PL220981B1 - Sposób łączenia elementów o cylindrycznym zarysie ścian zewnętrznych, szczególnie rur - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób łączenia elementów o cylindrycznym zarysie ścian zewnętrznych, szczególnie rur, mający zastosowanie do łączenia rur i innych elementów o cylindrycznym zarysie ścian zewnętrznych.

W znanych rozwiązaniach łączenia wyrobów w procesie wyoblania stosuje się łączenie poprzez wielokrotne zaginanie krawędzi na kilku wzornikach.

W zgłoszeniu patentowym P.340241 przedstawiono rozwiązanie, gdzie na końcówki rur nakłada się tuleję przyporową, a następnie prasuje się do uzyskania połączenia.

W opisie patentowym EP 1970138 A1 przedstawiono połączenie rur o tożsamej wartości średnicy wewnętrznej jednej z rur i średnicy zewnętrznej drugiej z rur, wprowadzonej do wnętrza pierwszej rury, gdzie na wewnętrzną powierzchnię rury wewnętrznej oddziałuje się wprowadzonym do wnętrza obrotowym rozpieraczem, powodując trwałe łączenie przez walcowanie styków ścian w strefie narzędzia.

Przedstawione sposoby łączenia elementów rur, nie rozwiązują problemu trwałego łączenia wielu elementów o kształcie cylindrycznym, w tym wyrobów rurowych, w procesie tłoczenia kształtowego, a w szczególności zgniatania obrotowego wydłużającego z wykorzystaniem, jako narzędzia rolki kształtującej.

Rozwiązanie, opisane poniżej, wypełnia lukę w potrzebach stosowania nowych metod łączenia wyrobów o cylindrycznym zarysie ścian zewnętrznych, szczególnie rur.

Istotą wynalazku jest sposób łączenia elementów o cylindrycznym zarysie ścian zewnętrznych, szczególnie rur, poprzez oddziaływanie na powierzchnię zewnętrzną narzędziami w postaci rolki, polegający na tym, że na trzpień, będący wzornikiem usytuowanym we wrzecionie obrabiarki, osadza się współosiowo dwa elementy cylindryczne, przy czym na element dalszy od wrzeciona oddziałuje się co najmniej dwiema umocowanymi na suportach rolkami o promieniu łukowej powierzchni roboczej (3-5) mm przy przesuwie rolek z prędkością posuwu w granicach (0,15-0,25) mm/obrót oraz szczeliną ujemną o wielkości (0,2-0,8) mm przy odkształceniu względnym ε = (25-40)%, aż do przemieszczenia progu ciągowego do przedniej strefy elementu bliższego wrzecionu, nagniatania tego progu na przednią strefę elementu bliższego wrzecionu oraz walcowania go na przedniej strefie elementu bliższego wrzecionu.

Korzystnym jest, gdy w strefie przedniej elementu bliższego wrzecionu, rolki rozsuwa się o wielkość (0,2-1,2) mm.

Korzystnym jest też, gdy rolki usytuowane są w jednej płaszczyźnie.

Korzystnym jest także, gdy rolki usytuowane są w płaszczyznach przesuniętych wzdłuż osi obrotu o (0,2-2,0) mm.

Również korzystnym jest, gdy ruch względny elementów cylindrycznych i rolek odbywa się poprzez obrót elementów cylindrycznych,

Poza tym korzystnym jest, gdy ruch względny elementów cylindrycznych i rolek odbywa się poprzez obrót rolek wokół elementów cylindrycznych.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

- możliwość wykonania operacji trwałego łączenia dwóch lub więcej wyrobów,

- możliwość łączenia wyrobów z różnych materiałów,

- możliwość zastosowania sposobu do łączenia zarówno rur, jak i elementów z obwiedniowym kołnierzem lub takich, jak wytłoczka cylindryczna z dnem,

- możliwość wykonania na dowolnej obrabiarce, warunkującej zamontowanie na suporcie co najmniej dwóch rolek,

- znaczne obniżenie czasu łączenia elementów walcowych w stosunku do innych stosowanych dotychczas metod,

- wykorzystanie w całości elementów wyjściowych,

- wyeliminowanie naddatków technologicznych w procesie łączenia,

- zastosowanie jednocześnie dwóch operacji zgniatania obrotowego wydłużającego i łączenia,

- możliwość jedno- lub wielokrotnego powtarzania procesu w zależności od gatunku materiałów łączonych i wielkości odkształcenia,

- możliwość sterowania ruchem rolki poprzez sterownik,

- niski koszt wykonania w stosunku do innych metod łączenia.

PL 220 981 B1

Przedmiot wynalazku bliżej objaśniono w przykładowym wykonaniu uwidocznionym na załączonym rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia wzajemne usytuowanie łączonych elementów i rolek w początkowej fazie realizacji sposobu, fig. 2 obrazuje wzajemne usytuowanie łączonych elementów i rolek w końcowej fazie realizacji sposobu, zaś fig. 3 pokazuje walcowanie połączenia, czyli finalną fazę realizacji sposobu.

Sposób realizowany jest na obrabiarce wyposażonej we wrzeciono 1 o osi poziomej. Na trzpieniu, będącym wzornikiem 2, usytuowanym we wrzecionie obrabiarki, osadzone są współosiowo dwie rury: bliższa 3 i dalsza 4 względem wrzeciona 1. Na rurę dalszą 4 od wrzeciona 1 oddziałuje się co najmniej dwiema, osadzonymi na nie uwidocznionych na rysunku suportach rolkami 5 z łukową powierzchnią roboczą o promieniu w granicach (3-5) mm. Ruch poosiowy rolek 5 odbywa się z posuwem (0,15-0,25) mm/obrót. Usytuowanie rolek 5 względem zewnętrznej powierzchni obr abianej rury dalszej 4 stanowi szczelinę ujemną o wielkości (0,2-0,8) mm przy odkształceniu względnym ε = (25-40) %. Podczas przesuwania się rolek 5 wzdłuż rury dalszej 4, następuje powstanie progu ciągowego 6 i przemieszczenie materiału do przedniej strefy rury bliższej 3 wrzecionu 1. Próg ciągowy 6 zostaje z kolei nagniatany na przednią strefę rury bliższej 3. W końcowym etapie następuje walcowanie progu ciągowego 6 na przedniej strefie rury bliższej 3 wrzecionu 1.

Rolki 5 usytuowane są w jednej płaszczyźnie, prostopadłej względem osi wzdłużnej rur 3, 4 lub usytuowane są w różnych płaszczyznach, prostopadłych do osi wzdłużnej oddalonych od siebie o (0,2-2,0) mm.

Gdy rolki 5 znajdą się w strefie w pobliżu skraju rury bliższej 3 wrzeciona 1, rozsuwa się je o wielkość (0,2-1,2) mm i następuje proces walcowania progu ciągowego 6 na końcówce rury bliższej 3, uzyskując trwałe i szczelne połączenie.

Ruch względny elementów cylindrycznych 3, 4 i rolek 5 odbywa się poprzez obrót elementów cylindrycznych 3, 4 lub obrót rolek 5 wokół elementów cylindrycznych 3, 4.

Podczas przemieszczania się po określonym torze zespołu rolek 5 z odpowiednim posuwem i odkształceniem względnym, następuje zmniejszenie grubości ścianki elementu cylindrycznego 4 przy jednoczesnym powiększeniu średnicy zewnętrznej i wewnętrznej elementu kształtowanego tworząc próg ciągowy 6. Szczególne efekty połączenia uzyskuje się łącząc elementy cylindryczne 3, 4 o znacznej różnicy (twardości) plastyczności.

Claims (6)

1. Sposób łączenia elementów o cylindrycznym zarysie ścian zewnętrznych, szczególnie rur, poprzez oddziaływanie na powierzchnię zewnętrzną narzędziami w postaci rolki, znamienny tym, że nakłada się na trzpień, będący wzornikiem (2) usytuowanym we wrzecionie (1) obrabiarki, dwa elementy cylindryczne (3, 4), przy czym na element dalszy (4) od wrzeciona (1) oddziałuje się co najmniej dwiema, osadzonymi na suportach rolkami (5) z łukową powierzchnią roboczą o promieniu (3-5) mm, przy posuwie rolek (5) z prędkością posuwu (0,15-0,25) mm/obrót ze szczeliną ujemną o wielkości (0,2-0,8) mm i odkształceniu względnym ε = (25-40) %, aż do przemieszczenia progu ciągowego do przedniej strefy elementu bliższego (3) wrzecionu (1), nagniatania tego progu na przednią strefę elementu bliższego (3) wrzecionu (1) oraz walcowania go na przedniej strefie elementu bliższego (3) wrzecionu (1).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefie przedniej elementu bliższego (3) wrzecionu (1), rolki (5) rozsuwa się o wielkość (0,2-1,2) mm.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rolki (5) usytuowane są w jednej płaszczyźnie.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rolki (5) usytuowane są w płaszczyznach przesuniętych wzdłuż osi obrotu wrzeciona (1) o (0,2-2,0) mm.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ruch względny elementów cylindrycznych (3, 4) i rolek (5) odbywa się poprzez obrót elementów cylindrycznych (3, 4).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ruch względny elementów cylindrycznych (3, 4) i rolek (5) odbywa się poprzez obrót rolek (5) wokół elementów cylindrycznych (3, 4).