Кольцераскатный стан для изготовления колец с торцевыми выступами на внешней поверхности

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОЛЬЦЕРАСКАТНЫЙ СТАН ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕЦ С ТОРЦЕВЫМИ ВЫСТУПАМИ НА ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Томило Вячеслав Анатольевич Левкович Виктор Владимирович Вегера Иван Иванович Михлюк Анатолий Игнатьевич Замыслов Александр Сергеевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Кольцераскатный стан для изготовления колец с торцевыми выступами на внешней поверхности, содержащий неприводной дорн, имеющий возможность перемещения в радиальном направлении с помощью гидроцилиндра, и приводной радиально-обжимной валок с выступом в центральной части, приводимый в движение электродвигателем,отличающийся тем, что оснащен дополнительно гидроцилиндром, обеспечивающим осевое перемещение дорна, причем дорн дополнительно оснащен фланцами на торцах. 99452014.02.28 Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для изготовления колец со сложным профилем на внешней поверхности. Данные кольцевые детали могут применяться при производстве газотурбинных двигателей и в иных отраслях машиностроительной промышленности. Известны кольцераскатные станы для производства профилированных колец, имеющие в своем составе валки, рабочие поверхности которых выполнены согласно необходимому профилю изготавливаемой кольцевой заготовки 1. При использовании данных станов при прокатке колец со сложным профилем возможно незаполнение ручья валка, что ведет к браку. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является раскатный стан,содержащий неприводной дорн в виде цилиндра, имеющий возможность перемещения в радиальном направлении с помощью гидроцилиндра, и приводной радиально-обжимной валок с выступом в центральной части, приводимый в движение электродвигателем 2. Недостатком данного стана является невозможность получения заготовок с выступами на торцах внешней поверхности, имеющими высоту выступания с коэффициентом кратности к толщине более единицы, в особенности в заготовках с асимметричным сечением. Это приводит к значительным объемам механической обработки и повышению металлоемкости и трудоемкости производства. Задачей настоящей полезной модели является повышение коэффициента использования металла. Поставленная задача решается тем, что кольцераскатный стан для изготовления колец с торцевыми выступами на внешней поверхности, содержащий неприводной дорн, имеющий возможность перемещения в радиальном направлении с помощью гидроцилиндра, и приводной радиально-обжимной валок с выступом в центральной части, приводимый в движение электродвигателем, оснащен дополнительно гидроцилиндром, обеспечивающим осевое перемещение дорна, причем дорн дополнительно оснащен фланцами на торцах. Сущность заявляемого технического решения заключается в расширении технических возможностей стана за счет увеличения степеней свободы инструмента. Заявляемое техническое решение предусматривает использование в качестве заготовки кольца объемом, равным объему готовой детали с учетом припусков на шероховатость и допусков на размеры. Кольцевую деталь раскатывают до необходимых диаметра и толщины стенки, при этом часть металла вытесняется в область, образованную поверхностями радиально-обжимного валка и дорна с фланцами на торцах. Не останавливая вращения, дорн с помощью гидроцилиндра совершает осевое перемещение, при котором один из его фланцев уменьшает высоту вышеупомянутой области, что приводит к формированию торцевого выступа на внешней поверхности. Затем аналогичным образом происходит формирование второго выступа. Заявляемое техническое решение поясняется фигурой, на которой приведена принципиальная схема кольцераскатного стана. Как видно на фигуре, стан состоит из электродвигателя 1, который передает вращение радиально-обжимному валку 2, и дорна 3 с накинутой на него кольцевой заготовкой 4, который может перемещаться в радиальном направлении при помощи гидроцилиндра 5 и в осевом направлении при помощи гидроцилиндра 6. Стан работает следующим образом. К радиально-обжимному валку 2, который приводится в движение от электродвигателя 1, подводится дорн 3 с накинутой на него кольцевой заготовкой 4. Радиальное движение дорна осуществляется с помощью гидроцилиндра 5. При достижении заготовкой необходимых диаметра и толщины стенки гидроцилиндр 6 вызывает аксиальное перемещение дорна для формирования торцевых выступов на внешней поверхности кольцевой заготовки 4. Испытания заявляемого технического решения осуществлялись следующим образом. 99452014.02.28 В качестве базы был выбран кольцераскатный стан КПС-300, который был модернизирован методом замены дорна и установки дополнительного гидроцилиндра. В качестве заготовок использовались кольца со следующими размерами внешний диаметр - 250 мм внутренний диаметр - 165 мм высота - 42 мм. Данная кольцевая заготовка была раскатана на модернизированном кольцераскатном стане КПС-300 до диаметра 320 мм и толщины стенки в центральной части 15 мм. Высота дорна между торцевыми фланцами составляет 50 мм, высота выступа на радиальнообжимном валке равна 24 мм. В результате раскатки высота кольца ограничена фланцевыми поверхностями дорна и составляет 50 мм. Часть металла вытесняется в область, образованную поверхностями дорна и радиально-обжимного валка. Затем дорн под действием гидроцилиндра совершает аксиальное перемещение и уменьшает высоту кольца с 50 до 40 мм (по 5 мм на каждом торце). Металл продолжает заполнение области, образованной поверхностями дорна и радиально-обжимного валка. Толщина кольца в области торцевых выступов составляет 26 мм при высоте выступов 8 мм. Завершение изготовления детали производят на токарном станке. Коэффициент использования металла (КИМ) определялся по отношению объема готовой детали к объему заготовки. Вследствие высокого соответствия формы и размеров раскатанной заготовки форме и размерам детали КИМ при использовании заявляемого технического решения составляет 0,88. В случае использования прототипа КИМ равен 0,52. Таким образом, использование заявляемого технического решения позволяет повысить коэффициент использования металла при изготовлении колец с выступами на торцах внешней поверхности, имеющих высоту выступания больше толщины. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3