ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ БЛОК РАСКАТНОГО СТАНА

Полезная модель относится к инструментальной оснастке станков для обработки металлов давлением и может быть использована для оснащения действующих и модернизируемых раскатных станов для изготовления бесшовных осесимметричных оболочковых деталей постоянного и переменного сечения как из листовых заготовок, так и (штампованных, кованных, сварно-вальцованных) полуфабрикатов.
Известна раскатная головка, содержащая раскатной ролик, закрепленный на валу в пазу державки, выполненной в виде вилки. Вал смонтирован в державке посредством упорных подшипников. На державку по ее наружной поверхности надета оболочка, образующая с державкой и роликом полость, к которой подведены каналы для подачи хладагента.
В процессе работы головки экран и циркулирующий по полости хладагент защищают от нагрева подшипники вынесенные в полость вилки, а расположение подшипников на значительном расстоянии от оси вилки, позволяет повысить усилия раскатки, которые не нарушают работоспособности раскатной головки и снижают вероятность перегрева подшипников.
(см. патент РФ №2139162, кл. B21H 1/02, 1999 г.).
В результате проведения анализа данной раскатной головки необходимо отметить, что выполнение консольного корпуса узла, в который установлен ролик, обуславливает его невысокую жесткость т.к. в осевом направлении из группы двух радиально-упорных подшипников нагрузку воспринимает только один подшипник. В радиальном направлении, вдоль оси суппорта работают оба подшипника, что может привести к образованию их перекоса с последующим разрушением подшипников и прокатываемой детали. В процессе эксплуатации данного узла невозможно производить настройку на минимальное биение ролика.
Известен давильный инструмент, содержащий давильный ролик, установленный на оси, которая смонтирована на раме, установленной с возможностью поворота и фиксации в заданном положении в вилке, скрепленной с держателем.
(см. патент РФ на полезную модель №87650, кл. B21D 22/14, 2009 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного инструмента необходимо отметить, что большое количество конструктивных элементов, подвижно соединенных друг с другом, обуславливают невысокую жесткость инструмента.
Необходимо также отметить, что большое количество конструктивных элементов, неподвижно соединенных друг с другом, обуславливают низкою контактную прочность и жесткость, что приводит к увеличению осевого биения инструмента. Это означает узкую направленность данного инструмента и ограничивает область его технологического применения.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в разработке инструментального блока раскатных станов, который за счет своей высокой жесткости обеспечит изготовление тонкостенных осесимметричных с заданными геометрическими размерами и частотой поверхности, а так же позволит упростить конструкцию и сделать ее более удобной при эксплуатации.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в инструментальном блоке раскатного стана, содержащем корпус, в котором закреплена ось, предназначенная для монтажа давильного ролика, новым является то, что инструментальный блок оснащен ступицей, ролик закреплен на ступице, смонтированной с возможностью вращения посредством опор качения на оси, причем в торце корпуса, обращенном к ступице, смонтирован упорный подшипник, на который опирается торец ступицы.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема инструментального блока, осевой разрез.
Инструментальный блок раскатного стана содержит корпус 1, имеющий осевое отверстие, в котором смонтирована ось 2. Ось 2 имеет резьбовой хвостовик «А», коническую часть «Б», цилиндрическую часть «В» и головку «Г». Ось 2 своей конической частью «Б» смонтирована в корпусе посредством разрезной втулки 3, имеющей внутреннюю коническую поверхность. Затяжка соединения «ось-втулка» осуществляется гайкой 4, навинчиваемой на резьбовой хвостовик «А» оси 2 и прижимными винтами 5, ввинченными в резьбовые отверстия, выполненные в гайке 4.
На торцевой поверхности корпуса выполнена расточка, в которой смонтирован упорный подшипник 6. На цилиндрической части «В» оси 2 установлено два подшипника 7 (радиальный) и 8 (упорный), на которые посажена ступица 9, своим торцом опирающаяся на подшипник 6. На ступице имеется базовая коническая поверхность «Д» для монтажа давильного ролика, который монтируют на поверхности «Д» ступицы посредством конического разрезного кольца 10, поджимаемого винтами И, ввинченными в резьбовые отверстия зажимной гайки 12, навинченной на резьбовую часть ступицы 9. Для доступа к подшипникам 7 и 8 в полости ступицы закреплена защитная крышка 13. Давильный ролик обозначен позицией 14.
Инструментальный блок работает следующим образом.
В процессе раскатки заготовки давильный ролик 14 входит в контакт с заготовкой (полуфабрикатом), закрепленной в шпинделе раскатного стана и вращающейся вместе со шпинделем стана. Вращение на давильный ролик передается от заготовки. Инструментальный блок, установленный на суппорте стана имеет возможность продольного и поперечного перемещения по заданной траектории.
Усилие, действующее на давильный инструмент (ролик), передается на группу подшипников: 6 (упорно-радиальный роликовый сферический Qст=2700 kH), 7 (роликовый радиальный сферический двухрядный Qст=276 kY), 8 (роликовый конический однорядный Qст=325 kH). Ось 2 через гайку 4 натягивает группу подшипников, далее через разрезную коническую втулку 3 нажимными винтами 5 установленными в гайке 4 неподвижно фиксируется в корпусе 1. Данная конструкция инструментального блока позволяет его использовать при различных положениях блока на суппорте и применять при повышенных нагрузках. Нагружение подшипников при этом происходит равномерно.
Представленное техническое решение конструктивно просто и надежно в работе, ремонтопригодно, обеспечивает необходимую жесткость и точность вращения при раскатке деталей из широкого спектра материалов на высоких режимах обработки.
Коническая втулка 10 выполняет две функции:
1. Позволяет настроить ролик 14 на минимальное биение посредством ее поворота и нахождения оптимального положения на ступице 9. Это положение координируется разметкой или по лимбу. При дальнейшей сборке обязательно соблюдается.
2. Затяжкой гайки 12 и последовательного заклинивания конической втулки между цилиндрической поверхностью инструмента (ролика) 14 и конической поверхностью ступицы "Д" нажимными винтами 11, выполненными с самотормозящей резьбой, обеспечивается высокая контактная плотность и создается монолитная конструкция.
Инструментальный блок может быть использован для ротационной вытяжки бесшовных осесимметричных деталей, а так же для обкатки деталей по оправке и без нее.