RU2120346C1 - Method for rolling out surfaces of revolution - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of wide range of parts with complex configuration of lateral surface such as discs of motor vehicle wheels. SUBSTANCE: method comprises steps of rotating heated blank on hot mandrel, rolling it out by rollers rotating around axis tangential relative to contact point of roller and rolled out surface and arranged in plane normal to axis of blank. EFFECT: enhanced accuracy of rolling out complex-configuration surfaces, increased factor of material use. 3 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении широкой номенклатуры деталей типа тел вращения со сложной конфигурацией боковой поверхности, например, дисков автомобильных колес. The claimed invention relates to the field of metal forming and can be used in the manufacture of a wide range of parts such as bodies of revolution with a complex configuration of the side surface, for example, wheels of automobile wheels.

Известен способ изготовления ободьев для колес из цилиндрических полых заготовок, защищенный а. с. N 1125084 МКИ B 21 D 5/00, 1984 г., который включает поэтапное изготовление сложного профиля боковой поверхности за три периода, на которых оформляется сначала промежуточный профиль, а затем идет окончательное формообразование. A known method of manufacturing rims for wheels from cylindrical hollow billets, protected a. from. N 1125084 MKI B 21 D 5/00, 1984, which includes the phased production of a complex profile of the side surface for three periods, on which the intermediate profile is formed first, and then the final shaping takes place.

Недостатком известного способа является то, что он неэкономичен, кроме того при обработке некоторых материалов послойная раскатка за несколько переходов не позволяет получить бездефектной структуры металла, что приводит к снижению механических характеристик детали. The disadvantage of this method is that it is uneconomical, in addition, when processing some materials, layering in several transitions does not allow to obtain a defect-free metal structure, which leads to a decrease in the mechanical characteristics of the part.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, реализуемый при работе устройства для раскатки, защищенный патентом России N 2031753, B 21 H 1/02, 1995 г., который выбран в качестве прототипа заявляемого способа. The closest in technical essence to the claimed is a method that is implemented when the device for rolling, protected by Russian patent N 2031753, B 21 H 1/02, 1995, which is selected as a prototype of the proposed method.

Способ включает установку нагретой заготовки на отправку и раскатку вращающейся заготовки деформирующими роликами, которые установлены на каретке с возможностью поворота относительно оси крепления роликов к каретке. The method includes installing a heated billet for sending and rolling the rotating billet with deforming rollers that are mounted on the carriage with the possibility of rotation about the axis of attachment of the rollers to the carriage.

Способ расширяет возможности раскатки в части получения более сложных поверхностей обрабатываемых деталей, однако для обеспечения точного воспроизведения конфигурации обрабатываемой поверхности необходимо проводить корректировки траектории движения ролика по обрабатываемой поверхности, управлять несколькими координатами через датчики перемещения и исполнительные органы, путем сложения нескольких перемещений для получения результирующего движения. Необходимость проведения такого количества управляющих движений приводит к снижению точности обработки, к необходимости проведения механической доработки и снижению коэффициента использования материалов (КИМ). The method expands the possibilities of rolling in terms of obtaining more complex surfaces of the workpieces, however, to ensure accurate reproduction of the configuration of the machined surface, it is necessary to make adjustments to the trajectory of the roller on the machined surface, to control several coordinates through displacement sensors and actuators, by adding up several movements to obtain the resulting movement. The need for such a number of control movements leads to a decrease in processing accuracy, to the need for mechanical refinement and a decrease in the utilization of materials (CMM).

Заявляемым изобретением решается задача упрощения способа и повышения точности воспроизведения конфигурации обрабатываемой поверхности. The claimed invention solves the problem of simplifying the method and improving the accuracy of reproducing the configuration of the processed surface.

Поставленная задача решается тем, что в способе раскатки, включающем нагрев заготовки, установку, прижим, вращение на нагретой оправке и раскатку вращающейся заготовки раскатными роликами, которые поворачивают относительно обрабатываемой поверхности в процессе формообразования детали, согласно изобретению поворот роликов осуществляют вокруг оси, являющейся касательной к рабочей поверхности ролика, которая расположена в плоскости перпендикулярной оси обрабатываемой детали, при этом ось поворота ролика проходит через точку контакта ролика с обрабатываемой поверхностью. The problem is solved in that in the method of rolling, including heating the workpiece, installation, clamping, rotation on a heated mandrel and rolling the rotating workpiece by the rolling rollers that rotate relative to the workpiece during the forming of the part, according to the invention, the rollers are rotated around an axis that is tangent to the working surface of the roller, which is located in the plane perpendicular to the axis of the workpiece, while the axis of rotation of the roller passes through the contact point a roller with a processed surface.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна". The presence of distinctive features allows us to conclude that the proposed method meets the criterion of "novelty."

В процессе поиска не выявлено технических решений, содержащих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого способа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". In the search process, no technical solutions were found containing features similar to the distinguishing features of the proposed method, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step" is met.

Достижимость поставленной задачи обусловлено тем, что предварительный поворот роликов вокруг оси, касательной к обрабатываемой поверхности, при осуществлении подачи роликов вдоль обрабатываемой поверхности обеспечивает без дополнительных движений траекторию перемещения роликов, соответствующую заданной конфигурации изделия. The attainability of the task is due to the fact that the preliminary rotation of the rollers around an axis tangent to the surface being machined, while feeding the rollers along the surface to be machined, provides without additional movements the trajectory of the rollers corresponding to the given configuration of the product.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа внедрения. In FIG. 1 shows a diagram of an implementation method.

На фиг. 2 - раскатка углубления. In FIG. 2 - rolling grooves.

На фиг. 3 - раскатка выступа. In FIG. 3 - rolling protrusion.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Заготовку 1, нагретую в печи предварительного нагрева, устанавливали на подогреваемую оправку 2, зажимали пинолью 3, и шпинделем 4 и приводили заготовку во вращение. The preform 1, heated in a preheating furnace, was mounted on a heated mandrel 2, clamped with a pin 3, and with a spindle 4, and the preform was rotated.

Заготовка 1 продолжает нагреваться. При достижении заданной температуры, определяемой свойствами материала, подвергаемого раскатке, начинается процесс раскатки. К обрабатываемой поверхности подводится раскатной ролик 5, внедряется в металл (см. фиг. 1), находящийся в пластическом состоянии, деформирует его и при движении ролика 5 вдоль образующей заготовки 1 перераспределяет часть металла с одной области на другую для получения требуемого профиля готовой детали. При формировании сложного профиля боковых поверхностей детали, движения ролика 5 изменяется так, что приводит к изменению объема перемещаемого металла. Поворот рабочей поверхности 6 ролика 5 в этом случае позволяет создавать оптимальные условия для течения и механического перемещения слоя металла, распределяя его по оправке 2 при минимальных силовых нагрузках на инструмент. Workpiece 1 continues to heat up. Upon reaching a predetermined temperature determined by the properties of the material being rolled, the rolling process begins. A rolled roller 5 is brought to the surface to be machined, embedded in a metal (see Fig. 1), which is in a plastic state, deforms it and, when the roller 5 moves along the forming blank 1, redistributes part of the metal from one area to another to obtain the desired profile of the finished part. When forming a complex profile of the side surfaces of the part, the movement of the roller 5 changes so that it leads to a change in the volume of the transported metal. The rotation of the working surface 6 of the roller 5 in this case allows you to create optimal conditions for the flow and mechanical movement of the metal layer, distributing it along the mandrel 2 with minimal power loads on the tool.

Осуществление поворота ролика 5 вокруг оси 7, являющейся касательной к его рабочей поверхности 6 в точке контакта последней с обрабатываемой поверхностью обеспечивает чистый поворот ролика вокруг обрабатываемой поверхности. В этом случае отсутствует смещение рабочей поверхности 6 ролика 5 по горизонтали и вертикали в плоскости обработки, которое имеет место в прототипе, когда поворот осуществляется относительно оси отстоящей от рабочей поверхности, что приводит к перемещению рабочей поверхности 6 ролика 5 по дуге окружности и поворот совмещается с изменением положения по горизонтальной и вертикальной оси в плоскости обработки. Выполнение точного поворота ролика без смещения позволяет получить за один переход поверхность сложной конфигурации при более точном выполнении заданного профиля, т.к. исключаются ошибки, вносимые при коррекции движения ролика во время поворота. The implementation of the rotation of the roller 5 around the axis 7, which is tangent to its working surface 6 at the point of contact of the latter with the work surface provides a clean rotation of the roller around the work surface. In this case, there is no displacement of the working surface 6 of the roller 5 horizontally and vertically in the processing plane, which takes place in the prototype when the rotation is carried out relative to the axis spaced from the working surface, which leads to the movement of the working surface 6 of the roller 5 along an arc of a circle and the rotation is combined with a change in position on the horizontal and vertical axis in the processing plane. Performing an exact rotation of the roller without displacement allows you to get a surface of complex configuration in one transition with more accurate execution of a given profile, because errors made during correction of the movement of the roller during rotation are eliminated.

В институте способ отрабатывали при раскате дисков автомобильных колес. Дисковую заготовку с предварительно отштампованной внутренней поверхностью зажимали на оправке, нагретой до 500^oC и осуществляли раскатку обода, при этом в зоне "а" (см. фиг. 2) осуществляли поворот ролика на 25^o, а в зоне "в" на 45^oC (см. фиг. 3). Это позволило раскатать сложную поверхность обода за 1 переход с высокой точностью и свести к минимуму последующую механическую доработку, повысить коэффициент использования материала.At the institute, the method was worked out when the wheels of automobile wheels were rolled. A disk blank with a pre-stamped inner surface was clamped on a mandrel heated to 500 ^° C and the rim was rolled out, while in the zone "a" (see Fig. 2), the roller was rotated by 25 ^° , and in the zone "c" by 45 ^o C (see Fig. 3). This made it possible to roll out the complex surface of the rim in one transition with high accuracy and minimize subsequent mechanical refinement and increase the utilization of the material.

Claims (1)

Способ раскатки поверхностей вращения, включающий нагрев заготовки, установку, прижим, вращение на нагретой оправке и раскатку вращающейся заготовки раскатными роликами, поворачивающимися относительно обрабатываемой поверхности в процессе формообразования детали, отличающийся тем, что поворот роликов осуществляют вокруг оси, являющейся касательной к точке контакта ролика с обрабатываемой поверхностью, которая расположена в плоскости, перпендикулярной к оси обрабатываемой заготовки. A method of rolling surfaces of revolution, including heating the workpiece, mounting, pressing, rotating on a heated mandrel and rolling the rotating workpiece with rolled rollers turning relative to the surface to be machined during the forming of the part, characterized in that the rollers are rotated around an axis tangent to the contact point of the roller with the machined surface, which is located in a plane perpendicular to the axis of the workpiece.

Images