Спосіб виготовлення порожнистих куль та інших деталей обертання
Винахід відноситься до обробки металів тиском і може бути використане для виготовлення порожнистих деталей обертання профільної зовнішньої поверхнею. Спосіб полягає в тому, що порожню заготовку у вигляді товстостінної втулки з розміщеною в ній оправкою поміщають між двома роликами, що обертаються, які мають профіль, повторює профіль зовнішньої поверхні одержуваної деталі. Один із роликів переміщають на задану відстань або до досягнення заданого зусилля в напрямку осі обертання іншого ролика та виробляють деформування. Ролики обертають в один бік, при цьому оправлення спирають на ніж з виїмкою під втулку, розташованої навпроти формотворчих поверхонь роликів. На оправці виконують поясок з опуклою поверхнею діаметром, рівним або меншим за отвори втулки. Для усунення овальності отриманої деталі її обтискують у пристосуванні. На торцях втулки виконують зовнішні фаски. На ножі є уступ для фіксації оправлення із встановленою на ній втулкою у процесі деформації. Винахід дозволяє підвищити продуктивність процесу та якість одержуваних деталей. 4 з.п.ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до галузі виготовлення порожнистих деталей обертання з профільною зовнішньою поверхнею, переважно сферичною, і центральним наскрізним отвором шляхом механічної обробки тиском (накаткою) зовнішньої поверхні металевих втулок.
Найбільшою мірою цей винахід може бути використаний при виготовленні кульових запірних елементів, що застосовуються в конструкціях запірної арматури (клапанах, кранах та ін.), що входить до складу трубопроводів різного призначення. Цей спосіб слід розглядати як попередню операцію перед остаточною чистовою обробкою (доведенням) поверхні. Слід зазначити також, що даний спосіб найбільшкращий під час виготовлення кульових елементів з нержавіючої сталі, т.к. після накатки виходить поверхня високого ступеня чистоти, підвищеної твердості від нагартовки і досить високої точності (некруглість трохи більше 0,2. 0,3 мм). Перелічені властивості, що є важливими показниками якості запірних елементів, неможливо отримати одночасно при звичайній механічній обробці різанням або штампуванням.
Однак усім перерахованим вище способам притаманні недоліки, що значно обмежують їх використання. Так спосіб, пропонований в аналогу [1], має малу продуктивність (велику кількість технологічних операцій), а також вимагає використання в механічному виробництві спеціального обладнання для заповнення циліндричних заготовок водою, заморожування води та її випарювання з виготовлених деталей. Способи, запропоновані в аналогу [2] та прототипі [3], забезпечують недостатньо високу точність отримання зовнішньої поверхні сферичної виготовленої деталі. Спосіб [2] також вимагає при обробці заготівлі виконання двох слабоконічних поверхонь з малими кутовими допусками.
У тому випадку, якщо при виготовленні порожнистих куль після деформування заготовки роликами готової деталі з'являється овальність зовнішньої сферичної поверхні, то її можна усунути шляхом обтиснення деталі в пристосуванні.
Виконання зовнішніх фасок на протилежних кінцях заготовки забезпечує більш рівномірний розподіл зусиль у процесі деформації матеріалу заготовки, що виключає появу місцевих ділянок з підвищеним ступенем деформації, що є причиною утворення тріщин готової деталі. Крім того, наявність фасок сприяє правильній орієнтації заготівлі в початковий момент обробки, що важливо для надання заготівлі.стійкого обертання.
Як показує досвід технологічного відпрацювання способу виготовлення порожнистих куль, оптимальні розміри фасок на заготівлі, що забезпечують виключення розтріскування матеріалу в готовій деталі, залежно від марки матеріалу повинні перебувати в таких межах: - Кут нахилу щодо поздовжньої осі заготовки - від 30 до 60 градусів; - Довжина - від 0,1 до 0,3 довжини втулки.
Разом з тим слід зазначити, що зменшення радіуса пояска на оправці, при якому його величина стає меншою за половину радіусу сферичної поверхні готової деталі, призводить до великої нестійкості положення втулки на оправці, що виражається в "качанні" втулки на оправці протягом всього процесу деформування заготовки, що призводить до появи невиправного шлюбу у готових деталях. Зазначене "хитання" втулки пов'язане з тим, що розміри паска на оправці виявляються недостатніми для того, щоб у процесі деформації заготовки забезпечити щільне прилягання матеріалу втулки до поверхні пояска на оправці. Тим самим створюються умови для кутових коливань втулки, що деформується, на оправці в межах зазору між зовнішньою поверхнею пояска на оправці і внутрішньою поверхнею центрального наскрізного отвору в деформованій заготовці (виготовленої деталі).
Для точної фіксації пояска щодо формотворчих поверхонь роликів на ножі пропонується виконати уступ, який повинен упиратися торець оправки. Цим забезпечується швидке та правильне розміщення оправки щодо роликів.
На фіг. 1 і 2 показаний вид оброблюваної заготовки (втулки) 1, встановленої на оправці 2, при деформуванні її роликами 3 і 4, що обертаються в одну і ту ж сторону, один з яких у процесі деформування заготовки переміщається в напрямкуосі обертання іншого ролика зі швидкістю S, при цьому оправлення спирається на ніж 5, в якому виконана виїмка під заготівлю, розташована навпроти формотворних поверхонь роликів. На оправці 2 в зоні установки 1 втулки виконаний поясок B, що має опуклий профіль поверхні з радіусом R (див. фіг. 2). На ножі 5 навпроти формотворних поверхонь роликів є виїмка Г, що охоплює втулку 1, а також уступ Д, який упирається своїм торцем оправка 2.
На фіг. 3 представлений варіант виконання втулки 1, який відрізняється від наведеного на фіг. 2 тим, що на обох кінцях виконані зовнішні фаски з кутом нахилу їх поверхні 50 o і розміром h.
Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР N 1779456, B 21 H 1/14, 1992.
2. Авторське свідоцтво СРСР N 1409386, B 21 D 51/08, 1988.
3. Патент США N 3740986, B 21 H 1/14, 1973.
1. Спосіб виготовлення порожнистих куль і інших деталей обертання з профільною зовнішньою поверхнею і центральним наскрізним отвором, що включає отримання порожнистої заготовки у вигляді товстостінної втулки, розміщення її з оправкою, вставленої в її центральний отвір, між двома обертовими роликами з профілем на бічних форм повторюючим профіль зовнішньої поверхні деталі, що виготовляється, переміщення одного з роликів на задану відстань або до досягнення заданого зусилля в напрямку осі обертання іншого ролика і деформування, що відрізняється тим, що ролики обертають в ту саму сторону, а оправку спирають на ніж з виїмкою під втулку , розташованої навпроти формотворних поверхонь роликів
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на оправці в місці установки втулки виконують поясок з опуклою поверхнею, що має максимальний діаметр, рівний або меншийдіаметра центрального наскрізного отвору втулки.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що після деформування заготівлі роликами для усунення овальності зовнішньої сферичної поверхні деталі та вилучення оправки з центрального отвору деталь обтискають в пристосуванні.
4. Спосіб за пп.1-3, який відрізняється тим, що на обох торцевих поверхнях товстостінної втулки виконують зовнішні фаски.
5. Спосіб за будь-яким з пп.1-4, який відрізняється тим, що на ножі виконують уступ для фіксації положення оправлення із встановленою на ній втулкою щодо роликів у процесі деформації втулки.