PL236040B1 - Narzędzie klinowe - Google Patents

Abstract

Narzędzie klinowe, zwłaszcza do walcowania poprzeczno - klinowego odkuwek osiowosymetrycznych w kształcie walca charakteryzuje się tym, że składa się z walca roboczego (1), którego obwód jest podzielony kolejno na strefę załadunku I, strefę wcinania II, strefę kształtowania III, strefę kalibrowania IV, strefę kalibrowania i rozcinania V oraz strefę wyładunku VI, przy czym w strefie załadunku I na powierzchni walca roboczego (1) znajduje się występ ograniczający (2), następnie w strefie wcinania II na powierzchni walca roboczego (1) znajdują się klinowe występy robocze (4a), (5a) i (6a), które stopniowo zwiększają swoją wysokość i szerokość, poczynając od powierzchni walca roboczego (1), które w strefie kształtowania III przechodzą w klinowe występy kształtujące.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie klinowe, zwłaszcza do walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek osiowosymetrycznych.

Dotychczas znane są narzędzia stosowane do walcowania poprzecznego, poprzeczno-klinowego oraz śrubowego stosowane do kształtowania odkuwek wałków stopniowanych. Szczegółowo konstrukcję narzędzi do walcowania poprzeczno-klinowego wyrobów osiowosymetrycznych opisano w książce autorstwa Pater Z. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej 2009 r. Autor w książce opisuje najczęściej spotykane narzędzia, które mają kształt pojedynczego klina nawiniętego na walec. Takie narzędzie zbudowane jest z trzech podstawowych stref, to jest: wejściowej, gdzie klin wcina się w materiał na wymaganą głębokość; kształtowania, w której redukcja przekroju poprzecznego rozwijana jest na wymaganą szerokość walcowania; kalibrowania, gdzie następuje usunięcie owalizacji przekroju poprzecznego oraz skrzywień powstałych we wcześniejszych fazach kształtowania. Znane są również narzędzia, które składają się z kilku klinów działających na materiał równocześnie, wtedy walec ma mniejszą średnicę, ale występują większe siły kształtowania lub działających na materiał kolejno, wtedy walec ma średnicę większą, a siły kształtowania są mniejsze. Cechą charakterystyczną narzędzi stosowanych do walcowania walcami klinowymi jest prostopadłe umieszczenie roboczej powierzchni klinowej na obwodzie walca w stosunku do osi narzędzia. W efekcie kształtowana odkuwka nie zmienia swojego położenia w trakcie procesu.

Znane są również narzędzia śrubowe, stosowane do walcowania odkuwek wałków stopniowanych, których konstrukcję opisano w książce autorstwa J. Lisowski „Walcowanie kuźnicze”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1974 r. Przedstawione w książce narzędzia składają się z walców, na powierzchni których umieszczone są wykroje śrubowe.

Dotychczasowe rozwiązania narzędzi stosowanych do walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek charakteryzują się ograniczoną wartością redukcji przekroju poprzecznego, którą można uzyskać na określonej drodze walcowania, bez niebezpieczeństwa zerwania lub przewężenia walcowanych stopni odkuwki. W związku z tym przy większych redukcjach przekroju poprzecznego wymagane jest stosowanie walców o dużych średnicach, dzięki czemu wydłuża się część robocza narzędzi, co pozwala na stabilne prowadzenie procesu. Wymaga to jednak zastosowania walcarek o dużych średnicach narzędzi. W przypadku wykorzystania walcarek o mniejszych średnicach narzędzi proces jest realizowany w kilku etapach, podczas których wykorzystuje się również kilka zestawów narzędziowych. W rezultacie zwiększa się pracochłonność procesu, wzrastają także koszty oprzyrządowania.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie ograniczenia wartości redukcji przekroju poprzecznego podczas walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek, związanej z niewielką średnicą walców. W rezultacie możliwe jest wykorzystanie małych walcarek do kształtowania odkuwek charakteryzujących się dużymi redukcjami przekroju poprzecznego. Takie podejście pozwala ograniczyć koszty produkcji oraz zwiększyć możliwości technologiczne walcarek.

Istotą narzędzia klinowego, zwłaszcza do walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek osiowosymetrycznych w kształcie walca, według wynalazku, jest to, że składa się z walca roboczego, którego obwód jest podzielony kolejno na strefę załadunku, strefę wcinania, strefę kształtowania, strefę kalibrowania, strefę kalibrowania i rozcinania oraz strefę wyładunku, przy czym w strefie załadunku na powierzchni walca roboczego znajduje się występ ograniczający, następnie w strefie wcinania na powierzchni walca roboczego znajdują się klinowe występy robocze, które stopniowo zwiększają swoją wysokość i szerokość, poczynając od powierzchni walca roboczego, które w strefie kształtowania przechodzą w klinowe występy kształtujące, następnie na końcu strefy kształtowania osiągają maksymalną szerokość, odpowiadającą długości walcowanej odkuwki, następnie w strefie kalibrowania występy kształtujące przechodzą w klinowe występy kalibrujące, które w tej strefie nie zmieniają swojej szerokości, następnie w strefie kalibrowania i rozcinania oprócz klinowych występów kalibrujących znajdują się noże odcinające, następnie w strefie wyładunku znajduje się obniżenie, którego głębokość jest większa od średnicy walcowanej odkuwki. Korzystnie jest, że powierzchnie zewnętrzne klinowych występów kształtujących, znajdujących się w strefie kształtowania pochylone są w kierunku środkowej części narzędzia. Korzystnie jest, że powierzchnie zewnętrzne klinowych występów kalibrujących, znajdujących się w strefie kalibrowania i w strefie kalibrowania i rozcinania pochylone są w kierunku środkowej części narzędzia.

PL 236 040 B1

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że narzędzie jest proste konstrukcyjnie. Ponadto możliwe jest walcowanie odkuwek w czasie jednego pełnego obrotu narzędzi. Dzięki zastosowaniu pochyleń na powierzchniach klinowych możliwe stało się zwiększenie wielkości gniotu bez niebezpieczeństwa zerwania lub przewężenia walcowanej odkuwki. W rezultacie średnica narzędzia jest znacznie mniejsza w stosunku do narzędzi wykorzystywanych podczas walcowania tradycyjną metodą. Wynalazek jest uniwersalny i może być stosowany do wszystkich metali i stopów przeznaczonych do obróbki plastycznej.

Narzędzie klinowe, zwłaszcza do walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek osiowosymetrycznych, zostało przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok narzędzia z boku, fig. 2 - widok narzędzia z przodu, fig. 3 - widok narzędzia z góry, fig. 4 - widok izometryczny narzędzia, zaś fig. 5 - widok izometryczny narzędzia wraz z odwalcowaną odkuwką.

Narzędzie klinowe, zwłaszcza do walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek osiowosymetrycznych składa się z walca 1 roboczego, którego obwód jest podzielony kolejno na strefę I załadunku, strefę II wcinania, strefę III kształtowania, strefę IV kalibrowania, strefę V kalibrowania i rozcinania oraz strefę VI wyładunku. W strefie I załadunku na powierzchni walca 1 roboczego znajduje się występ 2 ograniczający. Następnie w strefie II wcinania na powierzchni walca 1 roboczego znajdują się klinowe występy 4a, 5a i 6a robocze, które stopniowo zwiększają swoją wysokość i szerokość, poczynając od powierzchni walca 1 roboczego. Następnie w strefie III kształtowania znajdują się klinowe występy 4b, 5b i 6b kształtujące, które na końcu strefy III kształtowania osiągają maksymalną szerokość, odpowiadającą długości walcowanej odkuwki 8. W strefie IV kalibrowania znajdują się klinowe występy 4c, 5c i 6c kalibrujące, które w tej strefie nie zmieniają swojej szerokości. Następnie w strefie V kalibrowania i rozcinania oprócz klinowych występów 4c, 5c i 6c kalibrujących znajdują się noże 7a i 7b odcinające. W strefie VI wyładunku znajduje się obniżenie 3, którego głębokość jest większa od średnicy walcowanej odkuwki 8. Powierzchnie zewnętrzne klinowych występów 4b i 6b kształtujących, znajdujących się w strefie III kształtowania, pochylone są w kierunku środkowej części narzędzia pod kątami γ1 i γ2. Powierzchnie zewnętrzne klinowych występów 4c i 6c kalibrujących, znajdujących się w strefie IV kalibrowania i w strefie V kalibrowania i rozcinania pochylone są w kierunku środkowej części narzędzia pod kątami γ1 i γ2.

Podczas walcowania półfabrykat w kształcie pręta podawany jest osiowo między dwa narzędzia, które ustawione są w ten sposób, że ich strefy I załadunku znajdują się naprzeciw siebie. Położenie półfabrykatu jest ustalane za pomocą występu 2 ograniczającego. Następnie uruchamiany jest ruch obrotowy narzędzi z jednakową prędkością i w tym samym kierunku, które obracając się wprawiają półfabrykat w ruch obrotowy i w wyniku oddziaływania klinowych występów 4a, 5a i 6a roboczych, klinowych występów 4b, 5b i 6b kształtujących oraz klinowych występów 4c, 5c i 6c kalibrujących stopniowo kształtują odkuwkę 8. Odpady skrajne odcinane są od odkuwki 8 w strefie V kalibrowania i odcinania przy pomocy noży 7a i 7b odcinających, zaś ukształtowana odkuwka 8 usuwana jest z przestrzeni roboczej w obniżeniu 3, znajdującym się w strefie VI wyładunku.

Wykaz oznaczeń

I - strefa załadunku

II - strefa wcinania

III - strefa kształtowania

IV - strefa kalibrowania

V - strefa kalibrowania i rozcinania

VI - strefa wyładunku

- walec roboczy

- występ ograniczający

- obniżenie

4a, 5a, 6a - klinowe występy robocze

4b, 5b, 6b - klinowe występy kształtujące

4c, 5c, 6c - klinowe występy kalibrujące

7a, 7b - noże odcinające

- walcowana odkuwka γ1, γ2 - kąty pochylenia klinowych występów

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie klinowe, zwłaszcza do walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek osiowosymetrycznych w kształcie walca, znamienne tym, że składa się z walca roboczego (1), którego obwód jest podzielony kolejno na strefę załadunku (I), strefę wcinania (II), strefę kształtowania (III), strefę kalibrowania (IV), strefę kalibrowania i rozcinania (V) oraz strefę wyładunku (VI), przy czym w strefie załadunku (I) na powierzchni walca roboczego (1) znajduje się występ ograniczający (2), następnie w strefie wcinania (II) na powierzchni walca roboczego (1) znajdują się klinowe występy robocze (4a), (5a) i (6a), które stopniowo zwiększają swoją wysokość i szerokość, poczynając od powierzchni walca roboczego (1), które w strefie kształtowania (III) przechodzą w klinowe występy kształtujące (4b), (5b) i (6b), następnie na końcu strefy kształtowania (III) osiągają maksymalną szerokość, odpowiadającą długości walcowanej odkuwki (8), następnie w strefie kalibrowania (IV) występy kształtujące (4b), (5b) i (6b) przechodzą w klinowe występy kalibrujące (4c), (5c) i (6c), które w tej strefie nie zmieniają swojej szerokości, następnie w strefie kalibrowania i rozcinania (V) oprócz klinowych występów kalibrujących (4c), (5c) i (6c) znajdują się noże odcinające (7a) i (7b), następnie w strefie wyładunku (VI) znajduje się obniżenie (3), którego głębokość jest większa od średnicy walcowanej odkuwki (8).
2. 2. Narzędzie, według zastrz. 1, znamienne tym, że powierzchnie zewnętrzne klinowych występów kształtujących (4b) i (6b), znajdujących się w strefie kształtowania (III) pochylone są w kierunku środkowej części narzędzia pod kątami (γ1) i (γ2).
3. 3. Narzędzie, według zastrz. 1, znamienne tym, że powierzchnie zewnętrzne klinowych występów kalibrujących (4c) i (6c), znajdujących się w strefie kalibrowania (IV) i w strefie kalibrowania i rozcinania (V) pochylone są w kierunku środkowej części narzędzia pod kątami (γ1) i (γ2).