RU2825737C9 - Device for production of shaped shells by spinning-rolling processing - Google Patents
Device for production of shaped shells by spinning-rolling processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2825737C9 RU2825737C9 RU2023122964A RU2023122964A RU2825737C9 RU 2825737 C9 RU2825737 C9 RU 2825737C9 RU 2023122964 A RU2023122964 A RU 2023122964A RU 2023122964 A RU2023122964 A RU 2023122964A RU 2825737 C9 RU2825737 C9 RU 2825737C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- rollers
- profile
- workpiece
- section
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 6
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000979 synthetic dye Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000004961 triphenylmethanes Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению профильных оболочек криволинейной или конической формы на устройствах, относящихся к давильно-раскатным станкам, что представляет сложную техническую проблему, обусловленную большими усилиями формообразования и силами трения, приводящими к снижению точности и качества обработанной поверхности, а также к снижению производительности.The invention relates to the field of metal forming, namely to the production of profile shells of a curvilinear or conical shape on devices related to pressing and rolling machines, which represents a complex technical problem caused by large shaping efforts and friction forces, leading to a decrease in the accuracy and quality of the processed surface, as well as to a decrease in productivity.
Известны устройства, описанные в книге М.А. Гредитора «Давильные работы и ротационное выдавливание», г. Москва, изд. Машиностроение, 1971 г., стр. 192-199, рис. 109 «а», «б», рис. 110, 111, 112.There are devices described in the book by M.A. Greditor “Pressing works and rotary extrusion”, Moscow, Mashinostroenie publishing house, 1971, pp. 192-199, Fig. 109 “a”, “b”, Fig. 110, 111, 112.
На рис. 111, 112 стр. 196, 197 изображены устройства с трехроликовой головкой, в которой закреплены три ролика, головка имеет возможность осевого перемещения, ролики - радиального. Внутри оправки размещен выталкиватель.Fig. 111, 112 pp. 196, 197 show devices with a three-roller head, in which three rollers are fixed, the head has the ability to move axially, the rollers - radially. An ejector is located inside the mandrel.
На таких устройствах выполняют раскатку оболочек из заготовок толщиной стенки до 14 мм из стали, толщиной до 28 мм из алюминиевых сталей и длиной до 1000 мм.These devices are used to roll out shells from blanks with a wall thickness of up to 14 mm made of steel, up to 28 mm thick made of aluminum steel and up to 1000 mm long.
Недостатком данного устройства является отсутствие съема заготовки съемником, а не только выталкивателем, отсутствие возможности съема заготовок роликами и невозможность формирования профильной поверхности заготовок.The disadvantage of this device is the lack of removal of the workpiece by a puller, and not only by an ejector, the lack of the ability to remove workpieces by rollers and the impossibility of forming a profile surface of workpieces.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является устройство описанное в патенте РФ №2527541 С1, 2013 г., опубл. 10.09.2014 г., Бюл. №25.The closest in technical essence and achievable technical result is the device described in the Russian Federation patent No. 2527541 C1, 2013, published 10.09.2014, Bulletin No. 25.
Устройство включает трехроликовую головку с роликами, оправку, переходник, соединенный посадочными местами со шпинделем станка и оправкой, съемник, отверстие которого выполнено с диаметром больше диаметра оправки, при этом ролики выполнены треугольного или трапецеидального профиля со скругленными по радиусу вершинами и установлены с осевыми и радиальными смещениями между собой, равными 0,1÷0,7 глубины деформируемого слоя заготовки.The device includes a three-roller head with rollers, a mandrel, an adapter connected by mounting seats to the machine spindle and the mandrel, a puller, the opening of which is made with a diameter greater than the diameter of the mandrel, while the rollers are made of a triangular or trapezoidal profile with apexes rounded by radius and are installed with axial and radial offsets between themselves equal to 0.1÷0.7 of the depth of the deformed layer of the workpiece.
Данное устройство принято авторами за прототип.This device was adopted by the authors as a prototype.
Как видно из этого технического решения процесс формоизменения осуществляют роликами на цилиндрической оправке (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) с рабочей цилиндрической поверхностью.As can be seen from this technical solution, the process of shaping is carried out by rollers on a cylindrical mandrel (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) with a working cylindrical surface.
Рабочие поверхности роликов выполнены треугольной или трапецеидальной формы, что обусловлено формированием цилиндрических оболочек на оправке с цилиндрической рабочей поверхностью.The working surfaces of the rollers are made triangular or trapezoidal in shape, which is due to the formation of cylindrical shells on a mandrel with a cylindrical working surface.
Выбор осевого и радиального смещения роликов между собой в прототипе определен применительно к формированию цилиндрических заготовок.The choice of axial and radial displacement of the rollers between themselves in the prototype is determined in relation to the formation of cylindrical blanks.
Профили рабочих поверхностей роликов - треугольный и трапецеидальный заданы также применительно к формированию цилиндрических заготовок.The profiles of the working surfaces of the rollers - triangular and trapezoidal - are also specified in relation to the formation of cylindrical blanks.
При обработке заготовок на давильно-раскатных станках из-за высоких усилий и сил трения происходит износ рабочих поверхностей роликов и оправок, что снижает точность размеров и качество обработанной поверхности заготовки, а также снижается производительность изготовления оболочек из-за простоев давильно-раскатного станка при замене изношенного инструмента.When processing blanks on rolling machines, high forces and friction forces cause wear on the working surfaces of the rollers and mandrels, which reduces the dimensional accuracy and quality of the processed surface of the blank, and also reduces the productivity of manufacturing shells due to downtime of the rolling machine when replacing worn tools.
Основным недостатком технического решения, принятого за прототип, является невозможность использования данного устройства при изготовлении профильных оболочек.The main drawback of the technical solution adopted as a prototype is the impossibility of using this device in the manufacture of profile shells.
Задачей данного технического решения, принятого за прототип, являлось разработка устройства, позволяющего повысить устойчивость процесса формоизменения, повысить точность и качество обработанной поверхности тонкостенных цилиндрических оболочек большой длины за счет снижения колебания роликов, оправки, заготовки и других деталей и узлов.The objective of this technical solution, adopted as a prototype, was to develop a device that would increase the stability of the forming process, improve the accuracy and quality of the machined surface of thin-walled cylindrical shells of great length by reducing the vibration of rollers, mandrels, workpieces and other parts and assemblies.
Общими признаками с предлагаемым авторами устройством является наличие трехроликовой головки с роликами, установленными с осевыми и радиальными смещениями, переходника, соединенного посадочными местами со шпинделем станка и оправкой, которая прикреплена к переходнику прижимным кольцом, съемника, отверстие которого выполнено с диаметром отверстия больше диаметра оправки, и установленного над прижимным кольцом оправки, прижима и крепежных элементов.Common features with the device proposed by the authors are the presence of a three-roller head with rollers installed with axial and radial offsets, an adapter connected by seats to the machine spindle and a mandrel, which is attached to the adapter by a clamping ring, a puller, the opening of which is made with a diameter larger than the diameter of the mandrel, and installed above the clamping ring of the mandrel, a clamp and fasteners.
В отличие от прототипа в предлагаемом авторами устройстве для давильно-раскатной обработки профильных оболочек оправка содержит участок с профильной рабочей поверхностью, ролики выполнены с различными радиусами рабочей поверхности и установлены с различными радиальными и осевыми смещениями относительно профильного участка оправки, на основании, равномерно по периметру, смонтированы посредством резьбового соединения крепежные стойки, на которых установлены съемник, заготовка с торцевым уступом и прижим, зафиксированные гайками.Unlike the prototype, in the device proposed by the authors for the pressing and rolling processing of profile shells, the mandrel contains a section with a profile working surface, the rollers are made with different radii of the working surface and are installed with different radial and axial offsets relative to the profile section of the mandrel, on the base, uniformly along the perimeter, mounting posts are mounted by means of a threaded connection, on which a puller, a workpiece with an end ledge and a clamp are installed, fixed with nuts.
В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения изобретение характеризуется следующими признаками:In particular cases, that is, in specific forms of implementation, the invention is characterized by the following features:
- первым в направлении осевой подачи устанавливают ролик с большим радиусом рабочей поверхности и с большим радиальным и осевым смещением, а последующие ролики устанавливают с меньшими радиусами и меньшими радиальными и осевыми смещениями;- the first roller installed in the direction of axial feed is one with a large radius of the working surface and with a large radial and axial offset, and subsequent rollers are installed with smaller radii and smaller radial and axial offsets;
- на рабочие поверхности роликов и оправки нанесено износостойкое фторсодержащее покрытие в виде раствора поверхностно-активного вещества «Эфрен-К» в органическом растворителе и синтетического красителя трифинилметанового ряда с процентным соотношением компонентов - масс: фторсодержащего вещества и красителя (0,5-0,9)%, (0,01-0,1)%, соответственно;- a wear-resistant fluorine-containing coating is applied to the working surfaces of the rollers and the mandrel in the form of a solution of the surfactant "Efren-K" in an organic solvent and a synthetic dye of the triphenylmethane series with a percentage ratio of components - mass: fluorine-containing substance and dye (0.5-0.9)%, (0.01-0.1)%, respectively;
- рабочие поверхности роликов, оправки и наружная поверхность заготовок снабжены защитной антикоррозийной композицией на основе фторсодержащего вещества универсального модификатора «УМ» и индустриального масла с процентным соотношением компонентов - масс: (10÷25)%, (90÷75)%, соответственно;- the working surfaces of the rollers, mandrels and the outer surface of the workpieces are provided with a protective anti-corrosion composition based on a fluorine-containing substance of the universal modifier "UM" and industrial oil with a percentage ratio of components - mass: (10÷25)%, (90÷75)%, respectively;
- отверстие прижима выполнено диаметром меньше диаметра торцевого уступа заготовки на (1÷5)%;- the clamping hole is made with a diameter smaller than the diameter of the end ledge of the workpiece by (1÷5)%;
- между торцом заготовки и съемником установлена втулка, длину которой выбирают в зависимости от длины вылета заготовки над участком с профильной поверхностью оправки;- a sleeve is installed between the end of the workpiece and the puller, the length of which is selected depending on the length of the workpiece overhang above the section with the profile surface of the mandrel;
- между съемником и прижимным кольцом размещена опорная втулка, длину которой выбирают в зависимости от длины вылета заготовки над участком с профильной поверхностью оправки;- a support sleeve is placed between the puller and the pressure ring, the length of which is selected depending on the length of the workpiece overhang above the section with the profile surface of the mandrel;
- оправка снабжена профильным и цилиндрическим участками, ролики - треугольными или трапецеидальными рабочими поверхностями и установлены относительно цилиндрической части оправки с различными радиальными и осевыми смещениями, а торцевой прижим выполнен с профилем внутренней поверхности, соответствующим профилю наружной поверхности заготовки.- the mandrel is provided with a profile and cylindrical sections, the rollers have triangular or trapezoidal working surfaces and are installed relative to the cylindrical part of the mandrel with various radial and axial offsets, and the end clamp is made with an inner surface profile corresponding to the profile of the outer surface of the workpiece.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.This is what allows us to conclude that there is a cause-and-effect relationship between the set of essential features of the declared technical solution and the technical result achieved.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.The specified features, distinctive from the prototype and to which the requested scope of legal protection applies, are sufficient in all cases.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для давильно-раскатной обработки профильных оболочек, позволяющего повысить точность геометрических размеров, качество обработанной поверхности, а также износостойкость рабочих поверхностей роликов и оправки и производительность изготовления оболочек.The objective of the proposed invention is to develop a device for the pressing and rolling processing of profile shells, which makes it possible to increase the accuracy of geometric dimensions, the quality of the processed surface, as well as the wear resistance of the working surfaces of the rollers and mandrel and the productivity of shell manufacturing.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, включающем трехроликовую головку с роликами, установленными с осевыми и радиальными смещениями, переходник, соединенный посадочными местами со шпинделем станка и оправкой, которая прикреплена к переходнику прижимным кольцом, съемник, выполненный с отверстием, диаметр которого больше диаметра оправки и установленный над прижимным кольцом оправки, прижим и крепежные элементы, особенность заключается в том, что оправка содержит участок с профильной рабочей поверхностью, ролики выполнены с различными радиусами рабочей поверхности и установлены с различными радиальными и осевыми смещениями относительно профильного участка оправки, на основании, равномерно по периметру, смонтированы посредством резьбового соединения крепежные стойки, на которых установлены съемник, заготовка с торцевым уступом и прижим, зафиксированные гайками.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved in that in the known device, including a three-roller head with rollers installed with axial and radial offsets, an adapter connected by mounting seats to the machine spindle and the mandrel, which is attached to the adapter by a clamping ring, a puller made with an opening, the diameter of which is larger than the diameter of the mandrel and installed above the clamping ring of the mandrel, a clamp and fastening elements, the feature is that the mandrel contains a section with a profile working surface, the rollers are made with different radii of the working surface and are installed with different radial and axial offsets relative to the profile section of the mandrel, on the base, uniformly along the perimeter, fastening posts are mounted by means of a threaded connection, on which the puller, the workpiece with an end ledge and the clamp are installed, fixed with nuts.
Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяют в частности, за счет:The new set of operations, as well as the presence of connections between them, allow, in particular, due to:
- наличия на оправке участка с профильной рабочей поверхностью обеспечить возможность формообразования профильных оболочек криволинейной, конической или любой другой сложной формы;- the presence of a section with a profile working surface on the mandrel ensures the possibility of forming profile shells of a curvilinear, conical or any other complex shape;
- выполнение роликов с различными радиусами рабочей поверхности повысить точность и качество обработанной поверхности заготовок в результате разделения деформации между роликами, то есть разделения непрерывного очага деформации на отдельные очаги различной площади, что обеспечивает плавное нарастание деформации вдоль профильного участка оправки, и исключение гофр, утяжек и наплыва металла перед роликами;- the production of rollers with different radii of the working surface increases the accuracy and quality of the processed surface of the workpieces as a result of the division of deformation between the rollers, i.e. the division of a continuous deformation zone into separate zones of different areas, which ensures a smooth increase in deformation along the profile section of the mandrel, and the elimination of corrugations, shrinkage and metal build-up in front of the rollers;
- установки роликов с различными радиальными и осевыми смещениями относительно профильной части оправки повысить точность и качество обработанной поверхности заготовок в результате разделения деформации между роликами, то есть разделения непрерывного очага деформации на отдельные очаги различной площади, что обеспечивает плавное нарастание деформации вдоль профильного участка оправки, и исключение гофр, утяжек и наплыва металла перед роликами;- installation of rollers with different radial and axial offsets relative to the profile part of the mandrel to increase the accuracy and quality of the processed surface of the workpieces as a result of dividing the deformation between the rollers, i.e. dividing the continuous deformation zone into separate zones of different areas, which ensures a smooth increase in deformation along the profile section of the mandrel, and the elimination of corrugations, shrinkage and metal build-up in front of the rollers;
- равномерного монтажа по периметру основания крепежных стоек посредством резьбового соединения обеспечить равномерное распределение усилий зажима заготовки на ее торцевом уступе прижимом;- uniform installation along the perimeter of the base of the mounting posts using a threaded connection to ensure uniform distribution of the clamping forces of the workpiece on its end ledge with a clamp;
- установки на крепежных стойках съемника, заготовки с торцевым уступом и прижима, зафиксированных гайками, обеспечить надежное крепление заготовки на оправке.- installation on the mounting posts of the puller, the workpiece with the end ledge and the clamp, fixed with nuts, ensure reliable fastening of the workpiece on the mandrel.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:The features characterizing the invention in specific forms of execution allow, in particular, due to:
- установки первым в направлении осевой подачи ролика с большим радиусом рабочей поверхности и с большим радиальным и осевым смещением, а последующих роликов с меньшими радиусами и меньшими радиальными и осевыми смещениями, повысить точность и качество обработанной поверхности заготовок в результате разделения деформаций между роликами, что обеспечивает плавное нарастание деформации вдоль профильного участка оправки, и исключение гофр, утяжек, и наплыва металла перед роликами;- installation of a roller with a large radius of the working surface and with a large radial and axial offset as the first in the direction of axial feed, and subsequent rollers with smaller radii and smaller radial and axial offsets, to increase the accuracy and quality of the machined surface of the workpieces as a result of separating the deformations between the rollers, which ensures a smooth increase in deformation along the profile section of the mandrel, and the elimination of corrugations, shrinkage, and metal build-up in front of the rollers;
- нанесения на рабочие поверхности роликов и оправки износостойкого фторсодержащего покрытия в виде раствора поверхностно-активного вещества «Эфрен-К» в органическом растворителе и синтетического красителя трифенилметанового ряда с процентным соотношением компонентов - масс: фторсодержащего вещества и красителя (0,5÷0,9)%, (0,01÷0,1)%, соответственно, обеспечить цветовую визуализацию качества покрытия, зон контакта и износа рабочих поверхностей, сократить время настройки и повысить износостойкость рабочих поверхностей и производительность изготовления оболочек, данные процентные соотношения оптимальны, определены экспериментально, при значениях содержания фторсодержащего вещества менее 0,5% и красителя менее 0,01%, соответственно, снижается износостойкость рабочих поверхностей роликов и оправки и снижается цветовая визуализация покрытия, а при значениях содержания фторсодержащего вещества более 0,9% и красителя более 0,1% возрастает себестоимость изготовления оболочек;- applying a wear-resistant fluorine-containing coating to the working surfaces of the rollers and the mandrel in the form of a solution of the surfactant "Efren-K" in an organic solvent and a synthetic dye of the triphenylmethane series with a percentage ratio of components - masses: fluorine-containing substance and dye (0.5 ÷ 0.9)%, (0.01 ÷ 0.1)%, respectively, to ensure color visualization of the quality of the coating, contact zones and wear of the working surfaces, reduce the setup time and increase the wear resistance of the working surfaces and the productivity of shell manufacturing, these percentage ratios are optimal, determined experimentally, at values of the fluorine-containing substance content of less than 0.5% and dye less than 0.01%, respectively, the wear resistance of the working surfaces of the rollers and the mandrel decreases and the color visualization of the coating decreases, and at values of the fluorine-containing substance content of more than 0.9% and dye more than 0.1%, the cost of shell manufacturing increases;
- снабжения рабочих поверхностей роликов, оправки и наружной поверхности заготовки защитной антикоррозийный композицией на основе фторсодержащего вещества универсального модификатора «УМ» и индустриального масла с процентным соотношением компонентов - масс: (10÷25)%, (90÷75)%, соответственно, уменьшить силу трения, повысить износостойкость и антикоррозийную стойкость рабочих поверхностей деформирующего инструмента - роликов и оправки, и повысить чистоту поверхности обработанных заготовок, данные процентные соотношения оптимальны, определены экспериментально, при значениях модификатора «УМ» менее 10% износ и коррозия возрастают, а при значениях более 25% возрастает себестоимость изготовления оболочек;- supplying the working surfaces of the rollers, mandrel and outer surface of the workpiece with a protective anti-corrosion composition based on a fluorine-containing substance of the universal modifier "UM" and industrial oil with a percentage ratio of components - masses: (10 ÷ 25)%, (90 ÷ 75)%, respectively, to reduce the friction force, increase wear resistance and anti-corrosion resistance of the working surfaces of the deforming tool - rollers and mandrel, and to increase the surface purity of the processed workpieces, these percentage ratios are optimal, determined experimentally, with values of the modifier "UM" less than 10% wear and corrosion increase, and with values more than 25% the cost of manufacturing shells increases;
- выполнения прижима с отверстием диаметром меньше диаметра торцевого упора заготовок на (1÷5)% обеспечить надежность крепления заготовки, данное значение оптимально, определено экспериментально, при значениях диаметра отверстия прижима менее 1% от диаметра торцевого упора заготовки или более 5% снижается надежность фиксации заготовки в устройстве из-за уменьшения площади контакта прижима и торцевого уступа заготовки;- performing a clamp with a hole with a diameter smaller than the diameter of the end stop of the workpiece by (1÷5)% ensures the reliability of fastening the workpiece, this value is optimal, determined experimentally, with values of the diameter of the clamp hole less than 1% of the diameter of the end stop of the workpiece or more than 5%, the reliability of fixing the workpiece in the device decreases due to a decrease in the contact area of the clamp and the end ledge of the workpiece;
- установки между торцом заготовки и съемником втулки, длину которой задают в зависимости от длины вылета заготовки над участком с профильной поверхностью оправки, расширить технические возможности устройства, обеспечив возможность формирования участка с профильной поверхностью за несколько переходов;- installations between the end of the workpiece and the sleeve puller, the length of which is set depending on the length of the workpiece overhang above the section with the profile surface of the mandrel, expand the technical capabilities of the device, ensuring the possibility of forming a section with a profile surface in several passes;
- установки между съемником и прижимным кольцом опорной втулки, длину которой задают в зависимости от длины вылета заготовки над участком с профильной поверхностью оправки, расширить технические возможности устройства, обеспечив возможность формирования участка с профильной поверхностью за несколько переходов;- installation between the puller and the clamping ring of a support sleeve, the length of which is set depending on the length of the workpiece overhang above the section with the profile surface of the mandrel, expand the technical capabilities of the device, ensuring the possibility of forming a section with a profile surface in several passes;
- выполнения оправки с профильным и цилиндрическим участками использовать одну оправку для получения профильного и цилиндрического участков заготовки и, в результате, повысить производительность изготовления оболочек и расширить технические возможности устройства;- production of a mandrel with a profile and cylindrical section; use one mandrel to obtain a profile and cylindrical section of the workpiece and, as a result, increase the productivity of shell manufacturing and expand the technical capabilities of the device;
- выполнения роликов с треугольными или трапецеидальными рабочими поверхностями обеспечить формирование цилиндрического участка заготовки на цилиндрическом участке оправки, так как данный профиль рабочих поверхностей роликов оптимален для обработки цилиндрических поверхностей с высокой точностью и качеством обработанной поверхности заготовок;- the production of rollers with triangular or trapezoidal working surfaces ensures the formation of a cylindrical section of the workpiece on a cylindrical section of the mandrel, since this profile of the working surfaces of the rollers is optimal for processing cylindrical surfaces with high precision and quality of the processed surface of the workpieces;
- установки роликов с треугольными или трапецеидальными рабочими поверхностями с различными радиальными и осевыми смещениями разделить деформацию между роликами и обеспечить высокую точность размеров и качество обработанной поверхности;- installation of rollers with triangular or trapezoidal working surfaces with different radial and axial displacements to divide the deformation between the rollers and ensure high dimensional accuracy and quality of the processed surface;
- выполнения торцевого прижима с профилем внутренней рабочей поверхности, соответствующем профилю наружной поверхности заготовки, обеспечить надежность крепления заготовки на профильном участке оправки.- performing end clamping with the profile of the inner working surface corresponding to the profile of the outer surface of the workpiece, to ensure reliable fastening of the workpiece on the profile section of the mandrel.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».The features that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the state of the art during the patent research process, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of “novelty”.
Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Having studied the state of the art during a patent search for all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was discovered that the proposed technical solution does not clearly follow from the state of the art known today, therefore, it can be concluded that it meets the criterion of “inventive step”.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для давильно-раскатной обработки профильных оболочек, включающем трехроликовую головку с роликами, установленными с осевыми и радиальными смещениями, переходник, соединенный посадочными местами со шпинделем станка и оправкой, которая прикреплена к переходнику прижимным кольцом, съемник, выполненный с отверстием, диаметр которого больше диаметра оправки и установленный над прижимным кольцом оправки, прижим и крепежные элементы, в отличие от прототипа, согласно изобретению, в нем оправка содержит участок с профильной рабочей поверхностью, ролики выполнены с различными радиусами рабочей поверхности и установлены с различными радиальными и осевыми смещениями относительно профильного участка оправки, на основании, равномерно по периметру, смонтированы посредством резьбового соединения крепежные стойки, на которых установлены съемник, заготовка с торцевым уступом и прижим, зафиксированные гайками.The essence of the invention lies in the fact that in the device for pressing and rolling processing of profile shells, including a three-roller head with rollers installed with axial and radial offsets, an adapter connected by seats to the machine spindle and a mandrel, which is attached to the adapter by a clamping ring, a puller made with an opening, the diameter of which is larger than the diameter of the mandrel and installed above the clamping ring of the mandrel, a clamp and fastening elements, in contrast to the prototype, according to the invention, in it the mandrel contains a section with a profile working surface, the rollers are made with different radii of the working surface and are installed with different radial and axial offsets relative to the profile section of the mandrel, on the base, uniformly along the perimeter, fastening posts are mounted by means of a threaded connection, on which the puller, the workpiece with an end ledge and the clamp are installed, fixed with nuts.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для давильно-раскатной обработки профильных оболочек, в котором заготовка 1 установлена на оправке 5, прикрепленной к переходнику 6 прижимным кольцом 7.The essence of the invention is explained by drawings, where Fig. 1 shows a device for pressing and rolling processing of profile shells, in which the
Ролики 2, 3 и 4 изображены в начале и в конце формирования профильного участка заготовки.
Переходник 6 соединен посадочными местами с оправкой 5 и шпинделем 8 давильно-раскатного станка.
Крепежные стойки 11 скреплены с основанием 6 резьбовым соединением.The
На крепежных стойках 11 установлены съемник 9, заготовка 1 с торцевым уступом и прижим 10, зафиксированные гайками 12.On the
Dоп (мм) - диаметр оправки 5.D op (mm) - diameter of the
Dnp (мм) - диаметр отверстия прижима 10.D np (mm) - diameter of the
Dyс (мм) - диаметр торцевого уступа заготовки 1.D yс (mm) - diameter of the end ledge of the
Lзг (мм) - длина вылета заготовки 1 над профильным участком оправки 5.L zg (mm) – the length of the projection of the
F (мм/мин) - осевая подача.F (mm/min) - axial feed.
n (мин-1) - скорость вращения.n (min -1 ) - rotation speed.
На фиг. 2 вид А с фиг. 1 - изображена трехроликовая головка 13 с роликами 2, 3 и 4, оправка 5 и заготовка 1.Fig. 2, view A from Fig. 1, shows a three-roller head 13 with
Рр (т/с) - радиальные усилия,R p (t/s) - radial forces,
n (мин-1) - скорость вращения.n (min -1 ) - rotation speed.
На фиг. 3 изображена схема формирования профильного участка заготовки 1, роликами 2, 3 и 4 с участками рабочей поверхности R2 (мм), R3 (мм) и R4 (мм) на профильном участке оправки 5.Fig. 3 shows a diagram of the formation of a profile section of
Δ1 (мм), Δ2 (мм) и Δ3 (мм) - радиальные смещения роликов 2, 3 и 4 относительно профильного участка оправки 5.Δ 1 (mm), Δ 2 (mm) and Δ 3 (mm) are the radial displacements of
L2,3 (мм) и L3,4 (мм) - осевые смещения роликов 2, 3 и 4 относительно профильного участка оправки 5.L 2.3 (mm) and L 3.4 (mm) - axial displacements of
S2 (мм2) - площадь очага деформации ролика 2.S 2 (mm 2 ) – area of the deformation zone of
S3 (мм2) - площадь очага деформации ролика 3.S 3 (mm 2 ) – area of the deformation zone of
S4 (мм2) - площадь очага деформации ролика 4.S 4 (mm 2 ) – area of the deformation zone of
Б, В, Г и Д - рабочие поверхности роликов 2, 3 и 4 и оправки 5.B, C, G and D - working surfaces of
Е - наружная поверхность заготовки 1.E - outer surface of
На фиг. 4 изображен вариант устройства, в котором между торцом заготовки 1 и съемником 9 установлена втулка 14 длиной Lвт (мм), которую задают в зависимости от длины вылета Lзг (мм) заготовки 1 над профильной поверхностью оправки 5.Fig. 4 shows a variant of the device in which a
На фиг. 5 изображен вариант устройства, в котором между съемником 9 и прижимным кольцом 7 установлена опорная втулка 15 длиной Lвт (мм), которую задают в зависимости от длины вылета заготовки Lзг (мм) над профильным участком оправки 5.Fig. 5 shows a variant of the device in which a
На фиг. 6 изображен вариант устройства, в котором оправка 5 выполнена с профильной и цилиндрической поверхностями, ролики 17, 18 и 19 выполнены с треугольным или трапецеидальным рабочими поверхностями и установлены относительно цилиндрического участка оправки 5 с различными радиальными и осевыми смещениями, торцевой прижим 20 выполнен с профилем внутренней рабочей поверхности, соответствующим профилю наружной поверхности заготовки 16.Fig. 6 shows a variant of the device in which the
На фиг. 7 изображена схема формирования цилиндрического участка заготовки 16 на цилиндрическом участке оправки 5 роликами 17, 18 и 19 с радиальными смещениями Δ17 (мм), Δ18 (мм) и Δ19 (мм) и осевыми смещениями L17,18 (мм) и L18,19 (мм) и площадями очагов деформации роликов 17, 18 и 19 на цилиндрической части заготовки 16: S17 (мм2), S18 (мм2), S19 (мм2) соответственно.Fig. 7 shows a diagram of the formation of a cylindrical section of a
3, Ж, И и К - рабочие поверхности роликов 17, 18, 19 и оправки 5.3, Ж, И and К - working surfaces of
Л - наружная поверхность заготовки 16.L - outer surface of
Вышеописанное устройство работает следующим образом.The above device works as follows.
Заготовку 1 устанавливают на оправку 5 торцом с торцевым уступом на съемник 9 и фиксируют заготовку на торцевом уступе посредством прижима 10 и гаек 12 на крепежных стойках 11 (фиг. 1).The
На рабочие поверхности Б, В, Г и Д роликов 2, 3, 4 и оправки 5 нанесено износостойкое фторсодержащее покрытие в виде раствора поверхностно-активного вещества «Эфрен-К» в органическом растворителе и синтетического красителя трифенилметанового ряда.The working surfaces B, V, G and D of
Рабочие поверхности Б, В, Г и Д роликов 2, 3, 4 и оправки 5 и наружная поверхность Е заготовки 1 снабжены защитной антикоррозийной композицией на основе фторсодержащего вещества универсального модификатора «УМ» и индустриального масла.The working surfaces B, V, G and D of
По программе ЧПУ станка включается вращение шпинделя 8 и закрепленного на нем устройства, и роликами 2, 3, 4 выполненными с различными радиусами рабочей поверхности, установленными в трехроликовой головке 13 (фиг. 2) с различными радиальным и осевыми смещениями относительно профильного участка оправки 5, формируется профильный участок заготовки 1 (фиг. 1, 2, 3).According to the CNC program of the machine, the rotation of the spindle 8 and the device fixed on it is switched on, and the profile section of the workpiece 1 (Fig. 1, 2, 3) is formed by
При формировании профильного участка заготовки 1 ролик 2 с радиусом рабочей поверхности R2 (мм), установлен первым в направлении осевой подачи с радиальным смещением Δ2 (мм) и осевым смещением L2,3 (мм).When forming a profile section of
Ролик 3 с радиусом рабочей поверхности R3 (мм) установлен вторым в направлении осевой подачи с радиальным смещением Δ3 (мм) и осевым смещением L3,4 (мм).
Ролик 4 с радиусом рабочей поверхности R4 (мм) установлен третьим в направлении осевой подачи с радиальным смещением Δ4 (мм) и осевым смещением L3,4 (мм) (фиг. 3).
R2>R3>R4, Δ2>Δ3>Δ4, L2,3>L3,4.R 2 >R 3 >R 4 , Δ 2 >Δ 3 >Δ 4 , L 2.3 >L 3.4 .
Длину вылета L32 (мм) задают исходя из равенства объемов участков заготовки 1 до и после формирования профильного участка.The length of the projection L 32 (mm) is set based on the equality of the volumes of the sections of the
После окончания формирования профильного участка по программе ЧПУ станка останавливается вращение шпинделя станка и устройства и ролики возвращаются в исходное положение.After the formation of the profile section according to the CNC machine program is completed, the rotation of the machine spindle and the device and the rollers return to their original position.
С крепежных стоек 11 свинчивают гайки 12 и со стоек 11 снимают прижим 10.
Затем ролики из исходного положения подходят рабочими поверхностями под съемник 9 и при перемещении в направлении F осевой подачи съемником 9 удаляют заготовку 1 с оправки 5.Then the rollers from the initial position approach the working surfaces under the
В частном случае (фиг. 1) отверстие прижима 10 выполнено диаметром Dпр (мм) меньше диаметра Dyc (мм) торцевого уступа заготовки 1 на (1÷5) %.In a particular case (Fig. 1), the hole of the
Также, в частном случае (фиг. 4), между торцом заготовки 1 и съемником 9 установлена втулка 14 длиной Lвт (мм), или (фиг. 5) между съемником 9 и прижимным кольцом 7 установлена втулка 15 длиной Lвт (мм), длины которых задают в зависимости от длины вылета Lвр заготовки 1 над профильным участком оправки 5.Also, in a particular case (Fig. 4), a
В частном случае (фиг. 6, 7) используется устройство, в котором оправка 5 снабжена профильным и цилиндрическим участками, ролики 17, 18 и 19 - треугольными или трапецеидальными рабочими поверхностями и установленными относительно цилиндрической части оправки 5 с различными радиальными Δ17 (мм), Δ18 (мм), Δ19 и осевыми L17,18, L18,19 смещениями.In a particular case (Fig. 6, 7), a device is used in which the
Δ17>Δ18>Δ19, L17,18>L18,19.Δ 17 >Δ 18 >Δ 19 , L 17.18 >L 18.19 .
Используется одна оправка 5.One
В начале формируют профильный участок заготовки 16 на профильном участке оправки 5 (фиг. 1).At the beginning, the profile section of the
Затем формируют цилиндрический участок заготовки 16 на цилиндрическом участке оправки 5 (фиг. 6, 7).Then, a cylindrical section of the
Пример.Example.
Заготовку 1 из стали 10 диаметром 150 мм и толщиной стенки 5,0 мм и диаметром торцевого уступа Dyc (мм)=155 мм устанавливают на оправку 5 с профильным криволинейным участком (фиг. 1).A
Заготовку 1 фиксируют на торцевом уступе прижимом 10 с отверстием Dпp=150,5 мм.
(1÷5) % - по формуле изобретения.(1÷5)% - according to the invention formula.
Профильный участок заготовки 1 формируют роликами 2, 3 и 4 на оправке 5, закрепленной в переходнике 6, соединенным со шпинделем давильно-раскатного станка модели DV-450, RL 60/75 или СХП-10.The profile section of the
Ролики 2, 3 и 4 выполнены с радиусами рабочих поверхностей:
R2=140 мм, R3=120 мм, R4=10 мм и установлены с радиальными смещениями:R 2 = 140 mm, R 3 = 120 mm, R 4 = 10 mm and are installed with radial offsets:
Δ2=4,0 мм, Δ3=3 мм, Δ4=2,5 мм и осевыми смещениями:Δ 2 = 4.0 mm, Δ 3 = 3 mm, Δ 4 = 2.5 mm and axial displacements:
L2,3=7,0 мм, L3,4=3,0 мм.L 2.3 =7.0 mm, L 3.4 =3.0 mm.
Первым в направлении осевой подачи F установлен ролик 2, вторым - ролик 3, третьим - ролик 4.The first roller installed in the direction of axial feed F is
R2>R3>Р4, Δ2>Δ3>Δ4, L2,3>L3,4.R 2 >R 3 >P 4 , Δ 2 >Δ 3 >Δ 4 , L 2.3 >L 3.4 .
Устройство для давильно-раскатной обработки профильных оболочек, в соответствии с изобретением, обеспечивает возможность изготовления профильных оболочек с высокой точностью геометрических размеров, с высоким качеством обработанной поверхности, а также позволяет повысить износостойкость рабочих поверхностей роликов и оправки и производительность изготовления оболочек.A device for pressing and rolling processing of profile shells, in accordance with the invention, provides the possibility of manufacturing profile shells with high precision of geometric dimensions, with high quality of the processed surface, and also makes it possible to increase the wear resistance of the working surfaces of the rollers and mandrel and the productivity of shell manufacturing.
Изобретение может быть использовано при производстве различных оболочек с профильной поверхностью из стали и из алюминиевых сплавов.The invention can be used in the production of various shells with a profile surface made of steel and aluminum alloys.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями устройства при изготовлении оболочек с профильной поверхностью.The stated positive effect has been confirmed by testing the device during the production of shells with a profiled surface.
Claims (7)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2825737C1 RU2825737C1 (en) | 2024-08-28 |
RU2825737C9 true RU2825737C9 (en) | 2024-09-11 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4055976A (en) * | 1976-03-29 | 1977-11-01 | Aspro, Inc. | Method of roller spinning cup-shaped metal blanks and roller construction therefor |
WO2002085551A1 (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-31 | Sango Co., Ltd. | Spindle mechanism |
RU2487774C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Unit for rotary drawing of thin-wall shells at lathe |
RU2527541C1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" | Device for rotational draw of thin shells |
RU2727370C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Method of making axially symmetric thin-wall shells and device for making axially symmetric thin-wall shells |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4055976A (en) * | 1976-03-29 | 1977-11-01 | Aspro, Inc. | Method of roller spinning cup-shaped metal blanks and roller construction therefor |
WO2002085551A1 (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-31 | Sango Co., Ltd. | Spindle mechanism |
RU2487774C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Unit for rotary drawing of thin-wall shells at lathe |
RU2527541C1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" | Device for rotational draw of thin shells |
RU2727370C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Method of making axially symmetric thin-wall shells and device for making axially symmetric thin-wall shells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4048703A (en) | Collar sleeves and process and tool for the manufacture thereof | |
RU2449848C1 (en) | Method of rotary drawing of thin-wall shells with bulges | |
RU2825737C9 (en) | Device for production of shaped shells by spinning-rolling processing | |
RU2343035C2 (en) | Method for rotary drawing of complex profile shells | |
RU2825737C1 (en) | Device for production of shaped shells by spinning-rolling processing | |
US6205832B1 (en) | Flow-forming method and apparatus | |
RU2405646C1 (en) | Method of rotary rolling-out of envelopments from tubular billets and tubular billet to produce envelopments thereby | |
RU2818921C1 (en) | Method of spinning processing of axisymmetric shells | |
RU2801801C1 (en) | Method for manufacturing complex profile shells | |
RU2799823C1 (en) | Method for manufacturing steel complex-shaped shells | |
RU2796957C1 (en) | Method for the manufacture of shaped sheaths | |
RU2759144C1 (en) | Method for manufacturing axisymmetric shells with internal riffles | |
RU2527541C1 (en) | Device for rotational draw of thin shells | |
RU2623203C1 (en) | Manufacturing method of the periodic profile thin-wall shells from aluminium alloys | |
RU2780417C1 (en) | Method for manufacturing axisymmetric shells | |
RU2814100C1 (en) | Method for manufacturing complex-profile shells with internal grooves | |
JP4479254B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing pulley for continuously variable transmission | |
RU2343034C2 (en) | Method for manufacture of profile shells | |
RU2279942C1 (en) | Method of rotation drawing of hollow shaped parts | |
RU2606132C1 (en) | Method of shells rotary drawing from pipe blanks | |
RU2393039C1 (en) | Device for rotary burnishing of cylindrical shells | |
RU2612052C1 (en) | Method to manufacture grid of riffles on inner surface of shell and device for its realization | |
SU1294444A2 (en) | Method of producing hollow axially symmetrical parts | |
RU2801171C1 (en) | Method and device for drawing pipes, preferably welded, on a floating mandrel | |
RU2779127C1 (en) | Method for manufacturing shells of variable cross-section |