HU217942B - Eljárás és berendezés cső alakú munkadarabokról egyes gyűrűk folyamatos forgácsmentes leválasztására - Google Patents

Abstract

A találmány eljárás cső alakú munkadarabról egyes, egymással azonosgyűrűk forgácsmentes leválasztására három, azonos irányban hajtott éscső alakú munkadarab felületére préselt és a mellett legördülőkéshengerekkel, menet alakú vágóélekkel. A találmány szerinti eljáráslényege, hogy a cső alakú munkadarab leválasztandó szakaszánakközpontosító befutása után hosszmetszetben nézve a késhengerhosszkontúrja révén, a munkadarab és a késhenger közötti érintkezésivonal megszakítása nélkül az egész leválasztási folyamat alattkörülvesszük, és nagy normálerővel egyrészt axiális erőket ahomlokfelületre, másrészt sugárirányú erőket a köpenyfelületre fejtünkki, és a gyűrűknek az egymással párhuzamos és a munkadarab tengelyremerőlegesen fekvő homlokfelületeit állítjuk elő, és a leválasztásifolyamat alatt a cső alakú munkadarabot az átalakítási ellenállásátcsökkentő hőmérsékletre melegítjük, míg a cső alakú munkadarab külsőfelületén nagyobb hőmérsékletet hozunk létre, mint a cső alakúmunkadarab belső felületén. A találmány továbbá berendezés az eljárásfoganatosítására, amelynek lényege, hogy az osztandó munkadarab körültengelyeikkel egy egyenlő oldalú háromszög csúcsaiban elrendezettkéshengerek egymással formazáróan vannak kapcsolva, és a vágóélekcsúcsosan kialakított vágófejjel és lényegében a mindenkorihengertengelyre merőleges oldallal rendelkező vágóéllábbal vannakellátva, és a befutóoldalon egy tölcsért alkotó befutórész van, és akontúralap a vágóélek között a cső alakú munkadarab köpenyfelületén amunkadarab tengelyétől lényegében azonos távolságban van, és akéshengerelrendezés előtt egy hőszabályozós fűtőberendezés vanelrendezve. ŕ

Description

A találmány eljárás cső alakú munkadarabokról egyes, egymással azonos gyűrűk forgácsmentes leválasztására három, azonos irányban hajtott és a cső alakú munkadarab felületére préselt és a mellett legördülő késhengerekkel menet alakú vágóélekkel, miközben a három késhenger forgásállása egymáshoz képest úgy van beállítva, hogy a vágási érintkezés a leválasztandó munkadarabokhoz egy közös, egzakt vágási síkban történik, és a késhenger átmérője a kezdetétől a végéig nő, és amellett egy szűkülő csatornát alkot, és a cső alakú munkadarabot a késhengerrel ellentétes irányban forgatjuk.

Gyűrű alakú szerkezeti részek a technikában széles körben nyernek alkalmazást. A hengerléses technikában ezek mennyiségileg a szerkezeti részek jelentős hányadát teszik ki. Ismeretes: mindegyik henger legalább két, gyűrű alakú komponensből, mégpedig egy belső gyűrűből és egy külső gyűrűből áll. Ezek a gyűrűk nagy számban készülnek például egy cső alakú féltermékből, mégpedig hengerelt acélból. A csőanyag részei egyforma nagyságú gyűrűkre kerülnek szétválasztásra, és így különösen gördülőcsapágyak előállításánál ez az elválasztás egy szabványos gyártási lépés, amely a folyton növekvő verseny következtében a hengerelt ipari területen igen nagy jelentőséget kap. A nagyobb termelékenység iránti törekvés és a kedvezőbb előállítási költségek elérése igen nagy jelentőséget kap, és mindenekelőtt fontos a forgácsmentes leválasztás ezen drága anyagok esetén, mert így jelentős megtakarítást lehet elérni, illetve a felesleges költségeket lehet elkerülni.

A bevezetőben említett típusú eljárás egyes gyűrűknek a forgácsmentes leválasztására gyűrű alakú munkadarabokból, ismeretes a DE-OS 1602950 számú leírásból. Ennél az eljárásnál három késhengert alkalmaznak menetes vágóéllel, amely késhengerek a megmunkálandó munkadarab körül vannak elrendezve. Ezek a késhengerek azonos értelemben vannak meghajtva, és a munkadarab felületére vannak szorítva, a cső alakú munkadarab ellentétes irányban forog a késhengerekhez képest és amellett tengelyirányban elő van tolva. A három késhenger forgásállása egymáshoz képest úgy van beállítva, hogy a vágási érintkezés az osztandó munkadarabhoz egy egzakt, közös vágási síkban történik. A késhengerek átmérője a kezdetüktől a végükig növekszik és egy szűkülő csatornát alkot. Ez a berendezés nem alkalmas tengelycsapágygyűrűk nagy pontossággal történő előállítására, mert a leválasztandó gyűrűk homlokfelületi tartománya erősen le van kerekítve. Azonkívül a késhengerek vágóélei gyorsan elkopnak, mivel a hengercsapágyacél különlegesen nagy deformációs ellenállással rendelkezik és nincs intézkedés a deformációs ellenállás csökkentésére.

Csőanyag osztására szolgáló további eljárás ismeretes a DE-PS 10 13 487 számú leírásból. Ennél az eljárásnál az osztandó cső körül egy munkafej fut, amely a keresztmetszeti síkban kerület mentén egyenletesen elosztott szerszámtartóval rendelkezik, amelyben lazán ágyazott vágógörgők vannak. A vágógörgők vágóélekkel rendelkeznek, lényegében sugárirányú falakkal, amelyek az osztandó csővel az elválasztási folyamat alatt homlokoldalukon érintkezésbe kerülnek. Ezen eljárás révén csak megszakitásos módon lehet egyes csőszakaszokat leválasztani. A berendezés nem alkalmas rövid ütemben csőanyagból folyamatosan azonos gyűrűket leválasztani.

A találmány feladata egy olyan eljárás létesítése, amellyel folyamatosan, forgácsmentesen lehet azonos gyűrűket cső alakú munkadarabról leválasztani, előnyösen hengercsapágyacélból álló csövekből gyűrűket igen nagy pontossággal előállítani, mégpedig úgy, hogy az utómegmunkálás teljesen elmaradhat, vagy az arra fordítandó munka és idő igen kis mértékű, és ahol egy melegen hengerelt cső egy elé kapcsolt hőkezelés nélkül közvetlenül feldolgozható. Egy további feladat abban van, hogy a hengerelt acél megmunkálása esetén is a szerszám nagy élettartamát lehessen biztosítani.

A találmány szerint a kitűzött feladatot azáltal oldjuk meg, hogy a cső alakú munkadarab leválasztandó szakaszának központosító befutása után hosszmetszetben a késhenger hosszkontúrjától nézve a munkadarab és a késhenger közötti érintkezési vonal megszakítása nélkül az egész leválasztási folyamat alatt körül van véve, és nagy normálerővel egyrészt axiális erőket a homlokfelületre, másrészt sugárirányú erőket a köpenyfelületre hagyunk hatni, és a gyűrűknek a munkadarabra párhuzamosan és merőlegesen fekvő homlokfelületeit állítjuk elő, és a leválasztási folyamat alatt a cső alakú munkadarabot az átalakítási ellenállását csökkentő hőmérsékletre melegítjük, míg a cső alakú munkadarab külső felületén nagyobb hőmérsékletet hozunk létre, mint a cső alakú munkadarab belső felületén.

A találmány továbbá berendezés az eljárás foganatosítására. A találmány szerinti eljárás és berendezés részleteit az aligénypontok tartalmazzák.

A technika szintjéhez képest a találmány szerinti elválasztási folyamatnál az eltérés abban van, hogy a cső alakú munkadarabokból történő gyűrűleválasztásnál az alakítási ellenállást a cső anyagában azáltal csökkentjük, hogy azt egy, az ellenállást csökkentő hőmérsékletre melegítjük. A melegítési hőmérséklet az anyag minőségétől függően 800 °C, vagy annál több lehet. A hőmérséklet pontos meghatározása az alkalmazott anyag milyenségétől függ, valamint a késhenger állapotától.

A találmány szerinti eljárás egy jellemzője szerint a leválasztásra kerülő gyűrűknek plánparalel homlokoldalai vannak, és azok merőlegesen helyezkednek el a munkadarab tengelyére. Ennek igen nagy előnye hengercsapágygyűrűk előállításánál van. Minél pontosabb a leválasztással előállított, sík felület, annál kisebb az utómegmunkálás ráfordítási igénye. Ilyen utánmegmunkálás például az elő- vagy durvacsiszolás.

A tulajdonképpeni leválasztási folyamat előtt a központosító bevezetési fázisnak az előnye abban van, hogy ezáltal a cső alakú munkadarabot sokkal nagyobb tűrési tartománnyal lehet megmunkálni. így például az is lehetséges, hogy a melegen hengerelt csövet közvetlenül dolgozzuk fel a tűrésekre való tekintet nélkül a hidegen formázás előtt, például hidegen pilgerezés vagy hideghúzás előtt. A melegen hengerelt csövek ilyen felhasználási lehetősége nagymértékben megnöveli az eljárás gazdaságosságát.

HU 217 942 Β

Annak érdekében, hogy a leválasztott gyűrű lehetőleg pontos geometriai alakkal jöjjön létre, nagyon fontos, hogy a késhenger a cső alakú munkadarab minden pontján pontosan sugárirányban hatol be a cső alakú munkadarab anyagába. A megmunkálási erők nyomóerők, és ezek az egész leválasztási folyamat alatt mindig pontosan merőlegesen hatnak az anyag felületére. A leválasztandó gyűrűk minél tovább kerülnek a leválasztási folyamat végformája irányában mozgatásra, hosszmetszetet tekintve, a késhengerek anélkül, hogy a munkadarab és a késhengerek közötti érintkezési vonal megszakadna, folyamatosan körülveszik a munkadarabot. A gyűrűs szakaszokat nagy normál erőkkel, azaz egyszer a homlokfelületre ható tengelyirányú erőkkel, másrészt a köpenyfelületre ható sugárirányú erőkkel választjuk le. Ezek a normálerők tiszta nyomóerők, és kizárólag nyomófeszültségeket ébresztenek a késhengerek érintkezési tartományában, és nem is lép fel oldalirányú anyagelfolyás a vágóélek mentén. A gyűrűk háromoldalú körülfogása következtében, ami a leválasztási folyamat alatt végig fennáll, a gyűrűk egyértelmű erőhatás következtében jó és állandó kerületi pontossággal kerülnek előállításra.

Egy további jellemző a leválasztandó cső alakú munkadarab hőmérséklet-elosztását érinti. A találmány szerint a leválasztandó munkadarab külső felületét nagyobb hőmérsékletre melegítjük, mint a belső felületét. A hidegebb rétegben az anyagnak így nagyobb a szilárdsága. Ez növeli a deformációs ellenálló képességét a cső alakú munkadarab összenyomásával szemben, amelyet a késhenger sugárirányú ereje hoz létre. A valamivel keményebb határréteg kiküszöböli a sorjaképződést, és így előnyösebbé teszi a gyűrű leválasztását. Járulékos leütőberendezés (sorjázó), mint amilyen a technika szintje szerint szükséges, a találmány esetén elmarad. A beállított hőmérséklet-gradiens a legtöbb esetben megengedi, hogy a leválasztandó cső alakú munkadarabot belülről megtámasszuk. Ez mind berendezésileg, mind eljárásilag is jelentős egyszerűsítést eredményez. A cső alakú munkadarab melegítése főleg induktív módon történik, mert annak a frekvenciája a melegítés behatolási mélységét szabályozhatóvá teszi. Az anyagtól, előtolástól és falvastagságtól függően egy előmelegítés is szükséges lehet valamilyen kemence segítségével.

A cső alakú munkadarab javasolt melegítése a leválasztási folyamat előtt a munkatér felmelegítését is eredményezi, mivel a munkadarab felületi hőmérséklete a késhengerre is átadódik, és azonkívül a veszteséggel járó leválasztási folyamat maga is a munkadarab hőmérsékletének emelkedéséhez vezet. Annak érdekében, hogy a késhenger hőmérsékletét egy előre meghatározott érték alatt tartsuk, amely hőmérséklet a késhenger anyagának szilárdsági tulajdonságait és tartósságát nem csökkenti, a találmány értelmében célszerű a késhengereket belülről hűteni. Azonkívül a súrlódóerők csökkentésére a késhengerek külső felületére, valamint a leválasztandó munkadarab külső felületére kombinált hűtőés kenőanyagot viszünk fel.

Egy előzőleg felmelegített, cső alakú munkadarab leválasztásánál egy további előny abban van, hogy a kiinduló anyag keménységének nincs befolyása, és így például egy hengerelt cső közvetlenül a hűtőágy előtt hengerelés után felhasználható.

A találmány szerinti eljárás alkalmazható cső alakú munkadarabokból azonos gyűrűk leválasztására, azonban alkalmazható egyidejűleg egy megfelelő profil létrehozására is. így például egy hengercsapágy belső gyűrűje esetén egy futóhorony egyidejűleg kialakításra kerülhet. Egy másik példa esetén a gyűrű köpenyfelületén egy kúpfelületet lehet kialakítani. Ebből a célból a késhengerek a vágóélek között egy megfelelő negatív formával rendelkeznek, amely a kezdési helytől kiindulva menetről menetre folyamatosan a végső alakjáig nő.

A találmány szerinti berendezés ismert módon három, a megmunkálandó cső alakú munkadarab körül elrendezett, azonos értelemben hajtott késhengerből áll, amelyeken csavarvonalban futó vágóélek vannak. Hosszmetszetében tekintve a vágóélek lényegében sugárirányban futó felületekkel vannak ellátva, és szélességük a kezdetüktől kezdve a végükig folyamatosan nő. A vágóélek ezen szélességnövekedése szükséges, mert dacára a vágóélek sugárirányú elnyúlása növekedésének - egy meghatározott szélességi-magassági viszony marad. Másrészről fennáll a veszélye a vágóélek letörésének, mivel egy túl keskeny vágóéi nem rendelkezne az erő felvételéhez szükséges keresztmetszettel. A vágóélek közötti felület előnyösen párhuzamos a késhenger tengelyével. Mindegyik késhenger egy, a kezdetétől a végéig folyamatosan növekvő átmérővel rendelkezik, és így egy szűkülő csatornát alkotnak.

Az egyes késhengerek forgómozgása pontosan szinkronizálva van. Ezek legalább egyszer azonos kerületi sebességgel kell hogy meghajtva legyenek, amely a legegyszerűbben oly módon valósítható meg, hogy a három késhenger tengelye formazáróan egymással össze van kapcsolva és egyetlen közös hajtótengellyel vannak hajtva. Mint ahogy azt az eljárással kapcsolatban is elmondtuk, befutóoldalon egy tölcsért alkotó befutórész van. Ez a befutórész a késhengerek integrált része lehet, például egy röviden tartott csúszófázis alakjában, vagy a késhengerek több meneten át kúposán nyúlhatnak el. Alternatív megoldásként adódik, hogy a késhengerek előtt egy csúszófázissal rendelkező, cső alakú szakaszt rendezünk el. A befutórész elrendezésének az előnye, hogy a befutócső alakú munkadarab tűrési eltéréseit jobban át tudjuk hidalni és a hengerelt és különböző anyagok közvetlenül megmunkálhatók. Az egyébként szokásos precíziós csövek helyett minőségileg rosszabb, kevésbé drága féltermékek alkalmazhatók gyűrűk leválasztására, aminek következtében az eljárás és a berendezés sok esetben lényegesen gazdaságosabban használható.

A cső alakú munkadarab tengelyirányú előtoló mozgását a munkadarabra sugárirányban rászorított késhenger vágóéleinek sugárirányú felületei révén hozzuk létre, amikor a késhenger a munkadarabon legördül. Ez a kinematikai kényszer azonban nem következik be azonnal a munkadarabnak a szerszámelrendezésbe történő vezetésekor. Ezért a késhengerek előtt befutóoldalon egy oldható előtoló berendezés van, amely a cső alakú

HU 217 942 Β munkadarabra hat. Ez a kényszerelőtolás, amely egyidejűleg a cső alakú munkadarabot a késhengerekkel ellentétes forgásra kényszeríti, tengelyirányban hat, és mozgásában pontosan a késhengerek fordulatszámához és a vágóélek emelkedéséhez van igazítva, és legalább a késhenger hosszára hatásos. így biztosított, hogy a bevezetés után zavarmentes továbbításra kerül a cső alakú munkadarab anyaga a berendezésen keresztül, mégpedig csupán a késhengerek forgása révén és a vágóéleknek az anyagra történő rászorulása révén.

A vágási folyamat geometriája a leválasztandó gyűrűre átvivendő negatív formából áll, amely a külső gyűrűprofilt határozza meg, valamint a vágóélek oldalai révén biztosított oldalsó határolásból. A gyűrűprofil a vágóélek közötti alapon van leképezve és előnyösen tengely-párhuzamosan van a késhenger tengelyéhez képest beállítva. A vágási geometria két szakaszból áll. A vágófej a legnagyobb átmérőjén ismert módon csúcsos, illetve élbe van kialakítva, abból a célból, hogy a leválasztandó anyagba könnyen be tudjon hatolni. Ez a fej az egész vágóélhosszhoz képest viszonylag rövid, míg a vágóélláb közel párhuzamos sugárirányú oldallal, vagy olyan oldalakkal rendelkezik, amely <5°-os szögben tetőszerűen dől a késhenger sugársíkjához képest. A vágóéllábak oldalai határolják a vágási folyamat kontúrját oldalról. Az, hogy az oldalak megközelítően sugárirányban állnak, vagy minimálisan az alapból kiindulóan kifelé döntve vannak elrendezve, ami azt jelenti, hogy a menetek kifelé bővülnek, attól függ, hogy a késhengerek átmérője hogyan viszonylik a cső alakú munkadarab átmérőjéhez. Ha ez a viszony >3-nál, akkor a vágóéloldalaknak enyhén kifelé kell dőlniük. így elérhető, hogy a vágóéi kényszermentesen beékelődési hatás nélkül a vágóhoronyban le tud gördülni.

A keletkező erők előnyös elosztása értelmében ez az előbb említett átmérő viszony célszerűen <3. így a vágóélláb közel pontosan sugárirányú oldalakkal van kialakítva, így egy mintegy 40 mm-es, cső alakú munkadarabok esetén 100 mm-es átmérőjű késhengereket alkalmazunk. Ezáltal biztosított, hogy a viszonylag ferdén irányított vágóélfelfutás révén a vágási horonnyal szemben, a késhengemek a leválasztandó anyaggal történő érintkezési tartományában igen nagy axiális erők ébrednek és nem ébrednek sugárirányú erők. A tangenciális erők részesedése az axiális erőkkel együtt a leválasztást folyamathoz a nyíróerőt szolgáltatják, és igen kicsik, és nem zavarják az eljárás menetét.

A cső alakú munkadarab fűtéséhez a befutóoldaton egy indukciós tekercset alkalmazunk, illetve rendezünk el, amely révén a munkadarab vezetve van. A frekvencia és az átfutási idő függvényében történik az anyagnak a felülethez közeli, vagy akár mélyebb tartományainak a fÖlmelegítése. Megfelelő, a leválasztandó anyag vastagságához megválasztott frekvencia és teljesítmény esetén olyan indukciós melegítés érhető el, hogy a furathoz közeledve a hőmérséklet alacsonyabb és az anyag ebben a hidegebb szélrétegben nagyobb szilárdságú.

A késhengerek kontúrja az előállítandó gyűrűk külső kontúrjának megfelelően van kialakítva. Szokásos módon a kontúr alapja egy, a vágóélmenetek közötti egyenes és valamennyi menet közötti egyenes szakasznak állandó átmérője van. Azonban bizonyos esetekben előnyös lehet, ha a kontúralap átmérője a tulajdonképpeni munkatartományban enyhén növekszik. Ezen enyhe növekedésnek a célja, hogy a sugárirányú nyomást növelje. A kifutótartományban a kontúralap átmérője állandó, sőt, enyhén csökkenhet is. Ennek az az értelme, hogy a leválasztott gyűrűnek olyan átmérője van, amely késhenger-elrendezés tiszta méretének felel meg azok kifutási tartományában. Másrészt túl nagy sugárirányú nyomásra a gyűrű kiugoma és az átmérőeltérések szórása túl nagy lenne. Azonos módon javasolható az utolsó vágási folyamat után a késhengeren egy kalibrálószakaszt utáncsatolni. Ez a késhenger integrált része lehet, vagy külön szakaszként lehet kialakítva. Ennek a kalibrálószakasznak az előnye, hogy az elválasztási folyamattól függetlenül egy körkörös, nagyon kicsi átmérőeltérésekkel rendelkező gyűrűt lehet előállítani. A befutási oldalon, mint ahogy már említettük, egy befutási szakasz van, amely vagy mint egy rövid csúszófázis, vagy olyan szakaszként van kialakítva, ahol a kontúralap átmérője a befutási oldal felé folyamatosan nő. Ez a befutórész előnyös, hogy a nagy külső átmérőszórással rendelkező anyagot is problémamentesen lehessen megmunkálni.

A késhengerek vágóélének menete lehet akár egymenetes, vagy többmenetes. Egymenetes kivitel esetén egy előnyös kiviteli változatról van szó, mert ebben az esetben a menetemelkedés minimális lehet, és így a késhenger és az anyag között ható axiális előtoló erőt a leghatásosabb módon lehet továbbítani.

Három késhenger alkalmazása esetén a munkadarab sugárirányú helyzete egyértelműen meg van határozva, aminek következtében további vezetőelemekre nincs szükség. A késhengerek átmérőjét úgy kell megválasztani, hogy annak meghatározott viszonya legyen az osztandó munkadarab átmérőjéhez képest, másrészt azonban lehetségesen nagy kell hogy legyen. A határok azáltal adódnak, hogy nem lehet tetszőleges nagyságú késhengert alkalmazni, mert azok egymást zavarnák.

A találmány szerinti eljárás különösen alkalmas 16-80 mm-es gyűrűátmérők esetén és olyan falvastagságoknál, amelyek 8-15%-át teszik ki a külső átmérőnek. A legkedvezőbb viszony a gyűrűszélesség és a gyűrűátmérő között 0,2-0,5. A találmány szerinti eljárást előnyösen olyan gyűrűk előállítására alkalmazhatjuk, ahol az anyagköltségek a gyűrű költségeinek lényeges részét teszik ki, mivel nincsenek anyagveszteségek, és az elválasztást követő megmunkálási lépések révén költségtakarékos gyűrűk állíthatók elő. A találmány szerinti eljárással forgácsmentes megmunkálással gyűrűk állíthatók elő, mintegy 800 °C-ra felhevített hengercsapágycsövekből. Az eljárás foganatosításához a munkadarab felületén kell nagyobb hőmérsékletet létesíteni, amely a késhengerekre is átadódik, és a munkateret is jelentősen felfűti. A késhengerekben lévő hűtőcsatomákon keresztül egy hőfelvevő képességű közeget körfolyamatban áramoltatunk, amelyet azután egy hőcserélőbe szivattyúzunk. A késhengerek egy belső részből áll4

HU 217 942 Β nak, bemunkált hűtőcsatomákkal és egy külső hüvelyből, amelybe a vágóélprofilok be vannak munkálva. A hüvely a vágóélprofilokkal nagy szilárdságú, hőmérséklettel szemben érzéketlen anyagból, például szinteranyagból készül, vagy megfelelő alapanyagból, amely az érintkezési tartományban egy hőmérsékletnek ellenálló anyaggal van bevonva. Az alaprész és a profilírozott hüvely tömören és elfordulásbiztosan van a késhengerhez kapcsolva.

A találmányt részletesen kiviteli példa kapcsán, a rajzok alapján ismertetjük, ahol az

1. ábra a találmány szerinti berendezés lényeges építési részeinek elrendezését szemlélteti, míg a

2. ábra egy késhengert szemléltet, rajta elrendezett menet alakú vágóéllel, ahol a késhenger hengeres, külső kontúrjának átmérője, valamint a vágóéi átmérője fokozatosan nő, a

3. ábra egy késhengert szemléltet állandó átmérőjű külső kontúrral és növekvő vágóélátmérővel, a

4. ábra a vágóélprofil keresztmetszetét szemlélteti, a

4a. ábra a vágóélprofil felülnézete a leválasztandó csővel kapcsolatban, az

5. ábra késhengert szemléltet az elválasztóprofil emelkedésének folyamatos növekedésével, a

6. ábra belső hűtéssel ellátott késhenger hosszmetszete.

Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés elrendezését szemlélteti a lényeges részekkel. Az osztandó 1 cső tengelyirányú előtoló mozgásnak van alávetve és az 5 indukciós fűtőberendezés révén előmelegítve, majd a három 2 késhenger közé vezetve. A három 2 késhenger tengely-párhuzamosan az osztandó 1 cső előtoló mozgásával párhuzamosan van elrendezve. A 2 késhengereknek az osztandó 1 csőhöz képesti távolsága úgy van megválasztva, hogy a 2 késhengerek 3 vágóélei sugárirányban az 1 cső alakú munkadarab falába hatolnak. A három 2 késhenger egy egyenlő oldalú háromszög csúcsaiban van elrendezve, mégpedig az 1 osztandó cső körül. A három 2 késhenger egy, az ábrán fel nem tüntetett hajtómechanizmus révén van meghajtva, mégpedig egyenletes szinkrón forgómozgásra vannak kényszerítve. Ez a szinkrón forgómozgás úgy van az 1 osztandó cső tengelyirányú előtoló mozgásával kinematikusán kapcsolva, hogy a 2 késhengereken elrendezett 3 vágóélek mindig egy közös síkban hatolnak be az 1 osztandó csőbe. A három 2 késhenger azonos értelmű forgómozgása, valamint az 1 cső ellentétes irányú forgómozgása és előtoló mozgása az 1. ábrán megfelelő nyilakkal van jelölve.

Mint ahogy már az előzőekben említettük, az 1 osztandó cső járulékosan forgást végez saját tengelye körül, amelyet a 2 késhengerek legördülő mozgása hoz létre az 1 osztandó csövön, és amely ahhoz vezet, hogy az 1 osztandó cső kerületének valóban mindegyik része érintkezésbe kerül a 2 késhengerekkel. A 3 vágóéleknek nincs állandó emelkedése, hanem azon az oldalon, ahonnan az 1 osztandó cső bevezetésre kerül, először egészen lapos, azaz itt alig hatolnak be az 1 osztandó cső anyagába, míg a szemben fekvő vég felé a 3 vágóélek magassága mindig nő, és így egyre mélyebben hatolnak be az 1 osztandó cső falába. Az így kikényszerített mozgásfolyamat következtében az 1 osztandó cső végül is a 2 késhengerek másik tengelyirányú végén egyes diszkrét 4 gyűrűkre kerül felosztásra.

Ezen utóbbiak különösen a 2. ábrából láthatók. Az ábra az 1 osztandó cső és egy 2 késhenger együtt működését szemlélteti. A többi, itt nem ábrázolt 2 késhengerek egy háromszög alakban vannak az 1 osztandó cső körül elrendezve. A 3 vágóéi a 2 késhenger végén, ahonnan az 1 osztandó cső felületébe kerül bevezetésre, csak igen gyengére van kialakítva. Ezen a végen az a feladat, hogy az 1 osztandó csövet biztosan megfogjuk és az 1 osztandó cső forgómozgását segítsük és annak kinematikai kifogástalan, tengelyirányú mozgását biztosítsuk. A 3 vágóéi úgy van kialakítva, hogy mind az átmérője, mind a szélessége a szemben fekvő vég irányában folyamatosan nő. Bizonyos esetekben előnyös lehet, ha a tulajdonképpeni munkatartományban a 6 kontúralap átmérője enyhén növekszik, viszont a kifutási tartományban állandó marad, sőt, esetleg valamit csökken. Ezáltal a gyűrű rugalmas felugrása a 2 késhenger elhagyása után ki van küszöbölve. Abból a célból, hogy a nagyobb átmérőszórású csöveket biztosan meg lehessen fogni, a 2 késhengereknek 7 befutórésze van. Ebben a szakaszban a 6 kontúralap átmérője erősen csökkentett, úgyhogy itt egy tölcsér alakú tartomány jön létre. A 6 kontúralap a 2 késhenger tulajdonképpeni leválasztószakaszában hézagmentesen fekszik az 1 leválasztandó cső külső falára, és a 3 vágóéi mindig jobban behatol az 1 leválasztandó csőbe, amely végül is 4 gyűrűkre kerül felosztásra, amelyek azonos nagyságúak. A 3 vágóéi úgy van kialakítva, hogy az mind az anyagba behatol, mind pedig a leválasztandó gyűrű homlokfelületét lehetőleg síkra készíti el. Ebből a célból a 3 vágóéi, mint ahogy az a 4. ábrán látható, két szakaszból áll. A 8 vágófej hegyes kialakítású, úgyhogy az az anyagba behatol. Az ehhez csatlakozó vágóélláb ezzel szemben úgy van kialakítva, hogy annak oldalai meszszemenőn merőlegesek a 2 késhenger forgástengelyére, és így a leválasztott 4 gyűrű kiformált homlokfelülete sík. A végén, ahol az 1 osztandó cső a berendezésbe kerül bevezetésre, a 3 vágóéi kizárólag a növekvő csúcs alakú 8 vágófejből áll és a berendezés szemben fekvő végén a 3 vágóéi túlnyomórészt a 9 vágóéllábból áll.

Az 1 leválasztandó cső a 2. ábrából láthatóan a leválasztóberendezésbe történő befutás előtt egy feszítőrendszerű tartóberendezéssel van körülvéve, amely egy 11 belső részből és 12 külső részből áll, amelyek egy bizonyos feszítőkészlet szerint tengelyirányú működtetőerő hatására összeszorításra kerülnek úgy, hogy ezek együtt erőzáróan az 1 szétválasztandó csővel össze vannak kötve. Mivel ezek ebben az állapotban nem csak a tengelyirányú mozgást, hanem az 1 cső forgómozgását is követnie kell, a forgómozgást egy tengelycsapágyazással kell összekapcsolni, amely tengelycsapágyazás 13 hengerelemből és egy második 14 tengelycsapágygyűrűből van összekapcsolva. A 14 tengelycsapágygyűrű megfelelő kapcsoló révén a 2 késhenger forgó5

HU 217 942 Β mozgása következtében kinematikailag korrekt tengelyirányú előtoló mozgásra van kényszerítve. Ez a segédbeállítás egy újabb csőnek a berendezésbe történő bevezetésekor mindenesetre szükséges. Az elválasztási vagy leválasztási folyamat előrehaladása közben a tartóberendezés 11 belső része és 12 külső része egymástól oldásra kerül, és azok visszakerülnek kiindulási helyzetükbe, és csak akkor kerülnek újramozgatásra, ha egy újabb cső kerül bevezetésre. A tartóberendezés a 2. ábra szerinti megoldásnál egy feszítőfogó és tengelyirányú hengercsapágy. Valójában más konstrukciós megoldások is lehetségesek. A 3. ábra szerint ez az előtoló berendezés mintegy forgó 15 központosítócsúcs van kialakítva, amely a cső furatában központosít és továbbítóélei vannak ismert módon.

A 2. ábra szerinti megoldáshoz képest a 3. ábra szerinti 20 késhengemél az a különbség, hogy olyan 6 kontúralappal rendelkezik, amelynek átmérője a teljes késhengerhosszon állandó. A 3 vágóéi átmérője azonban az egyik végtől a másik végig folyamatosan nő. Az 1 osztandó csőnek a bevezetéséhez és központosításához a 20 késhengemek 10 csúszási fázisa van. Egy 17 fütóhoronynak a leválasztott 16 gyűrűn történő kialakítására a 6 kontúralap megfelelő 18 negatív alakkal rendelkezik. Ez a 18 negatív alak befutóoldalon 0-ról indulva folyamatosan nő, míg végleges alakját el nem éri. A tisztán leválasztási folyamathoz képest a különbség, hogy a 6 kontúralap szélessége folyamatosan nő, egészen a végalakig, mivel a 18 negatív alak következtében egy anyagkiszorítás lép fel. Az NC-vezérlésű gépek képesek ilyen 2 és 20 késhengereket folyamatosan változó menet alakú vágóétekkel, illetve vágó- és profilkialakítással előállítani.

A 4a. ábra a vágóprofil nézetét szemlélteti a leválasztandó csővel, illetve a leválasztott 4 gyűrűvel együtt. Ebből az ábrából látható a gyűrűszakasznak a 2 késhengerrel történő folyamatos érintkezése. A középső 4 gyűrűnél ez az érintkezés a 19 érintkezési vonallal van jelölve.

Az 5. ábra lényegében a 2 késhengert szemlélteti állandóan növekvő menetemelkedésű 3 vágóéllel. Kis anyagkiszorítással történő tiszta leválasztásnál a 6 kontúralap szélességét állandó értéken tartjuk, míg ezen kívánt szélesség a leválasztandó gyűrű szélességének felel meg. Mivel - mint már a bevezetőben említettük - szilárdság és stabilitási okokból a 3 vágóéi szélessége növekvő sugárirányú mérettel együtt szintén nő, ezért a 6 kontúralap állandó szélességének követelménye miatt szükséges a menetemelkedést olyan mértékben növelni, hogy ezáltal a 3 vágóéi szélességének növekedését kompenzálni lehessen. A leválasztandó gyűrű járulékos profilírozása céljából nagy anyagkiszorítás mellett szükséges a kontúralap szélességét folyamatosan növelni, kivéve a kifutási tartományt, ahol az anyagkiszorítás mértéke nulla, és a gyűrű csak kalibrálásra kerül. Az 5. ábra szerinti pontvonalkázott vonal azt jelöli, hogy a 6 kontúralap szélességének megválasztásától függetlenül a 3 vágóéi sugárirányú növekedése a befutástól a kifutásig folyamatosan nő, és ily módon a másik két 2 késhengerrel együtt működve, ezek egy szűkülő csatornát alkotnak.

A 6. ábra egy késhengert szemléltet, amely a 21 tengely belső részéből és a 30 vágószerszámból áll, amely utóbbi 3 vágóéllel rendelkezik. A 21 tengelynek mindkét végén hengeres csap 22, 23 toldata van, amelyek külső átmérőjükön a késhenger csapágyazását vannak hivatva felvenni. A 23 toldatoldalon 24 kapcsolórész van rögzítve, amely merev kapcsolatot biztosít a szinkrón hajtással, és a késhenger befutóoldalán a 22 toldaton egy forgatható 25 kapcsoló van rögzítve, amely megfelelő csatornák és furatok révén biztosítja a hűtőközeg-körfolyamatot a forgó késhenger felé. A 26 hűtőközeg-bevezetés egy itt nem ábrázolt szivattyúval áll kapcsolatban, amely a hűtőközeget 27 központi furaton keresztül a 21 tengelybe és azon keresztül több 28 sugárirányú furatba juttatja, ahonnan az a 21 tengely külső átmérőjén bemunkált 29 hűtőcsatomába áramlik. A hűtőközeg ezen hűtőcsatomákban, amelyek kifelé a 30 vágószerszámmal le vannak zárva, a munkadarab előtolási irányával szemben áramlik, egy vagy több sugárirányú 31 kiömlőfurathoz. Ezek a 31 kiömlőfuratok egy vagy több 32 furat révén a 22 toldaton keresztül a 33 kiömléssel állnak kapcsolatban. Innen a felmelegedett hűtőközeg egy hőcserélőn keresztül visszaáramlik a hűtőközeg-szivattyúhoz. A 30 vágószerszám a 21 tengelyre tömítetten és forgásbiztosan van rázsugorítva.

A 30 vágószerszámhoz tengelyirányú meghosszabbításban egy gyűrű alakú 34 kalibrálószakasz csatlakozik, amely a leválasztott gyűrűt még egyszer kalibrálja. A 30 vágószerszám befutóvégén tengelyirányban csatlakozó, gyűrű alakú 35 szakasz egy, az újonnan bevezetett munkadarab centrírozására szolgáló szakasszal van ellátva.

Claims (10)

1. Eljárás cső alakú munkadarabról egyes, egymással azonos gyűrűk forgácsmentes leválasztására három, azonos irányban hajtott és cső alakú munkadarab felületére préselt és a mellett legördülő késhengerekkel, menet alakú vágóélekkel, miközben a három késhenger forgásállása egymáshoz képest úgy van beállítva, hogy a vágási érintkezés a leválasztandó munkadarabokhoz egy közös egzakt vágási síkban van, és a késhenger átmérője a kezdetétől a végéig nő, és amellett egy szűkülő csatornát alkot, és a cső alakú munkadarabot a késhengerrel ellentétes irányban forgatjuk és tengelyirányban eltoljuk, azzal jellemezve, hogy a cső alakú munkadarab leválasztandó szakaszának központosító befutása után hosszmetszetben nézve a késhenger hosszkontúrja révén, a munkadarab és a késhenger közötti érintkezési vonal megszakítása nélkül az egész leválasztási folyamat alatt körülvesszük, és nagy normálerővel egyrészt axiális erőket a homlokfelületre, másrészt sugárirányú erőket a köpenyfelületre fejtünk ki, és a gyűrűknek az egymással párhuzamos és a munkadarab tengelyre merőlegesen fekvő homlokfelületeit állítjuk elő, és a leválasztási folyamat alatt a cső alakú munkadarabot az átalakítási ellenállását csökkentő hőmérsékletre melegítjük, míg a cső alakú munkadarab külső felületén na6

HU 217 942 Β gyobb hőmérsékletet hozunk létre, mint a cső alakú munkadarab belső felületén.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cső alakú munkadarab a késhenger-elrendezésbe történő bevezetésének elősegítésére azt egy előtoló erő hatása alá helyezzük, ahol az kinematikusán a vágószerszám forgómozgásával van összekapcsolva és legalább egy késhengerhosszon hatásos.

3. Az 1. és 2. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a melegítést induktív úton végezzük.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gyűrűket a leválasztás alatt egyidejűleg profilírozzuk.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a leválasztás és profilírozás alatt a szerszámot belülről hűtjük, és a szerszámot, valamint a leválasztandó munkadarabot kívülről kombinált hűtőés kenőfolyadékkal szórjuk be.

6. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására három, a megmunkálandó, cső alakú munkadarab körül elrendezett, azonos értelemben hajtott késhengerrel, amelyek csavarvonalban futó vágóélekkel rendelkeznek, ahol a késhengerek hosszmetszetben nézve lényegében sugárirányba futó élekkel vannak ellátva, és ezek szélessége elejüktől a végükig folyamatosan nő, és kontúralapjuk a késhengerek vágóélei között lényegében párhuzamos a hengertengellyel, és mindegyik késhenger elejétől a végéig növekvő átmérővel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy az osztandó munkadarab (1) körül tengelyeivel egy egyenlő oldalú háromszög csúcsaiban elrendezett késhengerek (2, 20) egymással formazáróan vannak kapcsolva, és a vágóélek (3) csúcsosan kialakított vágófejjel (8) és lényegében a mindenkori hengertengelyre merőleges oldallal rendelkező vágóéllábbal (9) rendelkeznek, és befutóoldalon egy tölcsért alkotó (7, 10, 35) befutórész (7, 10, 35) van, és a kontúralap (6) a vágóélek (3) között a cső alakú munkadarab (1) köpenyfelületén a munkadarab tengelyétől lényegében azonos távolságban van, és a késhenger-elrendezés előtt egy hőszabályozós fűtőberendezés (5) van elrendezve.

7. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzaljellemezve, hogy a vágóélláb (9) oldalai a késhenger (2, 20) átmérőjének a cső alakú munkadarabhoz (1) való 1<3 viszonya esetén megközelítően merőleges a mindenkori hengertengelyhez, és >3 viszony esetén maximálisan <5°-ban kifelé a késhenger (2, 20) sugársíkjához döntve vannak.

8. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a késhengereknek (2, 20) befutórészük (7, 10) van.

9. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a késhenger elé csúszófázissal rendelkező szakasz (35) van kapcsolva.

10. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a késhenger után egy kalibrálószakasz (34) van kapcsolva.