книги из ГПНТБ / Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий

где пи п2, пз, п4 — коэффициенты конструктивного ис­ полнения. Тогда из уравнений (102) и (103) при Yu2 —

= /?/î|;2 получим

И П Р И Z3;4 = # / l 3 ;

2 V и (Л)

Как и при проектировании инструмента для обкатки эллипсоидных и сферических диищ, по зависимостям (102) — (105) составляется таблица следов формующей поверхности па гранях инструмента, по которым разме­ чают и изготовляют модель для отливки инструмента.

24.КАЛИБРОВКА ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБКАТКИ ПЛОСКИХ

ИСТУПЕНЧАТЫХ ГЕРМЕТИЧНЫХ ДНИЩ

НА ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВКАХ

Значительный интерес для машиностроителей пред­ ставляет получение обкаткой на трубчатых заготовках герметичных плоских и ступенчатых днищ. Обкатка та­ ких днищ поперечной подачей инструмента не вызывает технологических трудностей, осуществляется с одного нагрева и может быть совмещена с калибровкой, меха­ нической обработкой и др.

Исследованиями установлена возможность получения днищ практически любой выпуклой формы путем соот­ ветствующей калибровки инструмента трения.

Для получения плоских днищ может быть рекомен­ дована система калибровки инструмента «эллипсоид — плоское днище», для получения ступенчатых днищ с различным соотношением ступеней — «сфера-—ступен­

помощью блока инструмента, состоящего из инструмен­ та для обкатки эллипсоидного, сферического или параболоидного днища и из инструмента, далее формующего и калибрующего заданное к получению днище. Оба ин­ струмента закрепляют в одном держателе, тогда весь инструмент в целом представляет собой как бы две сек­ ции единого инструментального блока.

В процессе обкатки первым инструментом смыкаю-

120

щаяся кромка заготовки, предназначенная для сварки, оплавляется ацетилено-кислородным пламенем или об­ дувается кислородом [12], что обеспечивает герметич­ ность получаемых сферических, эллипсоидных или параболоидных днищ. При обкатке вторым, формующим инструментом, стык еще больше уплотняется. Пример обкатки ступенчатых днищ дан в приложении 1.

Система калибровки эллипсоид—плоское днище. Для получения плоских днищ на концах трубчатых загото­ вок применяется блок инструментов. Первый инструмент блока предназначается для обкатки эллипсоидных днищ с отношением большей полуоси к меньшей а{ : Ь\ = 2 : \ \ калибровка первого инструмента выполняется по мето­ дике, изложенной в § 22. Второй, формующий инстру­ мент, выполняется с переходными формами сечения от формы, соответствующей образующей эллипсоидного днища, до формы заданного к получению плоского дни­ ща и имеет три характерных участка длиной

Первый, входной, участок длиной А имеет по всем сечениям форму образующей днища, полученного на предыдущем инструменте. Второй, переходной, участок длиной /2 предназначен для формовки плоского днища, его сечения имеют переходную форму от формы, соот­ ветствующей сечению первого участка, до формы задан­ ного к получению плоского днища. Третий, калибрую­

те наружной поверхности.

Положение калибрующего сечения третьего участка относительно входного сечения первого участка инстру­ мента при обкатке нагретых до ковочной температуры концов трубчатых заготовок удовлетворительно опреде­ ляется условием равенства длин образующих полуфаб­ риката по внешнему контуру до и после формовки.

Если образующая эллипсоидного днища задана в форме

л: = % cos со; у = &xsin Со,

121

Рис. 45. К расчету калибровки инструмента:

а — переход от эллипсоидного к плоскому днищу; б — сту­ пенчатое днище

то, как видно из рис. 45, а, укорочение эллипсоидной

2

где р\ = 2 ) a j sin2cù+oiCos2û)rfcû •—'полупериметр эллипса.

о

Системы калибровки сфера — ступенчатое днище и параболоид — ступенчатое днище. Условие равенства длины образующих внешнего контура полуфабриката в процессе формовки позволяет наметить систему калиб­ ровки в зависимости от геометрического соотношения ступеней заданного к получению днища.

тодике, изложенной в § 22, а второй инструмент, так же как и инструмент для формовки плоских днищ, выпол­ няется с тремя характерными участками: входным, фор­ мующим и калибрующим.

Ориентировочные длины трех названных участков

Ступени при обкатке формуются более надежно в следующем порядке: сначала меньшие по диаметру сту­ пени, затем большие. Однако может быть отработан процесс и одновременной формовки всех ступеней.

122

имуществ перед способом по схеме а: при одинаковых габаритных размерах значительно удлиняются формую­ щий и калибрующий участки инструмента, вследствие чего повышается его долговечность п точность обработ­ ки изделий; не требуется изменения направления враще­

Закон поворота прямолинейного участка образующей мк инструмента по его радиальным сечениям относитель­ но центра вращения трубчатой заготовки О (рис. 47) может быть выполнен по заданным исходным условиям,

Скоростные диаграммы обкатки по сравниваемым схемам (рис. 41, а, б) представлены соответственно кри­ выми / и 2 на рис. 48. По оси ординат отложен угол (А,= 180—ßu ) поворота прямолинейной части образую-

124

щей мк инструмента (рис. 47) за время полного цикла обкатки іч, а по оси абсцисс — время обкатки при рав­ номерном вращении трубчатой заготовки. Участкам Оа и аб кривой 1 (рис. 48) соответствует поворот инстру-

Ö

мента от исходного до конечного положения с двумя по­ стоянными угловыми скоростями, участку бв соответст­ вует выстаивание инструмента перед поворотом в об­

и навыками машиниста, управляющего обкатной ма­ шиной.

Участок Од кривой 2 соответствует оптимальному из­ менению скорости поворота прямолинейной части обра­ зующей инструмента. Эта часть кривой задается либо условиями устойчивости заготовки, либо условиями по­ стоянства степени деформации за один оборот заготов­ ки, либо другими условиями. Участок де определяется временем равномерного поворота инструмента вокруг своей оси до исходного положения, когда профиль ра­ диальных сечений инструмента не изменяется. Наличие такого участка диктуется необходимостью задачи заго­ товки в шпиндель и выдачи из шпинделя обкатной уста­ новки без отвода инструмента в сторону. Из скоростной

41, б.

Геометрия инструмента трения должна определяться заданным диаметром исходной трубчатой заготовки D,

125

наибольшим и наименьшим радиусами заготовки для инструмента Re,u и RMM (рис. 47) размером Ви^> ^:0,785D, определяющим расстояние от плоскости боль­ шего основания инструмента до центра сферы, межосе­ вым расстоянием Au = RM.u +0,5D + ô (ô^O-—зазор между заготовкой и инструментом трения, устанавлива­ емый перед обкаткой).

Примем в качестве заготовки для изготовления ин­

вращения обкатываемой заготовки является функцией

Рассмотрим осевое сечение инструмента и заготовки при некотором значении угла поворота инструмента. В качестве параметра для уравнений образующей кривой возьмем ѵгол (ß„) наклона касательной к кривой с осью

ния.

Уравнение (111) определяет положение прямолиней­ ного участка образующей. При обкатке сферических

126

днищ уравнением образующей будет уравнение окруж­ ности

* = / ? c o s ( ß B - 9 0 o ) ; I y = tf s i n ( ß „ - 9 0 ° ) . )

представляющему собой уравнение линейчатой поверх­ ности, образованной вращением вокруг заданной осп прямой, наклоняемой по заданному закону. При задан­ ном значении £ из уравнения (113) определяется пря­ молинейный участок образующей мк, сопрягаемый с ду­ гой радиуса R'. При обкатке по схеме на рис. 41, б ин­ струментом с поверхностью по уравнению (113) могут быть получены днища с радиусом закругления углов, равным R' на трубах диаметром

D = 2 (Аи - /?„.„); D < 2 (Ап - #„,,); D > 2 (А„ - Ям .„).

Найдем следы поверхности по уравнению (113) на плоскости нижнего основания заготовки для инструмен­ та и на поверхности цилиндра радиуса Re.u- Подстанов­ кой в уравнение (113) Y = Y \ = B n (уравнение плоскости нижнего основания инструмента) определяем точки сле­ дов на плоскости

При подстановке в уравнение (113)Х=Х 2 = — {Reu— —Аи) (уравнение образующей цилиндра радиусом Re.u получим

Хі = Аи — Re.u,

Модель удобно размечать от угловой точки 0' (см. рис. 47). Перенеся начало системы координат в точку О'и направив оси вдоль взаимно перпендикулярных по-

127

товке модели, необходимые для ее разметки. Уравнение

торые могут ограничивать возможности процесса обкат­ ки: устойчивостью заготовки, постоянством степени деформации за один ее оборот, предельным значением мощности установки или другими условиями.

Однако для получения более универсальных резуль­ татов расчета целесообразно составить таблицу для оп­

В случае, если расстояние между параллельными осями заготовки и инструмента постоянно, а задача и выдача заготовки в шпиндель и из шпинделя обкатной машины осуществляются со стороны инструмента, то из­ менение угла поворота инструмента вокруг своей оси, на котором допустимо размещение калибрующих сечений, будет ограничено пределом (см. рис. 47)

Примем угол для размещения формующих сечений | к = 2 7 0 ° .

128

Модель для инструмента размечаем по значениям углов g и Я и ио положительным значениям Х\, Х2-

По этой же методике рассчитывают и проектируют инструмент для обкатки по схеме на рис. 41, в.

26. КАЛИБРОВКА ИНСТРУМЕНТА ТРЕНИЯ ДЛЯ РОТОРНОЙ ОБКАТКИ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК

Существующие способы не позволяют создать непре­ рывный технологический процесс обкатки на роторе.

Автором настоящей книги предложен принципиально новый способ обкатки трубчатых заготовок, позволяю­ щий осуществить обкатку в процессе непрерывного пере­ мещения заготовки.

Способ заключается в следующем (рис. 49). Трубча­ тым заготовкам 1 посредством приводных шпинделей ротора, снабженных центрирующими и зажимными па-