Результат интеллектуальной деятельности: ПОВОДКОВЫЙ ЦЕНТР РАДИАЛЬНО-ОБЖИМНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов с нарезными или гладкими направляющими частями пулеметов, ружей и др.

Известно устройство для реализации способа изготовления ствола - полый поводковый центр (см. ОСТ В3-6011-85 «ЗАГОТОВКИ СТВОЛОВ КАЛИБРОВ 4,5-30,0 мм. Типовой технологический процесс холодного радиального обжатия»). Он содержит в передней части малый цилиндр с поперечными зубьями на торце и полостью, образованной со стороны этого торца под хвостовик поводковой части заготовки-трубы, обжимаемой бойками на радиально-обжимной машине, в средней части - большой цилиндр с наружными канавками без задних стенок и хвостовик в задней части, причем эта полость большего диаметра открыта в сквозную полость меньшего диаметра.

Недостаток устройства - неремонтопригодность при износе или поломке его зубьев.

Известно устройство для реализации способа изготовления ствола - полый поводковый центр, принятый за прототип (см. патент на изобретение RU №2429102 C2 от 20.09.2011 г.). Он имеет в передней части малый цилиндр с зубьями на торце, которые могут быть и внутренними радиусными, в средней части - большой цилиндр с наружными канавками без задних стенок и в задней части хвостовик. В его передней полости размещается подвижный упорный центр-втулка с устройством фиксации его, который выступает передней конической снаружи частью за торец малого цилиндра и размещается ею во внутренней технологической фаске заготовки-трубы, обжимаемой бойками на дорне-оправке в радиально-обжимной машине.

Недостатками прототипа являются: неремонтопригодность - при износе торцевых или внутренних радиусных зубьев поводковый центр заменяется новым, что повышает стоимость получаемой поковки ствола; а также коррозия сопрягаемых поверхностей подвижного упорного центра-втулки и центра от смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) на водяной основе, используемой для охлаждения поковки ствола и бойков радиально-обжимной машины, вследствие нагрева их теплом деформации металла заготовки-трубы.

Задача предлагаемого изобретения состоит в увеличении срока службы поводкового центра с одновременным снижением стоимости получаемых поковок ствола.

Технический результат предложенного технического решения заключается в обеспечении ремонтопригодности поводкового центра.

Указанный технический результат достигается тем, что в поводковом центре радиально-обжимной машины, содержащем корпус в виде усеченного конуса, переходящего основанием в расположенный в средней части цилиндр с наружными продольными канавками без задних стенок, имеющий хвостовик в задней части, при этом корпус выполнен с полостью со стороны переднего торца, открытой в сквозную полость меньшего диаметра, а в упомянутой полости со стороны переднего торца корпуса установлена втулка, новым является то, что полость корпуса со стороны его переднего торца и наружная поверхность втулки выполнены с сопрягаемыми между собой конической и резьбовой цилиндрической поверхностями, при этом втулка выполнена с зубьями в передней части, со вспомогательными элементами под ключ для установки ее в корпус и удаления из него, а также с расположенной с переднего торца полостью большего диаметра под хвостовик поводковой части заготовки, переходящей в сквозную полость меньшего диаметра.

Поводковый центр может быть снабжен уплотнительными элементами, расположенными между задним торцом втулки и дном полости со стороны переднего торца корпуса и в канавках, выполненных на конических поверхностях полости корпуса и втулки, при этом корпус выполнен с окнами для отвода смазочно-охлаждающей жидкости, открытыми в его сквозную полость меньшего диаметра.

При использовании в центре конической-цилиндрической втулки с зубьями в передней части и наружной резьбой на цилиндре в задней части обеспечивается замена ее при износе зубьев на новую, а также простота и надежность ее установки в коническо-цилиндрическую полость этого центра, имеющую резьбовую поверхность в цилиндрической части.

Выполнением на одной из внутренней поверхностей этой втулки вспомогательных элементов, например многогранной боковой поверхности или продольных канавок числом n≥1 или с переднего торца втулки продольных глухих или сквозных отверстий числом k≥1 вместо граней или канавок, обеспечивается постановка такой втулки с зубьями в коническо-цилиндрическую полость поводкового центра соответствующим ключом при его сборке или замене изношенной по зубьям втулки новой, когда такой ключ своими соответствующими рабочими элементами (гранями, выступами, штифтами) взаимодействует с указанными элементами конической втулки.

Выполнением на выступающей за передний торец центра наружной боковой поверхности втулки как минимум одной грани или продольной канавки без передней стенки достигаются простота и технологичность ее изготовления со снижением стоимости поводкового центра. При помощи таких граней или канавок и соответствующего им ключа обеспечивается установка втулки в полостях центра и удаление из него ее с изношенными зубьями.

Постановкой уплотнительных элементов в канавках корпуса центра, контактирующих, соответственно, с конической и торцевой поверхностями его втулки, достигается изоляция их сопрягаемых поверхностей от воздействия СОЖ. За счет этого исключается коррозия этих поверхностей и поэтому облегчается разборка поводкового центра для замены изношенной по зубьям втулки на новую.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым, имеет существенные отличия, промышленно применимо и поэтому соответствует критерию - "изобретение".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где показаны на:

фиг.1 - общий вид поводкового центра с втулкой, выступающей за его передний торец;

фиг.2 - передний торец втулки, выступающей за передний торец поводкового центра, с элементами под ключ (многогранная боковая поверхность);

фиг.3 - общий вид поводкового центра с уплотнительными элементами, поперечными окнами и втулкой, расположенной заподлицо с его торцом;

фиг.4 - передний торец втулки, расположенной заподлицо с торцом поводкового центра, с элементами под ключ (продольные канавки);

фиг.5 - передний торец втулки, расположенной заподлицо с торцом поводкового центра, с элементами под ключ (продольные глухие или сквозные гнезда).

Поводковый центр (см. фиг.1) состоит из корпуса 1, с переднего торца которого образована последовательно коническо-цилиндрическая с резьбой полость 2 (фиг.1, 2), имеющая коническую поверхность 3 и цилиндрическую резьбовую поверхность 4, под соответствующую ей втулку 5 с торцевыми или внутренними радиусными зубьями 6 в передней части, также имеющую ответные коническую 3 и цилиндрическую 4 резьбовую поверхности.

Коническо-цилиндрическая по наружной поверхности втулка 5 имеет образованную с переднего торца полость 7 большего диаметра под хвостовик 16 поводковой части заготовки-трубы 15, переходящую в полость 8 меньшего диаметра для прохода дорна-оправки, закрепленного в стебле (на чертеже не показаны) и размещенного в зоне бойков радиально-обжимной машины при радиальном обжатии заготовки-трубы.

Одна из полостей (большего 7 или меньшего 8 диаметров) втулки 5 - может быть с многогранной боковой поверхностью 9 (см. фиг.1, 3) под соответствующий ключ для установки (удаления) ее в корпус 1 (из него).

Для установки ее в корпус 1 могут использоваться также и продольные канавки 10 в количестве n≥1, выполненные в этих полостях (см. фиг.4), или продольные глухие или сквозные гнезда 11 в количестве k≥1 (см. фиг.5), образованные с торца ее или со дна ее большой полости 7 под соответствующие ключи.

На фиг.3 представлен поводковый центр с коническо-цилиндрической втулкой 5, установленной заподлицо и имеющий один из выше перечисленных элементов под ключ, например многогранную боковую поверхность 9 в ее полости 8 меньшего диаметра.

Для герметизации сопрягаемых конической 3 и цилиндрической 4 резьбовых поверхностей втулки 5 и корпуса 1 используются, соответственно, уплотнительные элементы 12 и 13, причем последний размещен между задним торцом втулки и дном цилиндрической полости. Отвод поступающей в центр СОЖ осуществляется через поперечные окна 14 корпуса 1, выходящие в сквозную полость меньшего диаметра центра и смещенные между собой вдоль оси корпуса 1.

Сопрягаемыми коническими поверхностями 3 корпуса 1 и втулки 5 обеспечивается их соосность между собой и, следовательно, достигается совмещение продольной оси заготовки-трубы 15 с линией центров радиально-обжимной машины и качество получаемой поковки ствола.

Своими цилиндрическими резьбовыми поверхностями 4 (с метрической резьбой, с прямоугольной и т.д.) корпус 1 и втулка 5 соединяются между собой при сборке, и исключается осевое перемещение втулки 5 из него при удалении рукой-манипулятором полученной поковки ствола после радиального обжатия заготовки-трубы 15.

В процессе этого обжатия из-за вращения последней происходит самозатягивание втулки 5 по резьбовому соединению ее с корпусом 1, чем исключается образование зазоров в их коническом соединении от вибрации центра и заготовки-трубы, что является гарантией качества получаемой поковки при соблюдении прочих условий образования ее.

При радиальном обжатии бойками заготовки-трубы 15 используемая СОЖ попадает на поводковый центр и внутрь него с переднего торца в зоне контакта зубьев 6 с поводковой частью этой заготовки и затем оказывается в зоне контакта конических и резьбовых поверхностей корпуса 1 и втулки 5, что недопустимо из-за образования ржавчины там и последующего усложнения разборки центра для удаления из него изношенной по зубьям втулки 5.

Поэтому используются уплотнительные элементы 12 и 13, установленные в канавках соответственно конического соединения центра и втулки 5, и торцевого соединения их между собой. Эти элементы герметизируют соединение корпуса 1 и втулки 5 соответственно с переднего торца его и со стороны дна цилиндрической полости его от СОЖ, исключая коррозию внутренних конических и резьбовых поверхностей поводкового центра.

Для удаления поступающей в центр СОЖ выполняются поперечные окна 14 с осевым смещением вдоль оси корпуса 1, чем сохраняется поперечная прочность центра.

Выступание за передний торец корпуса 1 втулки 5 на длину l (фиг.1) необходимо для образования элементов центра 9, 10 (фиг.2) под соответствующую конструкцию ключа. При этом для обеспечения условия прочности втулки 5 по зубьям при работе должно соблюдаться условие:

L≥1 (см. фиг.1),

где L - длина поводковой части заготовки-трубы 15, размещенной во втулке 5 поводкового центра; l - длина выступания за передний торец корпуса 1 наружной боковой поверхности втулки 5.

При этом условии локально нагруженные зубья 6 втулки 5 находятся в конической полости корпуса 1, скрепляющего своими стенками втулку 5 и ее зубья 6.

Сборка и разборка поводкового центра осуществляется соответствующим ключом, который своими рабочими элементами взаимодействует со вспомогательными элементами 9, 10, 11 (фиг.1-5) коническо-цилиндрической втулки 5, и она вворачивается резьбой ее цилиндрической части в цилиндрическую резьбовую поверхность 4 цилиндрической части полости 2 до соприкосновения их конических поверхностей 3.

Разборка поводкового центра для замены изношенной по зубьям 6 втулки 5 осуществляется в обратном порядке, используя соответствующие элементы 9, 10 или 11 и ключ. Разборка поводкового центра может производиться и на радиально-обжимной машине (как и сборка), фиксируя его канавками без задних стенок в выступах механизма подачи вращения заготовки-трубы 15, не показанного на чертеже.

Таким образом, в предлагаемом поводковом центре изнашиваемой при работе деталью является сменная втулка, заменяемая при износе ее зубьев новой, а его корпус может использоваться длительное время. При износе его посадочных поверхностей под втулку они могут быть доработаны в большие размеры и под них изготовляться другие втулки, используя и дальше такой центр.

Принцип работы предлагаемого поводкового центра (см. фиг.1) заключается в следующем. Установка заготовки-трубы 15 на линию центров радиально-обжимной машины, например австрийской модели SHK-17, осуществляется рукой-манипулятором. При этом заходная часть заготовки-трубы 15 располагается в не показанном на фиг.1, 3 подпорном центре, а поводковая часть ее - в поводковом центре, причем центрирование ее обеспечивается сначала перемещением этого центра справа налево с постепенным размещением части ее хвостовика 16 в цилиндрической полости 7 большего диаметра конической втулки 5 и в конце такого перемещения размещением большей части его в этой полости, а внутренние радиусные зубья 6 втулки внедряются в зону пересечения боковой и торцевой поверхностей поводковой части заготовки-трубы 15 для вращения ее при радиальном обжатии.

Затем бойки радиально-обжимной машины начинают обжимать заготовку-трубу 15, и при этом происходит дополнительное самозатягивание коническо-цилиндрической втулки 5, что гарантирует беззазорность соединения конических поверхностей ее с центром и качество получаемой поковки. При этом направление витков резьбы коническо-цилиндрической втулки 5 должно быть противоположно направлению вращения заготовки-трубы 15. Если заготовку-трубу 15 при радиальном обжатии вращают влево, то резьба конической втулки 5 должна быть правая, и наоборот.

После обжатия заготовки-трубы 15 полученная из нее поковка ствола удаляется из этих центров радиально-обжимной машины также рукой-манипулятором и отправляется на дальнейшую механическую обработку, обеспечивающую получение готового ствола.

Таким образом, предлагаемым изобретением увеличивается многократно срок службы поводкового центра благодаря использованию в нем сменных коническо-цилиндрических втулок с наружными резьбами, с зубьями и полостями в передней части под поводковые части заготовок-труб, что в целом сокращает стоимость изготовления поковки ствола.