SU1256839A1 - Method and apparatus for manufacturing cylindrical blanks - Google Patents

Abstract

Изобретениеiотноситс  к технике изготовлени  цилиндрических заготовок из прутка поперечно-клиновой прокаткой и позвол ет повысить качество заготовок. Дп  этого на прутке вьтоли ютс  кольцевые кана/ Уи, а заготовки отдел ют от прутка знакопеременным изгибом и одновременным углублением канавок со стороны раст нутых волокон прутка в услови х осевого подпора. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.The invention relates to the technique of manufacturing cylindrical bar blanks by cross wedge rolling and allows improving the quality of the blanks. Dip-shaped canals / woots are screwed on the bar, and blanks are separated from the bar by alternating bending and simultaneous deepening of the grooves from the side of the stretched bar fibers under axial back-up conditions. 2 sp.f-ly, 5 ill.

Description

1 1eleven

Изобретение относитс  к технологии и оборудованию прокатного прокатного производства, а именно к способу и устройству дл  изготовлени  поперечно-клиновой прокаткой заготовок цилиндрических изделий типа роликов подшипников.The invention relates to the technology and equipment of rolling mill production, and specifically to a method and device for the manufacture of wedge-rolling of billet cylindrical products such as roller bearings.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества заготовок путем повышени  точности формы их торцов и боковой поверхности.The aim of the invention is to improve the quality of the blanks by increasing the accuracy of the shape of their ends and the side surface.

На фиг.1 показано устройство дл  осуществлени  способа получени  цилиндрических заготовок, вид сбоку, в момент подачи прутка дл  предварительной деформации кольцевой канавки; на фиг.2 - то же, в момент окончательной деформации и отделени  заготовки от прутка; на фиг.З - вид А на фиг.; на фиг.4 и 5 - профили формирующей и отрезной реборд соответственно.Figure 1 shows a device for carrying out a method for producing cylindrical blanks, side view, at the time of feeding the rod for preliminary deformation of the annular groove; Fig. 2 is the same at the time of final deformation and separation of the workpiece from the rod; in FIG. 3, view A in FIG. 4 and 5 show the profiles of the forming and cutting flanges, respectively.

Предлагаемый способ осуществл етс  устройством, состо щим из двух валков 1 и 2 и двух направл ющих планок 3 и 4. Валки 1 и 2 включают цилиндрические калибрующие профили 5 и 6, между которыми выполнены формующие реборды 7. Развертка формующей реборды представл ет клиновый профиль, равномерно возрастающий от нул  до максимальной величины. Формующие реборды 1 ; расположены на валках 1 и 2 с эксцентриситетом, обеспечивающим плавное возрастание указанных реборд как по высоте, так и по щирине. На валке 1 помимо формующей реборды 7 имеетс  отрезна  ребор да 8, выполненна  в виде сектора и расположенна  с эксцентриситетом, обеспечивающим углубление кольцевой канавки на прутке на 20-40% по сравнению с формующей ребордой 7, Угол при верЩине отрезной реборды 8 на 2- 5 ° меньшей, чем у формующей реборды 7. Конические профили 9 и 10 выполнены на каждом из валков и 2 с углом конуса 2-5 (угол при вершине конуса ) , причем геометрические оси конусов повернуты относительно осей валков на половину угла конуса. Таким -образом, одна из образующих конических поверхностей становитс  продолжением цилиндрических профилей 5 и 6 валков 1 и 2 соответственно . На концах валков 1 и 2 имеютс  упорные реборды 11 и 12, изготовленные в виде секторов, Пруток 13 и отThe proposed method is carried out by a device consisting of two rolls 1 and 2 and two guide bars 3 and 4. Rolls 1 and 2 include cylindrical gage profiles 5 and 6, between which the forming flanges 7 are made. The development of the forming flange is a wedge profile, uniformly increasing from zero to the maximum value. Forming flanges 1; located on the rolls 1 and 2 with eccentricity, providing a smooth increase of these ribs both in height and across the width. On roll 1, in addition to the forming flange 7, there is a cut off flange yes 8, made in the form of a sector and located with an eccentricity, providing a deepening of the ring groove on the rod by 20-40% compared to the forming flange 7, Angle at the tip of the cutting flange 8 by 2-5 ° smaller than that of the forming flange 7. The conical profiles 9 and 10 are made on each of the rolls and 2 with a cone angle of 2-5 (angle at the apex of the cone), and the geometric axes of the cones are rotated relative to the axes of the rolls to half the angle of the cone. Thus, one of the forming conical surfaces becomes an extension of the cylindrical profiles 5 and 6 of the rolls 1 and 2, respectively. At the ends of the rolls 1 and 2 there are thrust flanges 11 and 12, made in the form of sectors, Bar 13 and from

6839268392

тезаема  заготовка 14 размещены, меж ду валками I и 2 и направл ющими планками 3 и 4. На одном из валков со стороны,iпротивоположной смещеник 5 реборд, вдоль образующей цилиндрического и конического профилей выпол нена лыска глубиной 0,1-0,3 мм дл  свободного осевого перемещени  прутка в момент подачи, В исходном поло- 10 жении (фиг,1 и 3) разрезаемый пруток 13 механизмом подачи подаетс  на заданную величину вдоль осей валков 1 и 2 (механизм подачи не показан). При этом пруток 13 оказываетс  между 15 цилиндрическими калибрующими профил ми 5 и 6 и формующими ребордами 7 валков 1 и 2, поскольку формующие реборды 7 выполнены с эксцентриситетом относительно:/: осей валков 1 и 2, 20 а развертка их представл ет клиновой профиль, возрастающий от нул  до максимальной величины как по высоте, так и по щирине, то при вращении валков 1 и 2 17ройсходйт постепенное 25 равномерное внедрение формующих реборд 7 в тело прутка Ъ., При зтом цилиндрические калибрующие профили 5 и 6 исключают наплывы металла на наружную поверхность прутка. Таким 30 образом, за один оборот валков на прутке 13 происходит формирование кольцевой канавки,  вл ющейс  концентратором напр жений. Совершив один оборот вокруг оси, валки 1 и 2 35 оказываютс  в положении, изображенном на фиг,1, Механизм подачи вновь продвигает пруток 13 на шаг подачи вдоль осей валков. Пруток 13 со сформованной на нем кольцевой канавкой 40 оказываетс  в зоне отделени  между профил ми 9 и 10 валков 1 и 2 соответственно . Поскольку профили 9 и 10 имеют коническую форму с углом конуса 2-5°(угол при вершине конуса), 45 то дл  обеспечени  возможности продвижени  прутка 13 между валками геометрические их оси повернуты относительно осей валков 1 и 2 на половину угла I конуса соответственно, 50 Таким образом, одна из образующих конуса становитс  продолжением ци- линдрического профил  6, Отрезна  реборда 8 попадает посередине сформованной кольцевой канавки. При враще- 55 НИИ валков за счет поворота геометрических осей конических профилей 9 и 10 относительно осей валков 1 и 2 происходит отгибание с монотонно наThe workpiece 14 is placed between the rollers I and 2 and the guide bars 3 and 4. On one of the rolls from the side, i opposite to the displacement of 5 flanges, along the generator of the cylindrical and conical profiles, there is a bald spot 0.1-0.3 mm long for free axial movement of the bar at the time of submission. In the initial position (FIGS. 1 and 3), the bar 13 is cut by the feed mechanism by a specified amount along the axes of the rolls 1 and 2 (the feed mechanism is not shown). The bar 13 is between 15 cylindrical calibrating profiles 5 and 6 and the forming flanges 7 of the rolls 1 and 2, since the forming flanges 7 are made with eccentricity with respect to: /: the axes of the rolls 1 and 2, 20 and the sweep represents a wedge profile, increasing from zero to the maximum value both in height and width, when rotating rolls 1 and 2, 17 rotate a gradual 25 uniform penetration of the forming flanges 7 into the body of the rod b. In this case, the cylindrical calibrating profiles 5 and 6 exclude the buildup of metal on the outer surface be a rod. In this way, for one revolution of the rolls on the bar 13, an annular groove is formed, which is a stress concentrator. Having made one rotation around the axis, the rolls 1 and 2 35 are in the position shown in FIG. 1, the feed mechanism again moves the bar 13 into the feed step along the axes of the rolls. A bar 13 with an annular groove 40 formed on it is in the separation zone between profiles 9 and 10 of rolls 1 and 2, respectively. Since profiles 9 and 10 have a conical shape with a cone angle of 2-5 ° (angle at the apex of the cone), 45 then, to enable the rod 13 to move between the rollers, their geometric axes are rotated relative to the axes of the rolls 1 and 2 by half the angle of the I cone, respectively, 50 Thus, one of the cone-forming elements becomes a continuation of the cylindrical profile 6. The edge of the flange 8 falls in the middle of the formed annular groove. When the rolls rotate at the NII 55, due to the rotation of the geometrical axes of the conic profiles 9 and 10 relative to the axes of the rolls 1 and 2, bending takes place from monotonously to

растающим углом изгиба отрезаемой заготовки 14 от прутка 13 коническими профил ми 9 и 10 в зоне сформованной кольцевой канавки. Поскольку за один оборот валков отрезаема  заготовка совершает несколько оборотов вокруг своей оси (пропорционально разности диаметров валка и отрезаемой заготовки), то в зоне сформированной канавки наблюдаетс  знакопеременный изгиб с посто нно измен ющейс  величиной угла отгиба. При этом отрезна  реборда 8, выполненна в виде клинового сектора и расположенна  со смещением относительно оси валка 1, постепенно внедр етс  в тело прутка 13 со стороны раст нутых волокон в зоне сформированной канавки, обеспечива  ее углубление на 20-40%. Упорные реборды 11 и 12 исключают осевое перемещение отрезаемой заготовки 14, котора  оказываетс  в состо нии осевого сжати  меж- дз отрезной ребордой 8 и упорными ребордами 11 и 12, при этом коничес- кие профили 9 и 10 калибруют наружную поверхность заготовки, исключа  возможность искажени  ее формы. Металл разрезаемого прутка 13 по периметру кольцевой канавки упрочнен формующими ребордами ,7 и обладает малой пластичностью. Поэтому внедрение на 20-40% отрезной реборды S в пруток 13 в зоне сформированной кольцевой канавки при наличии напр жений изгиба и осевого сжати  отрезаемой заготовки 14 вызывает возникновение разрушающей трещины и приводит к полному отделению заготовки 14 от прутка 13.Отделение наступает за один оборот валков 1 и 2. При этом направл ющие планок 3 и 4 удерживают пруток 13 и заготовку 14 между валками. Когда валки оказываютс  в положении, изображенном на фиг.1, механизм подачи подает пруток 13 на шаг подачи вдоль осей валков 1 и 2. Отрезанна  заготовка 14 при этом падает в тару, а часть прутка со сформованной канавкой попадает в зону отделени , и цикл повтор етс .by the increasing bending angle of the cut blank 14 from the bar 13 by conical profiles 9 and 10 in the zone of the molded ring groove. Since the billet is cut several revolutions around its axis in one revolution of the rolls (proportional to the difference in the diameters of the roll and the cut billet), an alternating bend with a constant bending angle is observed in the area of the formed groove. At the same time, the edge of the flange 8, made in the form of a wedge sector and located offset from the axis of the roll 1, is gradually introduced into the body of the rod 13 from the side of the stretched fibers in the zone of the formed groove, ensuring its deepening by 20-40%. The thrust flanges 11 and 12 exclude the axial movement of the cut blank 14, which is in the state of axial compression between the detachable edge 8 and the stop flanges 11 and 12, while the conical profiles 9 and 10 calibrate the outer surface of the workpiece, eliminating the possibility of distortion forms. The metal of the cut bar 13 along the perimeter of the annular groove is hardened by forming flanges, 7 and has a low ductility. Therefore, the introduction of 20–40% of the cutting flange S into the bar 13 in the zone of the formed annular groove in the presence of bending stresses and axial compression of the cut blank 14 causes a breaking crack to occur and results in complete separation of the blank 14 from the bar 13. The separation occurs during one revolution of the rolls 1 and 2. At the same time, the guide bars 3 and 4 hold the bar 13 and the workpiece 14 between the rollers. When the rolls are in the position shown in Fig. 1, the feed mechanism feeds the bar 13 into the feed step along the axes of the rolls 1 and 2. The cut billet 14 then falls into the container, and a part of the bar with the molded groove enters the separation zone and the cycle is repeated is.

Получение с помощью предлагаемого способа и устройства дл  его реализации заготовок высокого качества не требующих дополнительной механической обработки, достигаетс  р дом d)ajrTopoB.Obtaining with the help of the proposed method and device for its realization high quality blanks that do not require additional machining is achieved by d) ajrTopoB.

10ten

5 five

2020

25 25

5 five

25683942568394

Отрезаема  заготовка в зоне отделени  оказываетс  в состо нии осевого сжати , так как при внедрении отрезной ребордь валков исютючают 5 ее осевое перемещение. .Конические профили валков, наход сь, в посто нном контакте с отрезаемой заготовкой, обеспечивают калибровку ее боковой поверхности. Отсутствие осевого раст жени  улучшает схему напр женного состо ни  в зоне отделени  по сравнению с известным способом (где присутствует осевое раст жение). Это позвол ет получать заготовки с хорошим качеством торцовой поверхности (отсутствие вырывов на торце, волнистости и косины торцовой поверхности).The workpiece being cut off in the separation zone is in the state of axial compression, since when introducing the cutting flange of the rolls, 5 its axial displacement takes place. The conical profiles of the rolls, which are in constant contact with the workpiece being cut, ensure the calibration of its side surface. The absence of axial tension improves the stress pattern in the separation zone as compared with the known method (where axial tension is present). This makes it possible to obtain billets with a good quality of the end surface (no tearing at the end, undulation, and tangency of the end surface).

Выполнение отрезной реборды с углом при вершине, на 2-5 меньшим угла при вершине формующей реборды, обеспечивает свободное внедрение отрезной реборды в,предварительно сформованную канавку. Это исключает затирание торцовой поверхности отдел емой заготовки о реборду и обеспечивает свободный выход металлов из канавки. Таким образом, улучшаетс  качество торцовой поверхности и исключаютс  наплывы металла на наружный диаметр прутка и отрезаемой заготовки .The implementation of the cutting flange with a corner at the apex, by 2-5 smaller angle at the apex of the forming flange, provides free introduction of the cutting flange into the preformed groove. This eliminates the mashing of the end surface of the workpiece to be separated about the flange and ensures the free exit of metals from the groove. Thus, the quality of the end surface is improved and the metal is not allowed to flow into the outer diameter of the rod and the cut piece.

Внедрение отрезной реборды на глубину , составл ющую 20-40% от глубинь сформованной кольцевой канавки, достаточно дл  отделени  заготовки от прутка, так как металл в зоне канавки уже упрочнен формующей ребордой и характеризуетс  малой пластичностью. Кроме того, одновременно с внедрением отрезной реборды в пруток отрезаема  заготовка отгибаетс  коническими профил ми валков с монотонно увеличивающимс  углом изгиба, обеспечива  внедрение отрезной реборды в металл со стороны раст нутых волокон прутка. Направление скалывающей тре- ш;ины при этом определ етс  полученной кольцевой канавкой,  вл ющейс  концентратором напр жений.The introduction of a cutting flange to a depth of 20–40% of the depths of the molded annular groove is sufficient to separate the workpiece from the rod, since the metal in the area of the groove is already strengthened by the forming flange and is characterized by low ductility. In addition, simultaneously with the insertion of the cutting flange into the bar, the cut-off billet is folded over by the conical profiles of the rolls with a monotonically increasing bending angle, ensuring the introduction of the cutting flange into the metal from the side of the stretched bar fiber. The direction of the splitting splint; in this case, it is determined by the resulting annular groove, which is a stress concentrator.

Конические профили валков выполнены с углом конуса 2-5° (угол при вершине конуса). Геометрическа  ось конуса повернута относительно оси валка на половину угла конуса. Таким образом, одна из образующих конуса становитс  продолжением образующей цилиндрической части валка, за счет чего обеспечиваетс  возможностьThe conical profiles of the rolls are made with a cone angle of 2-5 ° (the angle at the tip of the cone). The geometric axis of the cone is rotated relative to the axis of the roll at half the angle of the cone. Thus, one of the cone-forming elements becomes a continuation of the forming cylindrical part of the roll, due to which it is possible

30thirty

3535

4040

5five

00

5 five

осевой подачи прутка между валками.axial feed of the rod between the rollers.

Поворот геометрической оси конуса относительно оси валка обеспечивает отгибание с монотонно нарастаюпщм углом изгиба отрезаемой заготовки от прутка в зоне сформированной канавки коническими профил ми при вращении валков. Поскольку за один оборот валков отрезаема  заготовка совершает несколько оборотов вокруг своей оси (пропорционально разности диаметров валка и отрезаемой заготовки), то в зоне сформированной канавки наблюдаетс  знакопеременный изгиб с ПОСТОЯННО измен ющейс  величиной угла. Посто нный контакт по всей длине заготовки с коническими профил ми валков исключает искажение геометрической формы боковой поверхности отрезаемой заготовки (отсутствует см - тие боковой поверхности нет наплывов металла на нее).The rotation of the geometrical axis of the cone relative to the axis of the roll provides bending with monotonically increasing angle of bending of the cut piece from the rod in the area of the formed groove with conical profiles during rotation of the rolls. Since the billet is cut several revolutions around its axis in one revolution of the rolls (proportional to the difference in the diameters of the roll and the cut billet), an alternating bend with a CONSTANTLY varying angle value is observed in the area of the formed groove. Constant contact along the entire length of the workpiece with the conical profiles of the rolls eliminates the distortion of the geometric shape of the side surface of the cut blank (there is no see the side surface there are no metal flows on it).

По предлагаемому способу выполнено разделение прутков из м гких (А1 , АМ-1 и др.) средней твердости ,(Dl 6, Ст. 20, СТ.40Х) и твердых (Ж15, ВТ6 и др.) материалов. Степень деформации Ч - отрезной реборды, угол d при вершине формующих реборд угол при вершине отрезной реборды угол у конуса конических профилей и смещение д оси формующих реборд приведены ниже (D - диаметр прутка)According to the proposed method, the separation of rods from soft (A1, AM-1, etc.) of medium hardness (Dl 6, St. 20, Art.40X) and solid (G15, VT6, etc.) materials was performed. The degree of deformation H is the cutting edge, the angle d at the top of the forming flanges is the angle at the top of the cutting edge, the angle at the cone of the conical profiles and the displacement d of the axis of the forming flanges are shown below (D is the diameter of the rod)

Дл  м гких материалов: (0,4- 0,5)D, р 50-55° , , Л(0,15-0,2)D; дл  материалов средней твердости: -(0,3-0,35)D, cL 60°, 55-57°, 4-5°, 4(0,1- 0,15)D; дл  твердых материалов: (0,2-0,25)0, 57-58 Зо , , л(о,08-0,1)В.For soft materials: (0.4-0.5) D, p 50-55 °, L (0.15-0.2) D; for materials of average hardness: - (0.3-0.35) D, cL 60 °, 55-57 °, 4-5 °, 4 (0.1-0.15) D; for solid materials: (0.2-0.25) 0, 57-58 Zo, l (o, 08-0.1) v.

При прокатке (разделении прутков получены заготовки с неплоскостно.- стью (волнистостью) торцов 0,1 - 0,15 мм, без косины торцов, торцо- вых и боковых у 1; жин, торцовых трещин , задиров и вырывов, а;также без см ти  боковой поверхности и наплывов металла.During rolling (separation of the bars, billets were obtained with non-flatness (waviness) of the ends of 0.1–0.15 mm, without a mowing of the ends, face and side of 1; zhin, face cracks, burrs and tears, and; also cm tee side surface and the influx of metal.

Claims (2)

1. Способ получени  цилиндрических заготовок, включающий формирова1. A method for producing cylindrical blanks, including 99 вне на прутке кольцевых канавок поперечно-клиновой прокаткой и последующее отделение заготовок от прутка в зоне сформованной канавки, о т - личающийс  тем, что, с целью повьшени  качества заготовок путем повышени  точности формы их торцов и боковой поверхности, отделение заготовки производ т путем знакопеременного изгиба прутка в зоне сформованной канавки с одновременным ее углублением со стороны раст нутых волокон поперечно-клиновой прокаткой в услови х осевого подпора отдел емой заготовки.out wedge rolling on the annular groove bar and subsequent separation of the blanks from the bar in the molded groove zone, which is because, in order to improve the quality of the blanks by increasing the accuracy of the shape of their ends and lateral surface, the billet is separated by alternating bending the bar in the zone of the formed groove with its simultaneous deepening from the side of the stretched fibers by cross wedge rolling under the conditions of the axial support of the separated workpiece. 0 0 5 о 5 o 0 0 5 five 0 5 0 5 2. Устройство дл  получени  цилиндрических заготовок, содержащее два установленных с возможностью вращени  валка, состо щих из формующих и отрезной реборд с гран ми,- наклонными под острым углом одна к другой, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества заготовок путем повышени  точности формы их торцов и боковой поверхности за счет внедрени  отрезной реборды в пруток со стороны его раст нутых волокон, оба валка со стороны выхода издели  снабжены упорны- и ребордами, выполненными в виде секторов, каждый из которых расположен аналогично отрезной и формующим ребордам с эксцентриситетом в одну сторону относительно осей своих валков , валки имеют конические профил и, составл ющие с упорными ребордами зону отделени  заготовки, образующие конических профилей со стороны, противоположной смещению осей реборд совпадают с образующими цилиндрической части валков, причем меньшее основание конуса одного валка сопр жено с отрезной, а его большее основание - с упорной ребордами, у другого валка большее основание конуса сопр жено с цилиндрическим профилем, а меньшее - с упорной ребордой, формующие реборды эксцентричны ос м валков, а их развертка представл ет клиновой профиль, возрастающий от нул  до максимальной величины как по высоте, так и по ширине, отрезна  реборда выполнена в виде сектора , имеет диаметр больший, а угол при вершине меньший, чем у формующей реборды, и установлена с эксц ен- триситетом, а упорные реборды вы7125683982. An apparatus for producing cylindrical blanks comprising two rolls installed rotatably, consisting of forming and cutting edges with edges, inclined at an acute angle to one another, characterized in that, in order to improve the quality of the blanks by increasing the accuracy of shape their ends and side surfaces due to the introduction of a cutting flange into the rod on the side of its stretched fibers, both rolls on the output side of the product are provided with stop and flanges made in the form of sectors, each of which is located analog optically cutting and shaping flanges with eccentricity in one direction relative to the axes of their rolls, the rollers have conical profiles and, with persistent flanges, the separation zone of the workpiece, forming conical profiles on the side opposite to the displacement of the axes of the flanges coincide with the cylindrical parts of the rolls, and the smaller base the cone of one roll is matched with a cut-off, and its larger base is with stop flanges; for the other roll, the larger base of the cone is matched with a cylindrical profile, and the smaller - with a pack The rim of the flange, the forming flanges are eccentric to the roll axes, and their sweep represents the wedge profile, increasing from zero to the maximum value both in height and width, the edge of the flange is made in the form of a sector, has a larger diameter, and the apex angle is smaller, with the forming flange, and it is installed with an eccentricity, and the resistant ribs are 712568398 полнены с превышением над сопр гае- i профилей, равным превышению отрез- М)Гми с ними основани ми конических ной реборды над бочкой валка.They are filled with excess of profile profiles above the interface, equal to the excess of the section M) Gmi with them with the bases of the conical rim above the roll barrel. бb 759759 / / фие.1FI.1 (риг. 2(rig 2 ВидАVida дуиг.duig. ери8.5eri8.5 Редактор Л.ПовханEditor L.Povkhan Составитель Ю.Марков Техред М.Ходанич Корректор С.ШекмарCompiled by Y. Markov Tehred M. Khodanich Proofreader S. Shekmar Заказ 4861/7Тираж 6.55 ПодписноеOrder 4861/7 Circulation 6.55 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие,г.Ужгород,ул.Проектна ,4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4