Инструмент для последовательной обкатки трубчатых заготовок

! (ttt 74О355

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ

Союз Советск ив

Социалистически и

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено09.08.76 (2! ) 2399735/25-27 (51)М. Кл.

В 21 Ю 41/04 с присоединением заявки РЙ

Гесудерственный квинтет

СССР (23) Приоритет (53) УДК 621. .981.2 (088.8) ао делам иэебретеннй н отврытмй

Опубликовано 15 06.80. Бюллетень 3422

Дата опубликования описания 18. 06.80 (72) Автор изобретения

B. К. Удовенко

Краматорский индустриальный институт (7I) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТ ОЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ

ОБКАТКИ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к получению герметичных днищ на конце трубы, имеющих выпуклую форму (сфера, эллипсоид и т.д.). Изобретение может быть использовано для редукпирования и изготовления горловин баллонов.

Известен инструмент для последовательной обкатки трубчатых заготовок, выполненный в виде ролика с фасонной поверхФО ностью, соответствующий форме готового иэделия Pl)

Недостатком известного инструмента является значительно развитая контактнаяповерхность между заготовкой н инст15 рументом, в результате чего значительные усилия обкатки и применяемый при этом инструмент с профилем; имеющим конечную форму изделия, не позволяют оказывать активное воздействие на параметры процесса.

В результате контакта инструмента с заготовкой на образующей получаемого изделия возникают значительные усилия, следствием чего являтся износ рабочей поверхности инструмента и искажение геометрических размеров поверхности полу чаемо го изделия.

Белью изобретения является уменьшеwe усилий обкатки, увеличение срока службы инструмента и повышение качества получаемых изделий.

Бель достигается тем, что фасонная поверхность выполнена в виде однополостного гиперболоида.

При пластическом контакте вращающейся трубы с роликом, .ось которого распо« ложена под углом к оси заготовки и одновременно под углом к направлению перемещения ролика, последний также приобретает вращательное движение, причем линейная скорость ролика в зоне его контакта с трубой меньше, чем линейная скорость трубы. Такая кинематика создает условие, при котором s контактной зоне инструмента с трубсй возникает дополнительное проскальзывание заготовки относительно ролика, причем величину

740355 проскальзывания можно регулировать за счет изменения параметров гиперболической поверхности.

Вращение ролика в момент обкатки создает также условия для вхождения

5 в зону контакта свежих его участков, что повышает срок службы рабочей поверхности инструмента.

Одновременное вращение ролика и проскальзывание контактных его зон 10 относительно трубы повышает качество поверхности изделия.

На фиг. 1 показано взаимное расположение инструмента и заготовки; на фиг. 2вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — 15 вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4профиль ролика для обкатки сферического днища; на фиг. 5 - сечения В-В, Г-Г, Д-Д, E-E и Ж->К на фиг. 2.

Рабочая поверхность ролика представ- 20 ляет собой однополостной гиперболоид вращения

Х у Š— + — - — =3

ОР сна «ь2

25 где Я - координата по оси ролика аб,: отсчитываемая от горловой окружности (горловая окружность » наименьшая окружность, образованная при пере30 сечении однополостного гиперболоида с плоскостью, перпен» дикулярной оси 7 );

)(и у- координаты в. плоскости, перпендикулярной оси

При постоянном Я, т.е. при пере35 сечении гиперболоида плоскостью, перпендикулярной оси E,,получаем окружность (это легко доказывается, если в уравнении гиперболоида подставить значение

g-=-COoSt ). Таким образом, ролик пред40 ставляет собой асимметричную фигуру (ось симметрии аб).

Из. аналитической геометрии также известно, что однополостной гиперболоид

45 образуется движением прямой вокруг оси, не лежащей в одной плоскости с упомянутой прямой, причем последняя находится под углом к оси вращения, следовательно, поверхность ролика будет одновременно линейчатой поверхностью.

Ролик 1 укреплен на поперечном суппорте станка в подшипниковых узлах так, что проекция оси аб ролика и ось вращения заготовки на фронтальную плос55 кость составляют угол 0(а проекция . фасонной поверхности ролика 1 на фронтальную плоскость представляет собой образующую получаемого изделия.

Предлагаемый инструмент работает следующим образом.

Укрепленному в подшипниках ролику 1 (фиг. 1, 2, 3), например, на поперечном суппорте токарного станка, сообщают движение перпендикулярно оси вращения заготовки по стрелке К (фиг. 2, 3)„ заготовке 2 сообщают вращение, например, в патроне того же токарного станка.

В начальный момент обкатки ролик 1 соприкасается с заготовкой 2 в точке 3 (фиг. 1).

При обкатке сферического днища линией, ограничивающей проекцию поверхности ролика на фронтальную плоскость, является четверть окружности 3-7 (фиг. 1).

При дальнейшем перемещении ролика 1 относительно заготовки 2 по стрелке К (фиг. 2, 3) заготовка плавно деформируется, а входящие в зону деформации образующие инструмента 4-4, 5-5

I I

> I

6-6 и 7-7 будут последовательно соприкасаться с деформируюшимся концом заготовки, придавая ему последовательные переходные формы. Процесс обкатки завершится, когда ролик 1 будет контактировать с заготовкой по образующей 7-7

На фиг. 5 показаны сечения плоскостями В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е, Ж-Ж при контактировании ролика 1 с заготовкой 2 от начальной до конечной стадии обкатки.

Из фиг. 5 следует, что контактная область ролика с заготовкой плавно изменяется не только по величине и форме, но и, если учесть вращение ролика, перемещается по его поверхности.

Простота профиля ролика позволяет ,осуществить его изготовление на широко применяемых. и промышленности копиро-. вальных токарных станках.

Испытания предлагаемого инструмента при обкатке сферических дниш на трубе

60х3 мм показали, что максимальное усилие деформирован ия равно 1500 кгс по сравнению с усилием обкатки известным инструментом, которое равно

2000 кгс, при,,этом срок службы предла1 гаемого инструмента без перешлифовок увеличивается на 20-30%.

За счет одновременного присутствия в зоне контакта: как трения качения, так и трения скольжения чистота обкатываемой поверхности улучшилась с

Ь 3-4 при обкатке известным инструментом до 7 5-6 при обкатке предлагаемым инструментом.

Предлагаемый инструмент может найти применение при изготовлении на концах

5 740 труб герметичных дниш различной конфигурации (сферических, эллипсоидных, параболоидных и т.п.), а также при изготовлении на концах труб конусов, переходных муфт и горловин. формула изобретения . Инструмент для последовательной обкатки трубчатых заготовок, выполненный в виде ролика с фасонной поверхностью, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с

6 целью уменьшения усилия обкатки, увеличения срока службы и повышения качества полу немых иэделий, фасонная поверхность представляет собой однополостной гиперболоид врашения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гредитор М. А. Давильные работы и ротационное выдавливание ° М., Маши1Q построение, 1971, с. 55, рис. 34.

740355

Г-/

8-8 г

Заказ 3086/9 . Тираж 986 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Лаврентьев

Редактор О. Торгашова ТехредН. Бабурка Корректор И. Муска