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

резания и при выборе материала резца. В проведенных экспериментах при совмещении обкатки герметичных днищ на трубах размерами 60X6 мм с отрезкой готово­ го колпачка высотой 50 мм температура заготовки в зо­ не резания колебалась в пределах 700—850°С, приме­ нялся резец с напайкой твердого оплава Т5К.10. Других особенностей технология резания металла при ее совме­ щении с обкаткой не имеет.

31. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ СТАНКАМ

Для изготовления осесимметричных изделий из труб­ чатых заготовок по способу тангенциальной обкатки мо­ гут быть легко приспособлены металлорежущие станки соответствующей мощности, имеющие вращающийся шпиндель и поперечный суппорт.

Легче других для тангенциальной обкатки и для сов­ мещения с ней ряда технологических операций могут быть использованы токарные станки. При этом формую­ щий инструмент и отрезной резец с резцедержателем устанавливают на поперечном суппорте станка так, что­ бы резание начиналось сразу же по окончании обкатки.

Чтобы предотвратить пробуксовку заготовки в кулач­ ках патрона и ее смятие, на кулачках закрепляются на­ делки, увеличивающие контактную площадь. Лучше все­ го станок оборудовать цанговым зажимным патроном с пневмоприводом; усилие зажима проверяется по методи­ ке, изложенной в § 27.

Форма обкатного инструмента принимается в зависи­ мости от формы заданного изделия, калибруют его по методике, изложенной в гл. IV.

32. МАШИНЫ ДЛЯ ОБКАТКИ КОНЦОВ КОТЕЛЬНЫХ ТРУБ

Для редуцирования концов длинных или криволиней­ ных труб, а также концов труб, изготовляемых неболь­ шими партиями, но имеющих разные диаметры, целесо-

148

образно применять обкатные машины, работающие по схеме 4 табл. 1 '.

Такая машина сконструирована и изготовлена лабо­ раторией обработки металлов давлением Краматорского индустриального института (КИИ). Работа машины за­ ключается в следующем. Предварительно нагретый ко­ нец трубы под обкатку с помощью загрузочно-разгрузоч- ного устройства подается по оси машины до ограничи­ вающего упора на инструменте и в этом положении на­ дежно закрепляется пневмотисками. Далее выключается привод шпинделя и одновременно сообщается движение формующему инструменту, который, перемещаясь плане­ тарию вокруг нагретого конца неподвижной трубы, де­ формирует его. При этом ось вращения инструмента и продольная ось трубы остаются параллельными. После остановки шпинделя и разжима пневмотисков труба уда­ ляется и цикл повторяется.

Приближенный расчет технологических усилий обкат­ ки может быть выполнен по методике, изложенной в § 4. При этом в формулах (53) — (55) вместо X следует принимать (см. рис. 47)

Я, = ß ü — 90°.

Надежность работы описанной и других машин, ра­ ботающих по принципу «неподвижная заготовка — вра­ щающийся инструмент», во многом определяется конст­ рукцией зажимных устройств и возможностью регули­ ровки усилия зажима, которое должно обеспечить на заготовке тормозной момент, в полтора раза превышаю­ щий максимальный крутящий момент, который опреде­ ляют по формуле (53), т. е.

При этом усилие зажима не должно превышать изгибную прочность заготовки [уравнение (140)].

Для зажима толстостенных заготовок, можно рекомен­ довать пневмотиски с призматическими или сменными радиусными губками, с гладкими (без насечки) рабочи­ ми поверхностями.

1 Д и д е н к о В. В., К а п о р о в и ч В. Г. и др. Авторское сви­ детельство № 257421. Бюллетень «Открытия, изобретения, промыш­ ленные образцы и товарные знаки», 1969, № 63.

149

Для зажима тонкостенных труб (во избежание их смятия) следует применять многостороинецентрирующне зажимы типа цанговых или кулачковых патронов с боль­ шой контактной поверхностью губок.

Другая конструкция машины, разработанная КИИ и работающая по схеме 3 табл. 1 (оси вращения заготовки и инструмента параллельны), представлена на рис. 57. Калибровка инструмента для этого случая описана в § 25.

Для нужд котельного производства головным спе­ циализированным конструкторским бюро «Энергомаш» разработана установка для редуцирования и закатки концов трубчатых заготовок, которая также работает по принципу «неподвижная труба — вращающийся инстру­ мент». Обкатка на такой установке осуществляется ро­ ликовой обоймой на оправке. Машина рассчитана на обкатку концов котельных труб диаметром до 325 мм со стенкой толщиной 40 мм.

Представляет практический интерес опыт обкатки концов труб сближающимися роликами (схема 7 табл. 1). Конструкция такой машины разработана и ис­ пытана Первоуральском новотрубным заводом [15]. Ма­ шина предназначена для обкатки горловин баллонов и может быть применена для обкатки других подобных изделий.

150

33. ПРОИЗВОДСТВО ПОЛЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ОБКАТКОЙ

Многие полые осесимметричиые изделия сложной конфигурации (сочетание цилиндров, конусов, шаров) могут быть получены обкаткой по способу, разработан­ ному и изученному во ВНИТИ С. И. Борисовым и Е. А. Близнюковым.

Принцип работы созданного во ВНИТИ стана попе­ речно-винтовой обкатки заключается в следующем. Один конец полой заготовки 3 (рис. 58) закрепляется в патро-

Рис. 58. Стан конструкции ВНИТИ для поперечно-винтовой обкатки периодических профилей:

не 2 шпинделя стана, другой •— в холостом патроне 10 задней бабки стана, которая связана с гидроцилиндром 9, обеспечивающим заданное программой осевое растя­ жение или сжатие заготовки. Программа задается копирной линейкой через регулятор давления 7. Заготовке сообщается вращение вокруг своей оси, одновременно каретке 6 с закрепленными на ней суппортами, инстру­ ментами 4 и нажимными механизмами 5 — поступатель­ ное движение вдоль оси трубы. На каретке перед зоной деформации закрепляется индуктор для локального вы-

151

еокочастотного нагрева заготовки, а за зоной деформа­ ции — кольцевая спреерпая установка для охлаждения деформированного участка заготовки. Программное дви­ жение каретки обеспечивается регулятором 8 от копи­ ровальной линейки. Нагревом заготовки перед зоной де­ формации и ее охлаждением за зоной деформации обеспечивается жесткость всей заготовки и пластичность ее локальной зоны.

Большим достоинством стана является возможность изменения толщины стенки деформируемой заготовки в заданном направлении за счет регулировки ее осевого натяжения или сжатия.

34. ОБКАТНЫЕ МАШИНЫ РОТОРНОГО ТИПА КОНСТРУКЦИИ КИИ и ПНТЗ

Комплексная механизация и автоматизация многих технологических процессов, в том числе обработки ме­ таллов давлением, осуществляются на автоматических роторных линиях, разрабатываемых и изучаемых в Со­ ветском Союзе Л. Н. Кошкиным, Л. В. Петрокасом, И. А. Клусовым, В. Ф. Прейсом, А. Р. Сафарянцом, Б. Н. Исерсом и др. Созданию автоматических роторных линий по производству изделий из трубчатых заготовок пред­ шествует разработка схемы и технологии обкатки на ро­ торе и проектирование рабочего ротора, обеспечивающе­ го качественное выполнение технологических операций.

Такой схемой для обкатки трубчатых заготовок мо­ жет быть схема обкатки, представленная на рис. 49. На рис. 59 показан многошпиндельный автомат роторного типа, разработанный КИИ и ПНТЗ (17] для обкатки днищ и горловин на концах трубчатых заготовок. Авто­ мат состоит из станины 2, узла крепления инструмента 6, установленного рядом со станиной, 'передней и задней опор 3 и 11, загрузочного 5 и шпиндельного 8 барабанов, жестко закрепленных на валу 13 ротора, привода / ро­ тора, привода шпинделей (шкив и зубчатая передача 12). К опоре 3 прикреплен копир 4 с программой рабо­ ты загрузочных механизмов 7. К опоре 11 прикреплен копир 10 с программой работы зажимных кулачков шпиндельных узлов 9. Загрузочный и шпиндельный ба­ рабаны 5 и S смонтированы так, что оси загрузочных механизмов 7 совпадают с осями шпиндельных узлов 9.

Узел 6 предусматривает возможность быстрой смены

152

подготовленных инструментов поворотом барабана с ин­ струментом в новое фиксированное положение. Автомат работает в процессе непрерывного вращения ротора и шпинделей.

Порядок работы механизмов автомата следующий. Трубчатая заготовка с нагретым под обкатку концом че­ рез дозатор попадает на желоб одного из загрузочных

9 to 11 п 13 ѣ

Рис. 69. Многошпипдельный автомат роторного типа для обкатки концов трубчатых заготовок:

механизмов 7. При дальнейшем вращении ротора копирный ролик загрузочного механизма находит на ко­ пир 4, благодаря чему заготовка задается в шпиндель. После зажима заготовка цанговым патроном шпинделя, программа которого задана копиром 10, копирный ролик возвращается в исходное положение.

Загрузка следующей ячейки ротора осуществляется аналогично. Заготовка, закрепленная в шпинделе и вра­ щающаяся вместе с ним, при дальнейшем движении по окружности ротора подходит к неподвижно закреплен­ ному инструменту (узел 6), обкатывается об него, после чего разжимаются цанги зажимного патрона шпинделя и пружина шпинделя (на рисунке не показана), сжатая при заталкивании заготовки в шпиндель, выбрасывает заготовку на приемный желоб.

В процессе обкатки возможно совмещение операций сварки, обрезки нагорячо, отрезки со снятием стружки и других по аналогии с тангенциальной обкаткой.

Техническая характеристика автомата

По классификации Л. Н. Кошкина описанная обкат­ ная машина относится к машинам 2-го класса, в которых обработка осуществляется в процессе непрерывного транспортирования заготовок через зону инструмента. Темп работы таких машин определяется временем про­ хождения заготовкой шагового расстояния ротора

— технологическая скорость перемещения, рав­ ная транспортной скорости ѵтр.

Продолжительность операционного цикла заготовки определяется продолжительностью пути П заготовки в машине (от начала загрузки до выгрузки):

Цикл инструмента определяется временем прохожде­ ния шагового расстояния ротора:

Из изложенного следует, что темп машины равен опе­ рационному циклу машины и не зависит от продолжи­ тельности обработки заготовки, следовательно, и произ­ водительность такой машины не зависит от продолжи­ тельности операционного цикла.

154