1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6814
(13) U
(46) 2010.12.30
(51) МПК (2009)
B 21H 1/00
(54) ИНСТРУМЕНТ ПЛОСКОЙ ПОПЕРЕЧНО-КЛИНОВОЙ ПРОКАТКИ
(21) Номер заявки: u 20100058
(22) 2010.01.25
(71) Заявитель: Государственное науч-
ное учреждение "Физико-техниче-
ский институт Национальной ака-
демии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Щукин Валерий Яковлевич;
Кожевникова Гражина Валерьевна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Физико-техни-
ческий институт Национальной ака-
демии наук Беларуси" (BY)
(57)
1. Инструмент плоской поперечно-клиновой прокатки, включающий обойму и закреп-
ленные на ней рабочие клиновые и наполнительные вставки со сквозными отверстиями,
перпендикулярными их основаниям, отличающийся тем, что в отверстиях по прессовой
посадке закреплены оси из металла, идентичного вставкам по составу и твердости, с резь-
бой на выступающей из вставок частей, на которые надеты шайбы и гайки, закрепленные
в обойме.
2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что отверстия во вставках выполнены ко-
ническими с расширением к рабочей поверхности вставок, причем конусность отверстий
выполнена от нуля до 1:10.
(56)
1. Щукин В.Я. Основы поперечно-клиновой прокатки. - Мн.: Наука и техника, 1986. -
С. 223 (стр. 11).
2. Клушин В.А., Макушок Е.М., Щукин В.Я. Совершенствование поперечно-клиновой
прокатки. - Мн.: Наука и техника, 1980. - С. 280 (стр. 173, рис. 52 инструмент для стана
UWQ 40.1) (прототип).
Фиг. 2
BY6814U2010.12.30
2. BY 6814 U 2010.12.30
2
Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использо-
вана для получения деталей преимущественно типа "ступенчатый вал" посредством попе-
речно-клиновой прокатки.
Известен инструмент плоской поперечно-клиновой прокатки, включающий обойму и
закрепленные на ней рабочие клиновые и наполнительные вставки с отверстиями, пер-
пендикулярными их основаниям. Для повышения стойкости инструмента и точности про-
катываемых деталей клиновые и наполнительные вставки изготавливают из дорогих
инструментальных сталей. В процессе эксплуатации клинового инструмента производится
несколько ремонтов, которые включают несколько перешлифовок поверхностей рабочих
клиновых и наполнительных вставок. Шлифовкой размеры инструмента получают с точ-
ностью 0,01 мм, тем самым обеспечивается высокая точность прокатанных деталей. Креп-
ление клиновых и наполнительных вставок инструмента к обойме осуществляется
посредством резьбового соединения стандартными крепежными винтами. Головка винта
находится на внешней стороне обоймы. Крепежные отверстия, перпендикулярные осно-
ванию, в обойме выполняются сквозными, в клиновых и наполнительных вставках - глу-
хими на определенную высоту вставки [1].
Недостатками этого инструмента являются большая высота рабочих клиновых и
наполнительных вставок и, следовательно, большой расход инструментальной стали на
его производство. Это обусловлено тем, что количество перешлифовок рабочих поверхно-
стей клинового инструмента ограничено той частью высоты клиновых и наполнительных
вставок, где отсутствуют крепежные отверстия. Когда при очередной после последней до-
пустимой перешлифовке инструмента на рабочей поверхности вставок появятся крепеж-
ный винт и граница по месту соединения его со вставкой, они отображаются на
поверхности детали при прокатке. Это недопустимо, так как это приводит к браку на по-
верхности прокатываемой детали. Поэтому после определенного количества перешлифо-
вок инструмент выкидывают.
Известен инструмент плоской поперечно-клиновой прокатки, включающий обойму и
закрепленные на ней рабочие клиновые и наполнительные вставки со сквозными отвер-
стиями, перпендикулярными их основаниям [2]. Крепление вставок с обоймой осуществ-
ляется потайным винтом, головка которого утоплена в сквозное отверстие со стороны
вставки, а со стороны обоймы на резьбу винта закручивается гайка специальной кон-
струкции. Такое крепление позволяет уменьшить высоту рабочих клиновых и наполни-
тельных вставок. Количество перешлифовок этого инструмента ограничено расстоянием
от рабочей поверхности до головки винта.
Недостатками инструмента этой конструкции является небольшое количество воз-
можных перешлифовок и снижение точности прокатываемой детали, так как отверстия на
рабочей поверхности инструмента оставляют след на прокатываемой детали.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение расхода инструментальной
стали, увеличение срока службы инструмента и обеспечение стабильного качества по-
верхности прокатываемых деталей.
Поставленная задача решается следующим образом. В инструменте плоской попереч-
но-клиновой прокатки, включающем обойму и закрепленные на ней рабочие клиновые и
наполнительные вставки со сквозными отверстиями, перпендикулярными их основаниям,
в отверстиях по прессовой посадке закреплены оси из металла, идентичного вставкам по
составу и твердости, с резьбой на выступающей из вставок частей, на которые надеты
шайбы и гайки, закрепленные в обойме, а также тем, что отверстия во вставках выполне-
ны коническими с расширением к рабочей поверхности вставок, причем конусность от-
верстий выполнена от нуля до 1:10.
На фиг. 1 показана схема соединения вставки с обоймой в предлагаемом инструменте
плоской поперечно-клиновой прокатки. На фиг. 2 показана схема соединения вставки с
обоймой в предлагаемом инструменте, где отверстия во вставках выполнены коническими
3. BY 6814 U 2010.12.30
3
с расширением к рабочей поверхности вставок. На фиг. 3 показана схема соединения
вставки с обоймой в аналоге [1]. На фиг. 4 показана схема соединения вставки с обоймой
в прототипе [2].
Инструмент плоской поперечно-клиновой прокатки имеет рабочие клиновые и напол-
нительные вставки 1 (фиг. 1) со сквозными перпендикулярными основанию отверстиями,
закрепленные в обойму 2. В отверстиях рабочих клиновых и наполнительных вставок за-
креплены по прессовой посадке оси 3. На выступающих из вставок частях оси выполнена
резьба. Выступающая из вставки часть оси помещена в соответствующее отверстие обой-
мы, и для крепления вставки с обоймой с внешней стороны обоймы на резьбу оси надеты
шайба 4 и гайка 5. Оси выполнены из металла, идентичного вставкам по составу и твердо-
сти.
Также отверстия во вставках 1 (фиг. 2) могут выполняться сквозными и коническими
с расширением к рабочей поверхности вставок. Рабочие клиновые и наполнительные
вставки 1 крепятся к обойме 2 осями 3, закрепленными по прессовой посадке в отверстиях
вставок 1. Оси 3 имеют соответствующее отверстию коническое расширение к рабочей
поверхности вставок. Конусность выполнена от нуля до 1:10. Такой интервал значения
конусности соответствует углу самоторможения стали, что предотвращает самопроиз-
вольное выпадение осей из инструмента на стадии сборки. Для крепления вставки с обой-
мой с внешней стороны обоймы на резьбу оси надеты шайба 4 и гайка 5.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что такое выполне-
ние крепежного соединения вставок с обоймой позволяет использовать клиновой инстру-
мент, когда на рабочую поверхность вставок выходит крепежная ось, торец которой
отшлифован заподлицо с этой рабочей поверхностью. Поскольку оси установлены в от-
верстия по прессовой посадке, отсутствуют зазоры между осями и телом вставки инстру-
мента, и на прокатываемой детали не образуются следы от зазора. Выполнение осей из
металла, идентичного материалу вставок по составу и твердости, обеспечивает одинако-
вый, однородный износ как осей, так и поверхностей вставок и не приводит к появлению
дефектов на рабочей поверхности от границ крепежного соединения в процессе эксплуа-
тации. Таким образом, такое выполнение крепежного соединения вставок с обоймой
обеспечивает стабильное качество поверхности прокатываемых деталей.
Работа инструментом предложенной конструкции и его перешлифовка осуществляют-
ся стандартным способом. Количество таких перешлифовок для инструмента ограничива-
ется полезной высотой вставки hп (фиг. 1, 2). В предлагаемом инструменте плоской
поперечно-клиновой прокатки величина hп практически равна всей высоте вставки hвст.
Такая схема соединения вставки с обоймой позволяет использовать практически всю вы-
соту рабочих клиновых и наполнительных вставок для перешлифовки при ремонте ин-
струмента. Используя заявляемое техническое решение, можно значительно уменьшить
высоту рабочих клиновых и наполнительных вставок, что приведет к существенной эко-
номии инструментальной стали, из которой этот инструмент выполнен.
Крепление вставок 1 (фиг. 3) инструмента в аналоге [1] к обойме 2 осуществляется по-
средством резьбового соединения стандартными крепежными винтами 6. Полезная высота
вставки hп в этом случае равна половине высоты вставки hвст. При такой же величине по-
лезной высоты вставки hп, как в предлагаемом инстументе, высота вставки hвст в аналоге
будет в 2 раза больше, что потребует для изготовления инструмента в 2 раза больше мате-
риала.
Крепление вставок 1 (фиг. 4) с обоймой 2 в прототипе [2] осуществляется потайным
винтом 7, головка которого утоплена в сквозное отверстие со стороны вставки, а со сто-
роны обоймы на резьбу винта закручивается гайка специальной конструкции 8. Такое
крепление позволяет уменьшить высоту рабочих клиновых и наполнительных вставок. Но
при такой же высоте вставки hвст, как в предлагаемом инструменте, полезная высота
4. BY 6814 U 2010.12.30
4
вставки hп будет значительно меньше, что не позволит провести такое же количество пе-
решлифовок. Срок службы предлагаемого инструмента в 3 раза больше, чем у прототипа.
На разработанном в ГНУ "Физико-технический институт НАН Беларуси" по предлага-
емой полезной модели инструмента плоской поперечно-клиновой прокатки был изготов-
лен инструмент для прокатки полуоси трактора МТЗ 1221-2407082. На его производство
было затрачено в 2 раза меньше вольфрамосодержащей стали P6M5. В процессе эксплуа-
тации клинового инструмента было произведено 6 перешлифовок, что больше, чем у про-
тотипа, в 3 раза. Качество поверхности прокатываемых деталей было стабильным в
течение всего срока эксплуатации инструмента.
Инструмент предложенной конструкции найдет применение при производстве сту-
пенчатых валов в машиностроительной промышленности Республики Беларусь.
Фиг. 1
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
![BY 6814 U 2010.12.30
2
Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использо-
вана для получения деталей преимущественно типа "ступенчатый вал" посредством попе-
речно-клиновой прокатки.
Известен инструмент плоской поперечно-клиновой прокатки, включающий обойму и
закрепленные на ней рабочие клиновые и наполнительные вставки с отверстиями, пер-
пендикулярными их основаниям. Для повышения стойкости инструмента и точности про-
катываемых деталей клиновые и наполнительные вставки изготавливают из дорогих
инструментальных сталей. В процессе эксплуатации клинового инструмента производится
несколько ремонтов, которые включают несколько перешлифовок поверхностей рабочих
клиновых и наполнительных вставок. Шлифовкой размеры инструмента получают с точ-
ностью 0,01 мм, тем самым обеспечивается высокая точность прокатанных деталей. Креп-
ление клиновых и наполнительных вставок инструмента к обойме осуществляется
посредством резьбового соединения стандартными крепежными винтами. Головка винта
находится на внешней стороне обоймы. Крепежные отверстия, перпендикулярные осно-
ванию, в обойме выполняются сквозными, в клиновых и наполнительных вставках - глу-
хими на определенную высоту вставки [1].
Недостатками этого инструмента являются большая высота рабочих клиновых и
наполнительных вставок и, следовательно, большой расход инструментальной стали на
его производство. Это обусловлено тем, что количество перешлифовок рабочих поверхно-
стей клинового инструмента ограничено той частью высоты клиновых и наполнительных
вставок, где отсутствуют крепежные отверстия. Когда при очередной после последней до-
пустимой перешлифовке инструмента на рабочей поверхности вставок появятся крепеж-
ный винт и граница по месту соединения его со вставкой, они отображаются на
поверхности детали при прокатке. Это недопустимо, так как это приводит к браку на по-
верхности прокатываемой детали. Поэтому после определенного количества перешлифо-
вок инструмент выкидывают.
Известен инструмент плоской поперечно-клиновой прокатки, включающий обойму и
закрепленные на ней рабочие клиновые и наполнительные вставки со сквозными отвер-
стиями, перпендикулярными их основаниям [2]. Крепление вставок с обоймой осуществ-
ляется потайным винтом, головка которого утоплена в сквозное отверстие со стороны
вставки, а со стороны обоймы на резьбу винта закручивается гайка специальной кон-
струкции. Такое крепление позволяет уменьшить высоту рабочих клиновых и наполни-
тельных вставок. Количество перешлифовок этого инструмента ограничено расстоянием
от рабочей поверхности до головки винта.
Недостатками инструмента этой конструкции является небольшое количество воз-
можных перешлифовок и снижение точности прокатываемой детали, так как отверстия на
рабочей поверхности инструмента оставляют след на прокатываемой детали.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение расхода инструментальной
стали, увеличение срока службы инструмента и обеспечение стабильного качества по-
верхности прокатываемых деталей.
Поставленная задача решается следующим образом. В инструменте плоской попереч-
но-клиновой прокатки, включающем обойму и закрепленные на ней рабочие клиновые и
наполнительные вставки со сквозными отверстиями, перпендикулярными их основаниям,
в отверстиях по прессовой посадке закреплены оси из металла, идентичного вставкам по
составу и твердости, с резьбой на выступающей из вставок частей, на которые надеты
шайбы и гайки, закрепленные в обойме, а также тем, что отверстия во вставках выполне-
ны коническими с расширением к рабочей поверхности вставок, причем конусность от-
верстий выполнена от нуля до 1:10.
На фиг. 1 показана схема соединения вставки с обоймой в предлагаемом инструменте
плоской поперечно-клиновой прокатки. На фиг. 2 показана схема соединения вставки с
обоймой в предлагаемом инструменте, где отверстия во вставках выполнены коническими](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)