УСТАНОВКА ДЛЯ РАДИАЛЬНО-ТОРЦЕВОЙ РАСКАТКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а именно, к устройствам для раскатки осесимметричных изделий, и может быть использована при получении изделий из малопластичных, в том числе спеченных порошковых материалов.
Известно устройство для раскатки осесимметричных изделий (Авторское свидетельство СССР №733820, МПК B21H 1/06, опубликовано 15.05.80, Бюллетень №18), содержащее смонтированные в корпусе станины неподвижную головку с вращающимся шпинделем, в котором размещена матрица для установки заготовки, подвижную в осевом направлении головку с холостым раскатным валком, ось которого установлена под углом к шпинделю, два опорных ролика, соответственно имеющих возможность взаимодействия с матрицей и с валком, и механизмы для возвратно-поступательного перемещения опорных роликов в направлении, перпендикулярном к оси шпинделя.
Недостатком устройства являются технологические ограничения, вызванные наличием в нем только одного раскатного валка, передающего усилие на заготовку в осевом направлении. Опорные ролики увеличивают жесткость устройства, но не участвуют в формовании изделия, поэтому точность диаметральных размеров раскатываемых изделий невысока, а номенклатура получаемых изделий ограничена односторонней деформацией заготовок одним раскатным валком.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является установка для холодной торцовой раскатки (Мансуров И.З., Подрабинник И.М. Специальные кузнечно-прессовые машины и автоматизированные комплексы кузнечно-штамповочного производства: Справочник. - М.: Машиностроение, 1990, с.175). Установка содержит расположенный в станине шпиндель с приводом, размещенную в шпинделе матрицу для установки заготовки, раскатную головку, подвижную в осевом направлении, раскатной валок, установленный в раскатной головке с возможностью вращения, радиальный формообразующий ролик, установленный с возможностью перемещения в радиальном направлении.
Недостаток известного устройства заключается в том, что радиальный формообразующий ролик устанавливают перед раскаткой в положение, соответствующее окончательному размеру диаметра раскатываемой части изделия, поэтому радиальный формообразующий ролик принимает участие в деформации заготовки только на заключительном этапе, при формовании боковой поверхности осесимметричного изделия, например, фланца. Фактически вся деформация заготовки осуществляется только раскатным валком в осевом направлении, а, значит, в ее фланцевой части наблюдаются значительные растягивающие напряжения, недопустимые при деформации малопластичных, например, спеченных порошковых материалов. Существующая конструкция узла с радиальным формообразующим роликом не позволяет осуществлять радиальный подпор деформируемого изделия в процессе деформации, поэтому раскатывать изделия из малопластичных, например, из спеченных материалов, возможно только с небольшими степенями деформации, т.е. ограниченной номенклатуры.
Задачей полезной модели является создание установки для комбинированной радиальной и торцовой раскатки осесимметричных изделий из малопластичных материалов широкой номенклатуры с повышенной точностью за счет обеспечения при формовании изделия схемы всестороннего неравномерного сжатия путем совместного воздействия на торцовую часть заготовки в осевом и в радиальном направлениях.
Поставленная задача решается следующим образом.
В установке для радиально-торцовой раскатки осесимметричных изделий, содержащей расположенный в станине шпиндель с приводом, размещенную в шпинделе матрицу для установки заготовки, раскатную головку, подвижную в осевом направлении, раскатной валок, установленный в раскатной головке с возможностью вращения и радиальный формообразующий ролик, установленный с возможностью перемещения в радиальном направлении, матрица в шпинделе установлена с возможностью перемещения в осевом направлении, радиальный формообразующий ролик установлен без зазора между матрицей и раскатным валком с возможностью перемещения в осевом направлении синхронно с раскатной головкой.
Кроме того, установка может быть дополнительно снабжена подвижной опорной плитой для размещения радиального формообразующего ролика, смонтированной посредством направляющих на станине с возможностью перемещения в продольном направлении относительно оси шпинделя, а матрица в шпинделе может быть подпружинена. В частном случае радиальный формообразующий ролик может быть помещен на корпусе раскатной головки.
Благодаря установке радиального формообразующего ролика без зазора между матрицей и раскатным валком с возможностью перемещения в осевом направлении синхронно с раскатной головкой создаются условия для постоянного контакта ролика и валка с деформируемой торцевой частью заготовки, что обеспечивает схему напряженно-деформированного состояния, близкую к схеме всестороннего неравномерного сжатия, необходимую для деформации малопластичных, например, спеченных материалов. Таким образом, радиальный формообразующий ролик может осуществлять как активный подпор в течение всего процесса раскатки, так и радиальную деформацию торцевой части заготовки, что увеличивает точность диаметральных размеров раскатываемых изделий.
Требуемая кинематика движения роликов обеспечивается тем, что радиальный формообразующий ролик установлен с возможностью перемещения как в радиальном, так и в осевом направлениях. Указанные перемещения можно обеспечить путем установки радиального формообразующего ролика с приводом на подвижной опорной плите, смонтированной посредством направляющих на станине с возможностью перемещения в продольном направлении относительно оси шпинделя.
Благодаря установке матрицы с возможностью перемещения в осевом направлении формообразование фланцевой части заготовки происходит за счет подачи материала втулочной части заготовки в зону раскатки.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
Фиг.1 - принципиальная схема установки для радиально-торцовой раскатки осесимметричных изделий.
Фиг.2 - частный вариант принципиальной схемы установки для радиально-торцовой раскатки при размещении радиального формообразующего ролика с приводом на корпусе раскатной головки.
Установка для радиально-торцовой раскатки осесимметричных изделий (фиг.1) включает расположенный в станине 10 шпиндель 1, в котором размещена подвижная в осевом направлении матрица 2, подпружиненная со стороны опорного торца. Раскатной валок 3 установлен в раскатной головке 4 с возможностью вращения и перемещения в осевом направлении. Радиальный формообразующий ролик 5 установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении, для чего он закреплен в роликодержателе 6, который жестко соединен с приводом, например, силовым гидроцилиндром 7 и расположен на подвижной опорной плите 8, смонтированной на направляющих колонках 9, закрепленных в станине 10. В частном случае выполнения установки (фиг.2) радиальный формообразующий ролик 5, закрепленный в роликодержателе 6, и силовой гидроцилиндр 7 могут быть размещены непосредственно на корпусе раскатной головки 4.
Установка работает следующим образом. В матрицу 2 устанавливают заготовку 11, к ее торцу подводят раскатной валок 3, а к боковой поверхности выставленной части заготовки 11 подводят формообразующий ролик 5 таким образом, чтобы исключить зазоры между матрицей 2, роликом 5 и раскатным валком 3. Затем приводят во вращение шпиндель 1 и осуществляют подачу раскатного валка 3. При этом начинается процесс ротационной высадки заготовки 11 и формообразование фланца. Одновременно радиальный формообразующий ролик 5 начинает воздействовать на боковую часть заготовки 11. Таким образом, деформацию материала торцовой части заготовки 11 осуществляют суммарным воздействием раскатного валка 3 и радиального формообразующего ролика 5, обеспечивая схему напряженно-деформированного состояния, близкую к схеме всестороннего неравномерного сжатия, необходимую для деформации малопластичных, например, спеченных материалов. Под действием осевого усилия от раскатного валка 3 происходит перемещение радиального формообразующего ролика 5 на подвижной опорной плите 8 по направляющим колонкам 9 и перемещение подпружиненной матрицы 2. При достижении необходимой величины фланца процесс останавливают, раскатной валок 3 возвращают в исходное положение, готовое изделие выталкивают из матрицы 2. При работе установки по схеме, изображенной на фиг.2, раскатной валок 3 и радиальный формообразующий ролик 5 устанавливают относительно друг друга без зазора заранее, остальные действия остаются аналогичными.
Установка позволяет проводить комбинированную радиальную и торцовую раскатку осесимметричных изделий из малопластичных материалов широкой номенклатуры с повышенной точностью.