3. Определение размеров инструмента для раскатки
Размеры рабочего профиля инструмента для раскаточных машин назначают с учетом температурной усадки заготовок, которая принимается равной 1.3 %. Высота раскатанных поковок ограничивается бортами зажимного валка.
Размеры рабочей части нажимного валка определяют:
;
;
,
(5)
где
- высота реборды нажимного валка;
- максимальная толщина стенки заготовки;
-
ширина реборды нажимного валка;
- высота
раскатанной поковки с учетом температурной
усадки и допуска по высоте;
- радиус рабочей части нажимного валка,
равный 2...3 мм;
- радиус
раскатанной поковки.
Размеры остальных элементов определяются по нормали. Размеры рабочей части раскатного валка определяются по формулам:
мм;
мм;
,
(6)
где
- минимальный
внутренний диаметр заготовки, мм;
- ширина реборды нажимного валка;
-
высота реборды нажимного валка;
- минимальная
толщина стенки раскатанной поковки,
;
(7)
-
зазор между шейкой ролика
и габаритным диаметром нажимного валка,
равный
1.5...3 мм.
Размеры остальных элементов раскатного
валка определяются по нормали.
4. Определение усилий, подбор оборудования
Усилие и крутящий момент, необходимые для раскатки, могут быть определены по формуле:
,
(8)
где
- контактная
площадь с одним валком, м2;
- среднее
давление,
.
Контактная площадь определяется:
,
(9)
где
и
- ширина
заготовки до и после раскатки;
- радиус
нажимного валка;
-
радиус раскатного валка;
-
линейное обжатие,
,
(10)
где и — площади сечения профиля поковки до и после раскатки.
Среднее давление может быть определено:
,
(11)
где
-
коэффициент, учитывающий влияние на
удельное усилие внешнего трения и
напряжения,
= 1.15;
-
коэффициент скорости, учитывающий
влияние скорости прокатки,
=
1.2;
— коэффициент
наклепа,
= 1.1;
— сопротивление деформированию при температуре раскатки.
Для раскатки применяют специальные полуавтоматические раскаточные машины различных типоразмеров.
Сменными рабочими деталями, осуществляющими деформирование заготовки в процессе раскатки, являются нажимной и раскатной валки. Остальные детали узла раскатки являются постоянными. Производительность раскатных машин приведена в таблице №.2.
Таблица №2
Примерная производительность раскатных машин
Модель машин |
Размеры кольцеобразной заготовки, мм |
Производительность, шт./час. |
|
Наружный диаметр |
Ширина |
||
МГР-150 |
80-150 |
20-40 |
600 |
МГР-250 |
80-250 |
30-60 |
560 |
МГР-300 |
200-600 |
65-120 |
150 |
МГР-500 |
200-600 |
65-145 |
150 |
Нажимной валок получает возвратно-поступательное движение от гидравлического цилиндра, шток которого соединен при помощи самоустанавливающейся пяты с подвижной бабкой шпинделя нажимного валка.
Окружная скорость валка по рабочей поверхности бандажа 2.85...3.00 м/сек. Наиболее широкое распространение указанные машины получили в подшипниковой промышленности.
Применяются автоматы для раскатки поковок до 450 мм и полуавтоматы для поковок до 4000 мм по наружному диаметру кольца.
В зарубежной практике для цилиндрических колец имеют распространение автоматические станы фирмы Вагнер, которые имеют 2 позиции: предварительную и окончательную.
Автомат устанавливается в линию штамповочного пресса, и процесс изготовления кольцеобразных поковок производится с одного нагрева. От пресса заготовка поступает по транспортеру на позицию, с которой передается на стан. Автомат имеет 3 пары механических рук, поворотный стол и нажимной валок. На поворотном столе смонтированы 4 прокатных валка: для предварительной и окончательной раскатки.