Способ изготовления ступенчатых валов

 

Использование: для получения ступенчатых валов поперечно-клиновой прокаткой . Заготовку 4 подают в очаг деформации между клиновым инструментом 1 и опорными валками. Торцы заготовки 4 фиксируют в зажимах 5. В процессе прокатки величину растягивающего усилия изменяют за счет радиальных, направленных от оси вращения усилий, преобразуемых в растягивающее усилие посредством передаточного механизма. Последний выполнен в виде каретки 8 и грузов 7, которые при вращении развивают центробежную силу Р и осевое усилие растяжения. 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr>s B 21 Н 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! м (л)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819762/27 (22) 26.04.90 (46) 07.05.92, Бюл, М 17 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.И.Садко, В.А,Клушкин, В.А.Хлебцевич и В.А.Варавин (53) 621.77.06 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 724259, кл. В 21 Н 8/00, 1978. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ (57) Использование: для получения ступенчатых валов поперечно-клиновой прокат„„5U„„1731381 А1 кой. Заготовку 4 подают в очаг деформации между клиновым инструментом 1 и опорными валками. Торцы заготовки 4 фиксируют в зажимах 5. В процессе прокатки величину растягивающего усилия изменяют за счет радиальных, направленных от оси вращения усилий, преобразуемых в растягивающее усилие посредством передаточного механизма. Последний выполнен в виде каретки 8 и грузов 7, которые при вращении развивают центробежную силу P и осевое усилие растяжения, 1 табл., 2 ил.

1731381

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения ступенчатых валов поперечно-клиновой прокаткой, Известен способ изготовления ступенчатых валов, включающих деформацию заготовки поперечно-клиновой прокаткой с одновременным приложением осевого усилия к торцам заготовки. Способ позволяет уменьшить скручивание заготовки в процессе прокатки, Недостаток данного способа заключается в снижении точности формы деталей в продольном направлении, Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления ступенчатых валов поперечно-клиновой прокаткой, при котором заготовку нагревают до температуры горячей деформации, задают в очаг деформации и прокатывают с приложением осевого усилия растяжения, Способ позволяет исключить скручивание волокнистой макроструктуры металла изделий.

Недостатком известного способа является то, что осевое усилие растяжения достигается посредством приложения к торцам заготовки статической силы. Вследствии этого наблюдается невысокая точность продольного сечения, проявляющаяся в виде изогнутости вала после прокатки.

Цель изобретения — повышение качества получаемых изделий путем повышения их точнбсти, Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления ступенчатых валов, при котором осуществляют подачу заготовки в очаг деформации, поперечную прокатку заготовки с приложением растяги.вающего усилия к торцу заготовки, в процессе прокатки величину растягивающего усилия изменяют, при этом изменение величины растягивающего усилия осуществляют за счет радиальных, направленных от оси вращения усилий, преобразуемых в растягивающее усилие посредством передаточного механизма.

Центробежной силой вращающихся грузов создают динамическую продольную силу и осуществляют динамическое растяжение заготовки в процессе прокатки вала.

При этом усилие растяжения можно прецизионно регулировать в широком диапазоне изменением частоты вращения вращающихся элементов осевого зажима заготовки, На фиг,1 показана общая схема прокатки; на фиг.2 — схема прокатки ступенчатых валов с приложением к торцам заготовки усилия растяжения путем возбуждения сил во вращающихся элементах зажима.

Устройство для реализации способа изготовления ступенчатых валов содержит

5 клиновой инструмент 1, опорные валки 2, смонтированные на каретках 3. Между инструментом и валками задают заготовку 4, торцы которой размещают в зажимах 5, связанных посредством тяг 6 с вращаемыми

10 грузами 7 (элементами), приводной кареткой 8 и приводом вращения (не показан), Между зажимом 5 и приводной кареткой 8 расположена тарированная пружина 9 сжатия-растяжения, 15 Способ осуществляют следующим образом.

Штучную заготовку 4 подают в очаг деформации между клиновым инструментом 2 и опорными валками 4, 20 Торцы заготовки 4 автоматически фиксируют в зажимах 5. Одновременно с началом процесса прокатки заготовки 4 включают привод вращения каретки 8 с заранее заданной частотой и. Грузы 7 весом

25 G, вращаясь вокруг оси заготовки 4 с частотой п, развивают центробежную силу Рц, определяемую из теории центробежных регуляторов осевого действия

G Y 7P N

30 ц 900 . g 1 где G — вес грузов 7;

g — ускорение силы тяжести;

N — частота вращения грузов;

Y — расстояние центра тяжести грузов

7 до оси их вращения, Центробежной силой Рц вращающихся грузов заготовку нагружают продольной силой Р,, которая осуществляет динамическое растяжение заготовки вдоль ее оси. Таким образом в процессе прокатки заготовка 4 будет нагружена изгибающей силой Ризг, действующей перпендикулярно ее оси, возникающей от внедрения в заготовку 4 кли нового инструмента 1. Одновременно на заготовку действует компенсирующая изгибающую силу Р»г осевая сила растяжения

Рх

Рц Рц (2 щ а 4(Y1 — Y2) где а — угол между направлением тяги 6 и продольной осью заготовки, При числе грузов К суммарная динамическая растягивающая сила равна

Рх К Рх—

К P

"об " 4 (Y Y2) 1 1 7, 2 р

3600 9 . (У1 — У2) где Р ч — усилие пружины 9.

1731381 предлагаемому способу повысилась в 1,21.3 раза..30

Составитель В,Хлебцевич

Техред М.Моргентал Корректор Q.Êðàâöoâà

Редактор Л.Гратилло

Заказ 1536 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Из проведенной зависимости следует, что осевое усилие растяжения, прикладываемое к торцам заготовки в процессе прокатки, можно легко регулировать за счет конструктивных параметров центробежно- 5

ro регулятора 1, G, К, У>, У, N . Особенно г технологичным является регулировка осевой растягивающей силы путем изменения частоты вращения грузов 7, так как она входит в уравнение (3) в квадратичной зависи- 10 мости.

Пример. Осуществляли прокатку ступенчатого вала из.меди М1 диаметрами

18, 12 и 8 мм, Отношение длины детали к диаметру составляло приблизительно 10. 15

Данные сравнительных испытаний известного и заявленного способов (таблица) показывают, что точность по длине по

Формула изобретения

Способ изготовления ступенчатых валов, при котором осуществляют подачу заготовки в очаг деформации, поперечную прокатку заготовки с приложением растягивающего усилия к торцу заготовки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий путем повышения их точности, в процессе прокатки величину растягивающего усилия изменяют, при этом изменение величины растягивающего усилия осуществляют за счет радиальных направленных от оси вращения усилий, преобразуемых в растягивающее усилиепосредством передаточного механизма.