Файл: Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий.pdf

находят уравнение поверхности инструмента для выбран­ ного класса поверхностей, после чего составляют урав­ нение поверхности контактной части заготовки как оги­ бающей по отношению к перемещению инструмента (к семейству поверхностей инструмента), отыскивают рас­ четный параметр режима обработки £, который сравни­ вают с фактически полученным параметром режима, делают вывод о возможности применения такого инст­ румента.

6.После проектирования инструмента уточняется ре­ жим обработки, определяется площадь контактной по­ верхности, изучается напряженно-деформированное со­ стояние, определяются составляющие полного усилия, действующего па инструмент.

7.По относительному движению деформируемой за­ готовки и инструмента с учетом составляющих полного усилия, действующего на инструмент,' исследуются ва­ рианты кинематического исполнения узлов главных приводов машины, а также вспомогательных механиз­ мов и выбирается к проектированию оптимальный ва­ риант.

Изложенная методика анализа и синтеза движения кинематической пары деформируемый металл — инстру­ мент позволила выявить новые технологические схемы

Рассмотрим некоторые из схем, выявленных в резуль­ тате кинематического анализа пары металл — инстру­ мент.

Схема обкатки на рис. 41, а широко применяется в производстве бесшовных газовых баллонов [9]. Трубча­ той заготовке с концом, нагретым под обкатку, сообща­ ется вращательное движение; инструменту — медленное поворотное движение вокруг оси, перпендикулярной к продольной оси заготовки. Обкатывают при значитель­ ных скоростях скольжения деформируемого металла от­ носительно контактной зоны инструмента. В связи с этим процесс назван обкаткой инструментом трения. Ка­

111

схемы: возможность привода инструмента без реверса, задачи заготовки в шпиндель машины без его останов­ ки, увеличение длины калибрующей части инструмента и др. Калибровка инструмента — активная.

Заготовка по схеме в закреплена неподвижно, инст­ рументу трения сообщается вращение вокруг продоль­ ной оси заготовки и одновременно — медленный поворот

Рис. 41. Некоторые схемы обкатки, выявленные в результате кинематического анализа пары «деформируемый металлинструмент»

вокруг своей оси. Калибровка инструмента — активная. Такая схема может найти применение при обкатке кон­ цов длинных и криволинейных труб. Схема г (рис. 41) отличается от схем а, б тем, что ось поворота инстру­ мента наклонена под некоторым углом к продольной оси заготовки. Калибровка инструмента — активная. Приме­ нение схемы д может быть целесообразным при удли­ ненной части обкатываемого конца трубы. Калибровка инструмента — активная. Схема с весьма перспектив­ ная с точки зрения технологических возможностей, а

112

также возможности использования для ее осуществления токарных станков [14]. Калибровка инструмента — ак­ тивная.

Схемы ж, з (рис. 41) отличаются от схемы е направ­ лением перемещения инструмента по отношению к оси заготовки (по схеме ж — под углом, по схеме з — по ду­ ге). Заготовке по схеме и сообщается планетарное пе­ ремещение: вращение вокруг собственной оси и одно­ временно — вокруг осп ротора. Инструмент при этом неподвижен, калибровка его — активная. Эта схема поз­ волила разработать роторную машину для обкатки [11]. Схема к отличается от схемы а конфигурацией инстру­ мента. Рабочая поверхность инструмента на рис. 41, к представляет собой поверхность вращения. При износе поверхности на одном участке рабочий инструмент пово­ рачивают относительно его оси вращения, затем продол­ жают обкатку на «свежем» участке инструмента. Здесь калибровка инструмента — пассивная. Применение тако­ го инструмента ограничено случаями, когда получающе­ еся распределение толщины стенок вдоль образующей совпадает с требованиями практики [10].

По схемам л, м инструмент (с пассивной калибров­ кой) вокруг своей оси в процессе обкатки не вращается.

о близка к схеме л, отличается более сложным движе­ нием инструмента.

Схемы п, р, с близки к схемам е, и и т. д. и отлича­ ются от них тем, что заданные переходные сечения заго­

В этих схемах по сравнению со схемами я, р, с умень­ шаются потери энергии на трение, износ инструмента, однако инструмент получается громоздким и дорогостоя­ щим.

После подробного рассмотрения возможных кинема­ тических схем пары деформируемая заготовка — ин- , струмент и обоснованного выбора одной из них присту­ пают к последовательному ее изучению.

21. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ О КАЛИБРОВКЕ ИНСТРУМЕНТА ТРЕНИЯ

После рассмотрения некоторых кинематических схем обкатки и формы инструмента, обеспечивающей обкат­ ку трубчатых заготовок, можно сформулировать общие принципы, определяющие возможность применения той или иной кинематической схемы обкатки, а также спосо­ бы построения калибровки инструмента.

Если при выбранной кинематике взаимодействия за­ готовки и инструмента трения линии касания С; — ха­ рактеристики, образуемые сечениями инструмента, мо­ гут образовывать по всем переходным сечениям заго­ товки поверхности вращения л,-, то кинематически возможно получение обкаткой изделий из трубчатой заготовки.

Если форма изделия, заданного к получению обкат­ кой, имеет вдоль образующей кривизну одного знака, то поверхность инструмента для обкатки может быть обра­ зована прямой линией путем заданного поворота ее вдоль контактирующих сечений инструмента.

Переходные сечения инструмента строят либо из ус­ ловия устойчивости заготовки, либо из условия равенст­ ва работ деформации за один оборот заготовки, либо из условия равномерного износа инструмента, либо из дру­ гих условий, диктуемых особенностями производства и технологии.

Кинематику взаимодействия заготовки с инструмен­ том трения выбирают путем анализа технологических и конструктивных требований и особенностей: номенкла­ туры и серийности производства, производительности установки, механизации и автоматизации участка «на­ гревательные устройства — обкатная установка» и т. д.

При получении выпуклых днищ одного знака кривиз­ ны и горловин на трубчатых заготовках наиболее про­ стым и целесообразным с точки зрения изготовления и ремонта является инструмент с линейчатой поверх­ ностью. Тогда поверхность обкатываемого конца, кон­ тактирующая с инструментом, будет представлять собой поверхность усеченного конуса, в который у основания вписана поверхность заданного к получению тела вра­ щения (рис. 42). При этом поверхность инструмента трения находят очень просто.

114

Найдем в общем виде поверхность инструмента, ра­ ботающего по схеме 2 в табл. 1.

Пусть поверхность заданного к получению тела вра­ щения

Уравнение касательной к ней в плоскости YZ, прохо­ дящей через ось вращения заготовки, будет

• dz

где — угловой коэффициент.

dy

Пусть инструмент перемещается перпендикулярно к плоскости YZ вдоль оси X, тогда при непрерывном из­ менении

При переходе к параметрической форме записи, что'

Рис. 42. К выводу урав­ нения (84)

зачастую оказывается более удобным, уравнение рабо­ чей линейчатой поверхности в общем виде запишется

где ш — параметр.

Далее, задавая уравнения граней заготовки, прямо­

следы поверхности [уравнение (91)] на гранях заготовки для инструмента, по которым осуществляют его раз­ метку.

22.КАЛИБРОВКА ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ОБКАТКИ СФЕРИЧЕСКИХ И ЭЛЛИПСОИДНЫХ ДНИЩ

НА ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВКАХ

Пусть необходимо получить на конце трубы днище, поверхность которого определяется уравнением эллип­ соида вращения с полуосями аі.и b\

a\ ax Ô,

С переходом к параметру со путем простого преобра­ зования

ипосле подстановки полученных значений в уравнение

(91)получим уравнение линейчатой рабочей поверхно­ сти инструмента для обкатки эллипсоидных днищ

cos CÙ (л)

116

строят и размечают модель инструмента для обкатки сферических днищ.

117