устройство для ротационной вытяжки

Формула изобретения

1. Устройство для ротационной вытяжки, содержащее корпус с микрометрической гайкой, в котором установлены входное опорное кольцо, выполненное с возможностью вращения, выходное неподвижное опорное кольцо, размещенные между ними давильные элементы, а также оправку и прижим, отличающееся тем, что рабочие поверхности входного и выходного опорных колец выполнены криволинейными, причем касательные к образующим рабочих поверхностей опорных колец в точке контакта с давильным элементом параллельны плоскости вращения давильного элемента - на входном опорном кольце и перпендикулярны - на выходном.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочая поверхность входного опорного кольца выполнена выпуклой, а рабочая поверхность выходного опорного кольца - вогнутой.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что выходное опорное неподвижное кольцо выполнено из твердого сплава, входное опорное кольцо - из износостойкой инструментальной стали, а давильные элементы - из инструментальной стали повышенной вязкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к обработке металлов ротационным способом. Применение устройств для ротационной вытяжки возможно во всех отраслях металлообрабатывающей промышленности, связанных с производством высокоточных полых цилиндрических изделий, в первую очередь из труднодеформируемых материалов, таких как нержавеющие и жаропрочные стали.

Известно устройство для ротационной вытяжки, содержащее установленные в корпусе с микрометрической гайкой входное и выходное опорные кольца с размещенными между ними давильными элементами, а также оправку и прижим (патент ГДР 103398, МПК⁵ 21 D 22/14).

Недостатками известного устройства является то, что оно не обеспечивает получения деталей высокого качества, приводит к повышенному износу опорных колец и давильных элементов.

Наиболее близким технических решением к предлагаемому изобретению является устройство для ротационной вытяжки (патент РФ 712171, МПК⁷ В 21 D 22/14, БИ 31, 1978 г.), содержащее корпус с установленными в нем микрометрической гайкой, входным опорным кольцом, выполненным с возможностью вращения, выходным неподвижным опорным кольцом и с размещенными между ними давильными элементами, а также оправку и прижим.

Недостатком прототипа является интенсивный износ опорных колец и давильных элементов, что ухудшает качество получаемых деталей, за счет потери точности размеров, появления следов раскатки, отчего блестящая наружная поверхность детали становится матовой.

Задачей предложенного изобретения является повышение стойкости рабочих элементов устройства для ротационной вытяжки и повышения качества получаемых деталей.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для ротационной вытяжки, состоящем из корпуса с микрометрической гайкой, в котором установлены входное опорное кольцо, выполненное с возможностью вращения, выходное неподвижное опорное кольцо с размещенными между ними давильными элементами, а также оправку и прижим, рабочие поверхности входного и выходного опорных колец выполнены криволинейными, причем касательные к образующим рабочих поверхностей опорных колец в точке контакта с давильным элементом выполнены параллельно плоскости вращения давильного элемента на входном опорном кольце и перпендикулярно на выходном, причем рабочая поверхность входного опорного кольца выполнена выпуклой, а рабочая поверхность выходного опорного неподвижного кольца вогнутой, надо учесть обязательно, что выходное опорное неподвижное кольцо выполнено из твердого сплава, входное опорное кольцо - из износостойкой инструментальной стали, а давильные элементы - из инструментальной стали повышенной вязкости.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для ротационной вытяжки.

На фиг.2 показана схема ротационной вытяжки из цилиндрической заготовки шариковыми давильными элементами в опорных кольцах с криволинейными рабочими поверхностями.

На фиг. 2 центр давления показан точкой С, а плоскость вращения прямой СВ. Центр давления можно определить приближенными вычислениями или экспериментально.

Устройство для ротационной вытяжки содержит корпус 1, в котором установлено входное опорное кольцо 2, выполненное с возможностью вращения, и выходное опорное неподвижное кольцо 3, между ними расположены давильные элементы 4. Внутри корпуса 1 расположен кольцевой прижим 5 и центральный прижим 6, поддерживаемый пружиной 7, кольцевой прижим 5 расположен на оправке 8. В торце кольцевого прижима 5 выполнено углубление 9. Входное опорное кольцо 2 расположено контактирующим с торцем микрометрической гайки 10 через подшипник 11. Кольцевой прижим 5 связан с микрометрической гайкой 10 посредством подшипника 12.

Для улучшения регулировки степени деформации и достижения наилучшего качества деталей при любых режимах деформирования рабочих поверхностей опорных колец 2,3 выполняются криволинейными. Причем выходное опорное неподвижное кольцо 3 имеет вогнутую поверхность. А входное опорное кольцо 2 выпуклую. Форма поверхностей определяется образующими кривыми, которые аппроксимируются нелинейными уравнениями (парабола, эллипсоид и т.д.) при условии, чтобы в точках контакта сферы давильного элемента с рабочими поверхностями опорных колец, проведенные касательные к образующим составляли 90^o, а касательная к образующей выходного неподвижного опорного кольца 3 была бы перпендикулярна плоскости вращения давильного элемента 4, проходящей через центр давления контактного отпечатка.

Устройство для ротационной вытяжки работает следующим образом. Корпус 1 этого устройства устанавливается на суппорт токарного станка, а оправка 8 в его шпиндель. Регулирующей микрометрической гайкой 10, воздействующей через радиально-упорный подшипник 11 на входное опорное кольцо 2, устанавливают требуемый диаметральный размер между давильными элементами 4, соответствующий наружнему диаметру изделия.

Заготовка в виде диска вставляется в проточку 9 прижима 5 Суппортом подводят устройство для ротационной вытяжке своими давильными элементами 4 к поверхности заготовки, при этом отжимается центральный прижим 6.

При включении привода станка начинает вращаться шпиндель с оправкой 8 и перемещается продольно суппорт с устройством для ротационной вытяжки в сторону оправки 8. При этом происходит операция ротационной вытяжки изделия из заготовки без проскальзывания давильных элементов относительно опорных колец 2,3. Благодаря определенному расположению рабочих поверхностей в пространстве относительно плоскости вращения давильных элементов 4 последние катятся по рабочей поверхности выходного опорного неподвижного кольца 3 и вращаются на рабочей поверхности входного опорного кольца 2 вместо проскальзывания. Поэтому снижается износ опорных и давильных элементов и улучшается качество изделия.

Если опорные кольца 2,3 имеют криволинейные выпуклую и вогнутую рабочие поверхности, то качество изделия и износостойкость инструмента не зависят от глубины внедрения давильного элемента в заготовку и степени деформации. А так как требование перпендикулярности касательных в местах контакта поверхности давильного элемента с рабочими поверхностями колец выполняется, то эти поверхности не повлияют на систему регулировки микрометрической гайки.

Износостойкость инструмента повысится дополнительно еще по следующим причинам: т.к. рабочая поверхность выходного опорного неподвижного кольца 3 вогнутая, то площадь контакта ее с давильными элементами увеличивается, а удельное усилие в зоне контакта при одном и том же усилии деформирования уменьшается. Выпуклая рабочая поверхность входного опорного кольца 2 уменьшает площадь контакта с давильными элементами и потери на трение вращения на этом кольце также становятся меньше.

После окончания деформирования суппорт с корпусом 1 отводится назад, центральный прижим 6 оставляет готовое изделие на оправке, с которой легко сбрасывается прижимом.

Таким образом предложенное устройство для ротационной вытяжки позволяет снизить износ рабочих поверхностей опорных элементов и получить более качественные изделия.