прутка, термообрабатывают, смазывают и деформируют ее комбинированным выдавливанием 2-мя пуансонами в матрице, образуя полый цилиндр с перемычкой внутри, удаляют перемычку, заготовку деформируют комбинированным выдавливанием пуансонами, имеющими рабочие торцы у одного плоский, создавая плоскую поверхность перемычки цилиндра, а у другого плоскоконусный, создающего на другой поверхности перемычки выемку в виде усеченного конуса, перемычку удаляют вырубкой, оставляя конический выступ на внутренней стенке цилиндра с последующим вдавливанием его в стенку при дальнейшей калибровке ролика, причем объем выступа должен превышать объем образующихся дефектов в виде вырыва после вырубки перемычки, либо в виде утяжины на наружной поверхности полуфабриката; объем оставшейся после вырубки части перемычки в полуфабрикате должен быть больше объема образующихся дефектов на 3-7%; комбинированное выдавливание ведут с ограничением по высоте стенки полуфабриката в сторону плоской поверхности перемычки с одновременным выравниванием ее по высоте кромки; толщину перемычки в зоне будущего ее среза берут такой, чтобы при вырубке стенка ролика не сминалась; угол скоса конического выступа перемычки берут в диапазоне реального угла трения деформируемого материала.A method of manufacturing rollers of heavily loaded drive chains, namely, that the workpiece is cut off from the bar, heat treated, lubricated and deformed by combined extrusion of 2 punches in the matrix, forming a hollow cylinder with a jumper inside, the jumper is removed, the workpiece is deformed by combined extrusion of punches having working punches having the ends of one are flat, creating a flat surface of the jumper of the cylinder, and the other of a flat-cone, creating a recess in the form of a truncated cone on the other surface of the jumper and, cutting the jumper is removed, leaving a conical protrusion on the inner wall of the cylinder, followed by its indentation into the wall during the further calibration roller, wherein the volume of the protrusion should be greater than the amount of defects formed in a tear-out after cutting the jumper, or in the form of sink marks on the outer surface of the semi-finished product; the volume of the part of the jumper remaining after cutting in the semi-finished product should be 3-7% more than the volume of defects formed; combined extrusion is carried out with a restriction on the height of the wall of the semi-finished product in the direction of the flat surface of the lintel while aligning it with the height of the edge; the thickness of the jumper in the zone of its future slice is taken so that when cutting the wall of the roller does not crease; the bevel angle of the conical protrusion of the bridge is taken in the range of the real angle of friction of the deformable material.
Для пояснения описываемого объекта на фиг.1 приведен разрез выдавленного полуфабриката с фигурной поверхностью перемычки снизу, на фиг.2 - контур внутренней поверхности полуфабриката после вырубки перед калибровкой, на фиг.3 - схема вырубки перемычки и калибровки выступа.To explain the described object, Fig. 1 shows a section of an extruded semifinished product with a curved jumper surface from below, Fig. 2 shows a contour of the inner surface of a semifinished product after cutting before calibration, and Fig. 3 shows a diagram of a jumper felling and calibration of a protrusion.
Способ изготовления роликов тяжелонагруженных приводных цепей осуществляется следующим образом.A method of manufacturing rollers of heavily loaded drive chains is as follows.
Главной деталью, определяющей высокую износостойкость тяжелонагруженных приводных цепей, является ролик, к качеству которого предъявляют высокие требования. Его чаще всего изготавливают из легированной стали (20 ХМ). Ввиду большой номенклатуры таких цепей диаметры роликов D меняются от 20 до 44 мм (всего от 8 до 44 мм), а их высоты H от 30 до 80 мм (всего от 3 до 80 мм) в тяжелонагруженных приводных цепях с отношением высоты к наружному диаметру H/D от 1 до 4 (Фиг.1). Применяемый способ в первую очередь пригоден для относительных высот ролика больше 1,5. Если ролики изготавливать из более Прочных сталей или из титановых сплавов, то предельная относительная высота для предлагаемого способа снижается. При использовании твердосплавного инструмента предельная относительная высота ролика повышается.The main part determining the high wear resistance of heavily loaded drive chains is a roller, the quality of which is high. It is most often made of alloy steel (20 XM). Due to the wide range of such chains, the diameters of the rollers D vary from 20 to 44 mm (from 8 to 44 mm in total), and their heights H from 30 to 80 mm (from 3 to 80 mm in total) in heavily loaded drive chains with a height to outer diameter ratio H / D from 1 to 4 (Figure 1). The applied method is primarily suitable for relative roller heights greater than 1.5. If the rollers are made of stronger steel or titanium alloys, then the maximum relative height for the proposed method is reduced. When using carbide tools, the maximum relative height of the roller increases.
ПримерExample
Для изготовления ролика (цилиндр 1 на фиг.1) с наружным диаметром D=36 мм, толщиной стенки t=3 мм, высотой H=80 мм из стали 20Х по предлагаемому способу от прутка отрезают сплошную заготовку диаметром D0=35 мм и высотой Н0=38,2 мм, объем которой V0 включает объем вырубаемой перемычки 2 Vпер диаметром d=30 мм и толщиной tп=2 мм. Затем на заготовку воздействуют в следующем порядке: термообрабатывают (отжигают при T=800ºС в течение τ=30 мин), смазывают (травят, фосфатируют, промывают, окунают в мыльную эмульсию и сушат), деформируют пуансонами 3 и 4 в матрице 5 по схеме комбинированного выдавливания, превращая ее в полый цилиндр 1 с перемычкой 2 внутри (толщиной tп будущего среза не больше толщины стенки t, в нашем случае tп=2 мм), на прессе для холодного выдавливания силой P=2,5 МН, затем перемычку 2 вырубают, а цилиндр 1 калибруют по внутренней поверхности, убирая выступ 6, оставшийся после вырубки перемычки 2, а заодно заполняя металлом возможные вырывы по внутренней и утяжины по наружной поверхностям цилиндра 1.For the manufacture of a roller (
Для осуществления такой технологии необходимо выбрать режимы деформирования и размеры полуфабрикатов. При заданных размерах детали степень деформации в любом направлении будет равна ε=0,69. Удельная сила комбинированного выдавливания в зависимости от условий трения заготовки на контактных границах составляет МПа, т.е. Р=1,3 МН, поэтому и выбран пресс для холодного выдавливания с коэффициентом запаса по силе в Кз≈1,5 раза.To implement such a technology, it is necessary to choose the deformation modes and sizes of semi-finished products. For given dimensions of the part, the degree of deformation in any direction will be ε = 0.69. The specific force of the combined extrusion, depending on the friction conditions of the workpiece at the contact boundaries is MPa, i.e. P = 1.3 MN, therefore, a press was selected for cold extrusion with a safety factor of K s ≈1.5 times.
Сила вырубки перемычки, с учетом упрочнения, определяется как Pвыр=πdtnτср=π30*2*508=96 кН.The felling strength of the jumper, taking into account the hardening, is defined as P out = πdt n τ cf = π30 * 2 * 508 = 96 kN.
Чтобы при вырубке перемычки 2 стенка цилиндра 1 не потеряла форму, ее надо проверить на сминаемость вблизи неупрочненной кромки по формулеSo that when cutting the
Pсм=π(D2-d2)*τs/4=π(362-302)*340/4=106 кН.P cm = π (D 2 -d 2 ) * τ s / 4 = π (36 2 -30 2 ) * 340/4 = 106 kN.
Так как Рсм≥Pвыр, то выбранная толщина перемычки 2 в 2 мм вполне допустима.Since P cm ≥P vyr , the selected thickness of the
Высота конического участка hb и угол скоса α (фиг.2) выемки перемычки 2 имеют большое значение для технологии и выбираются из условия, что объем VВ выступа 6 (фиг.1) будет компенсировать дефекты по утяжине 8 шириной hу и вырыва (9 на фиг.3). Угол скоса конического выступа 6 перемычки 2 берем равным α=5º в диапазоне реального угла трения деформируемого материала, т.е. α=4-17º. Высота конического участка принята hb=2 мм.The height of the conical section h b and the bevel angle α (FIG. 2) of the notch of the
После вырубки перемычки 2 на внутренней поверхности цилиндра 1 остается кольцевой выступ 6 (фиг.3) треугольного сечения высотой tbp=0,18 мм, тогда объем кольцевого выступа будет равенAfter cutting down the
Vв=π(d/2-tв/3)hkbtв=π(15-0,18/3)4*0,18=33,79 мм3,V in = π (d / 2-t in / 3) h kb t in = π (15-0.18 / 3) 4 * 0.18 = 33.79 mm 3 ,
Vу=π(D/2-tу/3)hуtу=π(18-0,09/3)5*0,09=25,4 мм3,V y = π (D / 2-t y / 3) h y t y = π (18-0.09 / 3) 5 * 0.09 = 25.4 mm 3 ,
Vbp=π(d/2-tbp/3)hbptbp=(15-0,06/3)3*0,06=8,3 мм3.V bp = π (d / 2-t bp / 3) h bp t bp = (15-0.06 / 3) 3 * 0.06 = 8.3 mm 3 .
Объем кольцевого выступа несколько выше суммы возникших объемов кольцевых вырыва и утяжины.The volume of the annular protrusion is slightly higher than the sum of the arisen volumes of the annular tearing and weights.
На фигуре 3 показана схема вырубки перемычки 2 в цилиндре 1 (полуфабрикат перевернут на 180º) и последующей калибровки внутренней поверхности цилиндра 1 с кольцевым выступом 6 одним вырубным пуансоном 10 с вырубной частью 11 и калибрующим пояском 12 в вырубной матрице 13. При этом вдавливаемый металл кольцевого выступа 6 цилиндра 1 заполнит объем утяжины 8 и вырыва 9.The figure 3 shows a diagram of the felling of the
Так как при вырубке перемычки 2 сила реакции R выступа 14 от матрицы 13 давит на кромку цилиндра 1, то ее надо сделать ровной с помощью торцевой калибровки, а это легко осуществить, если при комбинированном выдавливании в одном из направлений в конце процесса поставить ограничение по высоте 7 (фиг.1). Так как вырубка проходит в сторону плоской поверхности перемычки 2, то ограничение 7 ставим с этой же стороны h (фиг.1). А все возможные перекосы тогда пойдут в сторону ее фигурной поверхности h1, что на качество будущего ролика цепи не повлияет.Since when the
При выдавливании заготовок из прочных конструкционных сталей или из титановых сплавов заготовку штампуют в полугорячем состоянии, т.е. при температуре, например для стали 40Х или 45, 730-750ºС, что на 30-70ºС меньше температуры рекристаллизации этих сталей. Тогда вся предлагаемая технология настраивается на типовую для полугорячего выдавливания.When extruding billets from strong structural steels or from titanium alloys, the billet is stamped in a half-hot state, i.e. at a temperature, for example, for steel 40X or 45, 730-750ºС, which is 30-70ºС less than the temperature of recrystallization of these steels. Then the entire proposed technology is configured to be standard for half-hot extrusion.
Экономический расчет показал, что коэффициент использования металла при комбинированном выдавливании роликов тяжелонагруженных приводных цепей может достичь 94%, что по сравнению с обработкой металлов резанием дает более 40% экономии металла. На миллион изготовленных роликов указанных размеров экономия может составить 42 тонны металла. Учитывая, что 1 тонна стали 20Х или 40Х стоит на рынке порядка 40 тыс. рублей за тонну легко подсчитать: на миллион роликов можно только по металлу сэкономить 1680 тыс. рублей, а подобных роликов цепная промышленность России выпускает несколько миллионов штук.An economic calculation showed that the utilization of metal in the combined extrusion of rollers of heavily loaded drive chains can reach 94%, which, compared with metal cutting, gives more than 40% of metal savings. For a million manufactured rollers of these sizes, savings can be 42 tons of metal. Given that 1 ton of steel 20X or 40X is on the market about 40 thousand rubles per ton, it is easy to calculate: 1680 thousand rubles can be saved per million of metal only, and the Russian chain industry produces several million of such rollers.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127511/02A RU2478452C2 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method of making rollers of heavy-duty drive chains |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127511/02A RU2478452C2 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method of making rollers of heavy-duty drive chains |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011127511A RU2011127511A (en) | 2013-01-20 |
RU2478452C2 true RU2478452C2 (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=48804896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011127511/02A RU2478452C2 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method of making rollers of heavy-duty drive chains |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478452C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1030067A1 (en) * | 1981-07-24 | 1983-07-23 | Всесоюзный Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электротехнического Производства | Method of producing sleeves by cold die forging |
EP0426312A2 (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-08 | General Motors Corporation | Cold-forming dies and cold-forming process |
RU2191088C2 (en) * | 2000-11-13 | 2002-10-20 | Открытое акционерное общество "Автонормаль" | Method of manufacturing bushing with outer annular member |
EP1384537B1 (en) * | 2002-07-25 | 2005-06-15 | Tsubakimoto Chain Co. | Method of producing a bushing |
-
2011
- 2011-07-06 RU RU2011127511/02A patent/RU2478452C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1030067A1 (en) * | 1981-07-24 | 1983-07-23 | Всесоюзный Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электротехнического Производства | Method of producing sleeves by cold die forging |
EP0426312A2 (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-08 | General Motors Corporation | Cold-forming dies and cold-forming process |
RU2191088C2 (en) * | 2000-11-13 | 2002-10-20 | Открытое акционерное общество "Автонормаль" | Method of manufacturing bushing with outer annular member |
EP1384537B1 (en) * | 2002-07-25 | 2005-06-15 | Tsubakimoto Chain Co. | Method of producing a bushing |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ФИЛИМОНОВ Ю.Ф., ПОЗНЯК Л.А. Штамповка прессованием. - М.: Машиностроение, 1964, с.161, фиг.118. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011127511A (en) | 2013-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102430692A (en) | Cold precision forging process for bevel gear and mould thereof | |
CN105855385B (en) | A kind of diel for protecting internal spline | |
US10807140B2 (en) | Optimized drawing and wall ironing process of aluminum containers | |
CN202291189U (en) | Bevel gear cold precision forging mould | |
RU2478452C2 (en) | Method of making rollers of heavy-duty drive chains | |
KR100810103B1 (en) | Forging method of decreasing diameter type product | |
RU2352431C2 (en) | Punching method of welding neck flange forging | |
CN103639219B (en) | A kind of once-forming method obtaining high-strength low carbon steel round head rivet | |
CN110640075A (en) | Forming method of L-shaped ring products | |
US10239113B2 (en) | Net shaped forging for fluid ends and other work pieces | |
RU2729520C1 (en) | Hollow articles stamping method with external flange | |
RU2697114C1 (en) | Method of making rod-shaped parts with a head | |
RU2680337C1 (en) | Method for stamping for forging of collar flanges | |
RU2209702C2 (en) | Method for making different-thickness sheet products | |
RU2796660C1 (en) | Washer manufacturing method | |
Su et al. | Research on parameters optimization of bilateral ring gear blank-holder in thick-plate fine blanking | |
RU2637451C1 (en) | Method and device for low-plastic materials extrusion | |
RU2695402C2 (en) | High-strength cast iron plane parts manufacturing method | |
RU2525954C2 (en) | Method of production of billets at rolling mills | |
Elhadi et al. | Improvement of the Design of Rocket Propelled Granite (RPG. 7) Main Tubes Forging Dies | |
RU2194588C2 (en) | Method for shaping double-curvature sheet parts | |
CN205673527U (en) | Lower bolster | |
RU2082534C1 (en) | Method of forming cavity in parts | |
Yanagida et al. | Check for updates Forming of Spur Gear by Combination of Divided Flow Forging and Slide Motion by Using Liquid Lubricant | |
RU2611634C2 (en) | Piercer for compression blanks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130707 |