Ю. С. РАДЮЧЕНКО
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА РОТАЦИОННО-
II РАДИАЛЬНО-ОБЖИМНЫХ МАШИНАХ
МАШГИЗ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛ! НОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва 1962
В книге изложены теоретические основы, особен-
ности и перспективы развития ротационной ковки, при-
ведены новые методы определения усилий деформиро-
вания, а также рассмотрены конструкции и расчет об-
жимных машин.
На основе разработанной классификации изделий,
изготовляемых ротационной ковкой, представлены
расчеты технологических процессов, конструкции ин-
струмента и освещены вопросы технико-экономиче-
ской целесообразности применения ротационно- и
радиально-обжимных машин.
Особое внимание уделено вопросу механизации и
автоматизации рассматриваемого процесса.
Книга предназначена для технологов и конструкто-
ров кузнечно-штамповочного производства, а также
для широкого круга инженерно-технических работни-
ков, работающих в области металлообработки.
Рецензент канд. техн, паук А. Н. Брюханов
Редактор ипж. Н. А. Сытник
Редакция литературы по горячей обработке металлов
Зав. редакцией инж. С. Я. ГОЛОВИН
ПРЕДИСЛОВИЕ
Задачи, поставленные перед работниками машиностроения
в текущем семилетии, требуют резкого повышения коэффициента
использования металла и производительности труда при изготов-
лении различного вида изделий.
К прогрессивным методам обработки, повышающим выход
годного металла и качество изделий, наряду с использованием
экономичных профилей, точным литьем и различными видами
безотходной штамповки, относится метод обработки деталей на
ротационно- и радиально-обжимных машинах.
Прогрессивность этого метода состоит в том, что он позво-
ляет изготовлять изделия с переменным по длине симметричным
поперечным сечением с большой точностью и минимальным от-
ходом металла.
Ротационная ковка (обжатие) предопределяет всемерную- ме-
ханизацию и автоматизацию процесса для широкой номенкла-
туры деталей типа валов, осей, полых профилей и т. п. с одно-
и двухсторонним изменением величины диаметров.
Имеющаяся по данному вопросу у нас в стране и в ограни-
ченном количестве зарубежная техническая литература не охва-
тывает в полном объеме эту область производства, а ограничи-
вается лишь рассмотрением отдельных вопросов, описанием не-
которых конструкций машин и их применения.
Настоящая книга ставит своей целью па основании обобщен-
ных данных технической литературы, опыта конструирования и
эксплуатации ротационно-обжимных машин у нас в стране и за
рубежом осветить состояние этого способа производства, дать
рекомендации технологам и конструкторам по разработке техно-
логических процессов и проектированию машин и наметить ра-
циональные области применения рассматриваемого метода.
Учитывая, что рассмотренные в книге вопросы технологии про-
цесса обжатия, расчета и проектирования оборудования, а также
определения его эксплуатационной надежности недостаточно под-
тверждены практикой отечественных заводов и при освоении
этого метода промышленностью потребуют корректировки, неко-
торые разделы книги, по-видимому, не исчерпывают всей пол*
ноты вопроса и поэтому не лишены недостатков.
В связи с этим автор с благодарностью примет все замечания
по данной работе.
ГЛАВА I
. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА
РОТАЦИОННОГО ОБЖАТИЯ
Ротационным обжатием на ротационно- и радиально-обжим-
ных машинах обрабатывают осесимметричные изделия с вытя-
нутой осью.
Общий вид таких машин представлен на фиг. 1 и 2.
Фиг. 1. Общий вид рота-
ционно-обжимной машины.
Фиг. 2. Общий вид радиально-
обжимной машины.
За основу конструкции механизма обжатия этих машин при-
нят кривошипно-шатунный механизм, с помощью которого пере-
дастся движение от привода к рабочим органам машины.
Благодаря наличию в обжимных машинах двух и более кри-
вошипно-шатунных механизмов, равномерно расположенных но пе-
риферии механизма обжатия, заготовка обрабатываемся одновре-
менно со всех сторон.
Подробное описание различных конструкций обжимных ма-
шин приведено в главе III.
Процесс обжатия является как бы промежуточным между ков-
кой и штамповкой.
Формоизмейение изделия в данном процессе производится
путем приложения по периферии заготовки большего количества
усилий, в результате которых изделие как бы обжимается со
всех сторон и, уменьшаясь в поперечном сечении, увеличивается
по длине.
Ротационное обжатие несколько напоминает операцию йро-
тяжки в вырезных ковочных бойках. В этом случае, как и при
протяжке в бойках, к деформируемому участку примыкают
с обеих сторон жесткие концы заготовки, не находящиеся под
воздействием инструмента. Однако в отличие от вытяжки под
молотом или прессом, осуществляемой путем последовательных
обжимов заготовки с кантовкой ее после каждого односторон-
него удара, пластическое формоизменение заготовки ротационным
обжатием производится путем одновременного (с двух или более
сторон) приложения усилий.
Несмотря на то, что ротационно-обжимные машины изготовляют
уже свыше 50 лет, ротационное обжатие, как метод точной обра-
ботки изделий, начало интенсивно внедряться в производство срав-
нительно недавно.
По имеющимся данным, ротационяо- и радиально-обжимные ма-
шины применяют для обработки изделий с широким диапазоном
размеров. Так, на легких ротационно-обжимных машинах обраба-
тывают швейные иглы диаметром 0,3 мм, а на тяжелых — стальные
трубы диаметром до 320 мм и сплошные ступенчатые валы диамет-
ром до 250 мм.
На ротационно- и радиально-обжимных машинах можно изго-
товлять изделия не только круглого, но и граненого сечения.
Получение граненых изделий на ротационно-обжимных маши-
нах с вращающимся инструментом может быть обеспечено путем
вращения заготовки со скоростью, равной скорости вращения
шпинделя.
В различных отраслях промышленности от легкой до тяжелого
машиностроения с каждым годом увеличивается номенклатура из-
делий, изготавливаемых методом обжатия.
Развитие радиалыю-обжимных машин расширило и область
применения 'Метода ротационного обжатия.
Изготовление ступенчатых валов для электродвигателей и дру-
гих машин, получение нарезки и шлицев внутри полых изделий,
профилирование винтовочных и пулеметных стволов, заковка кон-
цов баллонов — вот далеко не полный перечень операций, которые
выполняются на обжимных машинах.
Применяя внутренние оправки, методом обжатия можно по-
лучить точные размеры в полых деталях. Однако некоторая труд-
ность, возникающая при извлечении оправки из обработанной де-
тали, является недостатком данного способа.
Ротационно-обжимные машины находят широкое применение
и при выполнении различных сборочных операций. Так, сборка
различных по форме наконечников с тросом, соединение двух тро-
сов обжатой муфтой, трубчатые соединения и другие операции
производятся обжатием качественнее, быстрее и экономичнее ио
сравнению с другими видами обработки.
Обжатие во многих случаях является единственно возможным
методом изготовления изделий. С помощью этого метода можно
*
Фиг. 3. Схема взаимного расположения инструмента и заготовки
при обжатии:
а — поперечное сечение; б — сечение в направлении продольной оси заготовки.
деформировать малопластичные сплавы из специальных сталей и
сплавы на основе алюминия, а также изделия из металлокера-
мики и металлопорошков (27], [31].
По данным фирмы «Standard» (США), ротационно-обжимные
машины используются в мебельной промышленности для выполне-
ния отделочных операций, взамен полировки, на круглых дере-
вянных деталях.
Радиально-обжимные машины широко применялись во время
второй мировой войны для изготовления легких орудийных ство-
лов. При этом профилирование осуществлялось с помощью опра-
вок как по внутреннему, так и по наружному контуру.
Безотходная обработка благородных металлов также откры-
вает широкие возможности применения этого прогрессивного ме-
тода.
Изменение формы заготовки при обжатии происходит следую-
щим образом. Па заготовку 1 (фиг. 3), подаваемую в зону обжа-
7
тия, внешние сжимающие силы оказывают посредством бойков 2
давление и деформируют ее. При этом происходит уменьшение по-
перечного сечения заготовки и перемещение металла в направле-
нии ее оси.
По мере уменьшения угла 0 боек приближается к заготовке и
при определенном угле 01 вступает в соприкосновение с заготов-
кой. При дальнейшем уменьшении угла 0 поверхность соприкос-
новения бойка с заготовкой увеличивается, причем каждому зна-
чению угла поворота бойка соответствует определенный объем
металла, подвергаемого формоизменению. Окончанию обжатия
заготовки соответствует сомкнутое положение бойков, при кото-
ром угол 0=0.
4
Фиг. 4. Схемы профилей матриц и характер распределения внеш-
ней нагрузки.
По окончании обжатия заготовка в плоскости приложений уси-
лий принимает форму эллипса и угол контакта 0 между бойком и
заготовкой достигает своего максимального значения, которое в ос-
новном зависит от величины зазора между бойками при их сомк-
нутом положении и геометрии бойков.
При последующих обжатиях вследствие вращения бойков или
заготовки эллипсная форма сечения заготовки превращается в
круглую.
Такая последовательность обжатия наблюдается как при вра-
щении инструмента, так и при вращении только заготовки незави-
симо от характера распределения внешней нагрузки на деформи-
руемую заготовку, которая исходя из профиля ручья бойков может
быть сосредоточенной (фиг. 4, а) или распределенной (фиг. 4, б).
После каждого обжатия заготовка подается в направлении ее
оси на определенную величину, называемую подачей.
За один ход бойков, совершаемый в интервале между двумя
подачами, осуществляется относительно небольшая степень об-
жатия, определяемая отношением
4'^ll~dd' • 100%,	(1)
где d — диаметр заготовки до обжатия в мм;
d' — диаметр заготовки после одного обжатия в мм.
В
Полная степень обжатия q соответственно равна:
4 = ^ • 100%,
(2)
где d\ — диаметр заготовки после окончания всего процесса.
Для получения изделий, площадь сечения которых незначи-
тельно отличается от сечения исходной заготовки, используют
обычно бойки с цилиндрическим профилем ручья по всей длине.
Для получения больших степеней обжатия в бойках предусматри-
вают конические входы («заходные конусы»), обеспечивающие
постепенное обжатие заготовки по длине.
Объем Vi (фиг. 5) обжимаемого за один ход бойков металла
определяется объемом конического пояска высотой s, где s — ве-
Фиг. 5. Последовательное изменение формы заготовки при обжатии.
а — начальное положение бойка; б — конечное положение бойка
личина продольной подачи на одно обжатие (относительная по-
дача).
По мере поступления заготовки 1 в конус бойков 2 поверх-
ность соприкосновения ее с поверхностью бойков и объем смещен-
ного металла увеличиваются, т. е. У1<Уг<Уз и т. д. [7].
Неустановившийся процесс это такой процесс, при котором ве-
личина смещенного объема за каждое обжатие изменяется. Его
можно наблюдать при образовании профилей переменного по
длине сечения (конусного, пирамидального и т. д.).
При получении изделия.постоянного сечения (цилиндрического,
призматического и т. д.) Изменение объема смещенного металла
происходит лишь до момента выхода металла за пределы заход-
пого конуса, после чего объем смещенного металла и средняя ско-
рость его течения за каждый рабочий ход бойков остаются посто-
янными (установившийся процесс).
При получении .профилей постоянного сечения неустановив-
шийся процесс занимает незначительную долю общего, и поэтому
при практических расчетах технологических процессов следует
исходить из условий установившегося процесса. При получении
изделий переменного сечения, учитывая, что в этом случае уста-
новившийся процесс обжатия отсутствует, необходимо исходить из
9
условий наибольшего смещенного объема, что наблюдается в
конце формообразования [7].	!
Обжатие заготовки на сравнительно малых участках обеспечи-
вает высокое качество поверхности изделия при незначительном
приложении внешних усилий. Это является первой особен-
ностью ротационного обжатия. Благодаря этому можно
путем повышения числа ходов бойков в единицу времени (без пре-
вышения допустимой относительной подачи) увеличить скорость
подачи заготовки в зону обжатия, т. е. получить необходимую
производительность, сохранив при этом качество поверхности.
Как известно, устранение вредных растягивающих напряже-
ний, чем бы они ни вызывались, наиболее полно достигается при
всестороннем сжатии тела с оставлением некоторой возможности
течения для деформируемого материала. Такие условия обработки
металлов
авлением могут быть получены при безоблойной штам-
повке, выдавливании, высадке, а также при обжатии в фасонных
бойках. Существенным недостатком данных способов обработки
в условиях обычной штамповки или ковки является повышение
сопротивления.
Для ротационного обжатия характерна прерывистая или пуль-
сирующая нагрузка, при которой значительно расширяются воз-
можности пластической обработки металла. Это подтверждается
результатами обработки малопластичных сталей [6], [14] и прове-
денными в нашей стране [15] и за рубежом [30] исследованиями
по вибрационному методу штамповки. Прерывистое приложение
усилий характеризуется большей или меньшей дробностью дефор-
мации.
Пульсирующая обработка, повышающая пластические свой-
ства обрабатываемого материала, является второй отличи-
тельной особенностью обжатия.
Таким образом, в результате ротационного обжатия изме-
няется не только форма заготовки, но также структура и свойства
обрабатываемого металла и улучшаются условия деформации.
При обжатии в машинах с вращающимся инструментом на-
блюдается также скручивание заготовки. Это происходит потому,
что вращающийся инструмент, соприкасаясь с изделием, вызывает
действие сил трения, которые увлекают за собой поверхностные
слои металла.
С целью исключения влияния этого явления заготовка во время
обработки должна вращаться вокруг своей оси.
Исходя из рассмотренного, можно отметить, что сущность про-
цесса ротационного обжатия состоит в деформировании заготовки
по периметру сечения на относительно небольшом участке своей
длины
сходящимися бойками, обеспечивающими
всестороннее
периодическое пульсирующее приложение усилий.

ГЛАВА II
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ И ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА
ОБЖАТИЯ
ВЛИЯНИЕ ТРЕНИЯ И ВИДА НАГРУЗКИ
НА УСЛОВИЯ ДЕФОРМАЦИИ
При обжатии деформируемый металл перемещается относи-
тельно рабочей поверхности бойков, вследствие чего между ме-
таллом заготовки и поверхностью инструмента возникают силы
трения.
Величина коэффициента контактного трения при пластиче-
ском. ‘формоизменении -зависит от Состояния поверхности инстру-
мента и заготовки, химического состава обрабатываемого мате-
риала, температуры деформации, скорости деформирования и ха-
рактера приложения нагрузки (статической или вибрационной).
На снижение коэффициента трения также влияют повышение
качества обработки поверхности инструмента и применение
смазок

уменьшения внешнего трения между заготовкой и инструментом,
обеспечивает лучшую чистоту поверхности и обработки, значи-
тельно увеличивает срок службы инструмента и создает лучшие
условия при работе с повышенными степенями деформации.
При подборе смазок исходят из величины удельного давления,
температуры деформации, теплопроводности, требуемой интен-
сивности подачи смазки, трудности нанесения и ее стоимости. По-
следние два фактора являются особо важными. Так, из-за высо-
кой стоимости и дефицитности растительных масел (касторового,
сурепного и др.), несмотря на высокие показатели по сравнению
с минеральными маслами и различными эмульсиями при холод-
ной обработке, применение их ограничено.
Другим ограничением для осуществления подачи в рабочую
зону необходимой смазки является невозможность ее циркуляции
без смеси с маслом, применяемым для смазки рабочих узлов
машины, вследствие специфики конструкции оборудования.
1 Ориентировочные значения коэффициента трения ц в зависимости от тем-
пературы обрабатываемого металла примени гелию к операциям обжатия и
осадки приведены н литературе [7], [16] и [19].
11
Исходя из этого, в обжимных машинах инструмент и обраба-
тываемая заготовка смазываются машинным маслом от общей
системы смазки оборудования.
Следует указать, что при смазке машинным маслом полиро-
ванной поверхности рабочей части бойков, изготовленных из ста-
лей ЭУ10, ХВГ, 5ХВГС [7], коэффициент трения при холодном
обжатии находится в пределах 0,1—0,15.
Для осуществления обжатия
конусом необходимо обеспечить
заготовки в бойках с заходным
так называемое условие за-
Схема
действия сил на
товку при обжатии.
заго-
Фиг. 6,
хвата, при котором металл
в процессе деформации будет
течь в сторону сужения ко-
нуса.
Рассматривая силы Р (фиг.
6) и Т, действующие на заго-
товку при обжатии, заключаем,
что при Р\>Т\ условия об-
жатия невозможны, при Pi <
< Т] заготовка будет увле-
каться бойками в зону обжа-
тия и обжиматься, а при Pi =
= Т\ наблюдается условие рав-
новесия.
Проведенный анализ [7] взаимодействия составляющих сил Р,
и 7\ и силы Q показывает, что условие захвата заготовки зави-
сит от коэффициента трения р. и угла заходного конуса а. Для
соблюдения условий захвата, как
видно из выражения
необходимо, чтобы ц > tg % ,
или иными словами, чтобы коэффи-
циент трения был больше тангенса половины угла заходного
конуса.
При принудительной подаче заготовки происходит смятие ее
входящего конца, в связи с чем нарушаются условия трения, вы-
зывающие увеличение коэффициента трения и силы Ть препят-
ствующей выталкиванию. Сила Q оказывает влияние на условия
захвата заготовки не только в начальный момент, но и при уста-
новившемся процессе, так как она препятствует выталкиванию
заготовки из зоны деформации.
При предварительно заточенном на конус (соответственно ко-
нусу бойков) конце заготовки условия захвата облегчаются.
Вид нагрузки также влияет на условия деформации. Так, коэф-
фициент трения при вибрационной нагрузке снижается в не-
сколько раз, приближаясь по значению к коэффициентам трения
для хорошо отполированных и смазанных поверхностей. Согласно
экспериментальным данным [2], коэффициент трения уменьшается
для стали в 6 раз, меди в 5 раз и дюралюминия Д16 в 6 с лиш-
ним раз.
Наряду с уменьшением внешнего трения при пульсирующей
нагрузке значительно снижается сопротивление дефорАмированию
за счет изменения физического состояния металла (снижения
внутреннего трения, наличия пластической деформации при умень-
шении нагрузки, повышения температуры и т, п.).
Температура
Температура
а)
Фиг. 7. График изменения пластичности различных сплавов при однократном
(кривая /) и пульсирующем (кривая 2) нагружении:
Ah
Температура
В)
а — литой спла
г
ЭИ-4з7; б — сплав ЭИ-821; в — сплав ЭИ-319.
Как отмечено И. М. Павловым [14], с увеличением числа прие-
мов, что отвечает возрастанию частоты пульсации, средняя де-
формация за один прием уменьшается и условия обработки, в
смысле способности материала деформироваться без разрушения,
становятся более легкими. Если в случае однократной осадки
разрушение образца наступает при степени деформации, равной
0,2, то при переходе к двеиадцатикратпому режиму осаживания
суммарно допустимая осадка может возрасти до 70%. Повыше-
ние пластичности особенно заметно при температурах, для ко-
торых однократное испытание фиксирует наиболее пониженные по-
казатели пластичности.
На фиг. 7 приведены кривые, характеризующие это положение,
применительно к обработке жаропрочных малонластичных спла-
13
bob. В выводах исследований, проведенных институтом метал-
лургии АН СССР, отмечено, что пульсирующим или дробным при-
ложением нагрузки можно увеличить пластичность трудно
мируемых сплавов в 2,5—3 раза.
Определенного ответа на вопрос о соотношении факторов, улуч-
шающих условия деформации, об установлении зависимости
между указанными факторами, частотой и амплитудой пульса-
ции, а также освещения физической сущности процесса вибро-
штамповки в имеющейся литературе и исследовательских работах
пока еще нет.
Таким образом, при пульсирующей нагрузке, свойственной об-
работке на ротационно- и радиально-обжимных машинах, по срав-
нению с непрерывным процессом возможно значительное сни-
жение удельных давлений, сопровождающееся уменьшением коэф-
. фициента трения, повышением пластичности, равномерным рас-
пределением деформации и повышением точности заготовок.
НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И МЕХАНИЧЕСКАЯ СХЕМА ДЕФОРМАЦИИ
ПРИ ОБЖАТИИ
При обжатии в бойках, глубина ручья которых по всей длине
одинакова и имеет форму цилиндра, металл заготовки под дейст-
вием внешних сил течет симметрично в обе стороны вдоль по-
лости ручья. Это вызывает различное направление сил трения,
действующих на заготовку в зоне обжатия. В соответствии с этим
Фиг. 8. Схема напряженного состояния.
весь очаг деформации
делится на две зоны.
На границе этих зон
перемещение металла
вдоль оси отсутствует,
а силы трения равны
нулю. Плоскость раз-
дела течения металла
называется нейтраль-
ным или критическим
сечением.
Если ручей бойков
по длине имеет форму
конуса, то течение ме-
талла вдоль полости
в обе стороны от нейтральной поверхности будет происходить не-
равномерно вследствие различной степени деформации в широкой
и узкой частях конуса. Металл на значительной
1ЛИНС конусного
ручья будет течь в сторону уширения и на относительно неболь-
шом участке — в сторону сужения конуса. Смещение нейтральной
поверхности в сторону сужения конуса тем больше, чем больше
отношение диаметров заходного и калибрующего конуса и угол
11
при вершине конуса. С увеличением угла конуса бойков неравно-
мерность течения металла будет увеличиваться, при этом в зоне
сужения конуса неравномерность деформации будет значительно
больше, чем в зоне расширения.
Процесс обжатия характеризуется всесторонним неравномер-
ным сжатием, схема напряженного
схема деформации ко-
торого показаны на
фиг. 8.
В процессе обжатия
заготовка подвергается
действию внешнего
сжимающего усилия Р
и сил трения 7\ и Т2.
Усилие Р вызывает в
плоскости поперечного
сечения заготовки на-
пряжения ав и и де-
формации сжатия е0 и г?,
которые при одновре-
менном’ всестороннем
сжатии соответственно
равны между собой.
В результате действия
сил трения Т1 и Т2 в на-
правлении продольной
оси заготовки возни-
кают напряжение сжа-
тия <зр и деформация
удлинения е₽.
Однако такая схе-
ма напряженного со-
стояния, как показали
состояния и
механическая
Фиг. 9. Распределение нормальных напряжений
в зависимости от угла охвата заготовки
бойками:
вГ и в — схемы охвата заютовки бойками; б и г — кривые
напряжений.
проведенные
исследо-
вания [21], может быть
только в том случае,
если угол охвата за-
готовки бойками не ме -
нее 150°.
Напряженное состояние в зависимости от угла охвата и про-
‘филя бойков показано различными схемами па фиг, 9.
Минимальное значение растягивающих напряжений и их наи-
»мсньшее распределение по сечению будет при обжатии круглыми
|бойками.
При обжатии ромбическими бойками и четырехстороннем обжа-
тии плоскими бойками в центре цилиндрической заготовки возни-
кает упругая зона, которая вызывает появление трещин, что
15
является серьезным недостатком, ограничивающим применение та-
кого процесса.
Схема неравномерного всестороннего сжатия, отвечающая
углу охвата 6=150° и более, является наиболее благоприятной
для протекания пластической деформации, так как в связи с за-
труднением межкристаллических сдвигов, вызываемых растяги-
вающими напряжениями и приводящих к нарушению механиче-
ских связей, пластическая де-
формация протекает в основ-
ном за счет внутрикристалли-
ческих сдвигов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ
ОБЖАТИЯ
При определении потреб-
ных усилий обжатия за основу
примем инженерный метод
{21], сущность которого состоит
в определении нормальных
напряжений на контактных
поверхностях путем решения
приближенных уравнений рав-
Фиг. 10. Дифференциалы напряжений, приложенных
к элементарному объему:
а — в цилиндрических координатах, б—в сферических координатах
новесия и условий пластичности при экспериментально обоснован-
ных граничных условиях.
Принимаем наиболее общий случай обжатия заготовок с круг-
лым сечением. Условия равновесия выделенного элемента
16
фиг. 10, а) при решении задачи в
цилиндрических координатах
бу
иметь вид
(3)
Полагая, что напряжения не зависят от угла <р, имеем
^=0; тогда уравнения равновесия (3) примут вид
. Gr ° 9 _л. )
dr dz
dz,, , <?j
(4)
Допустим, что напряжения °г и аг не зависят от г и ср, т. е.
равномерно распределены по сечению, перпендикулярному к оси.
Тогда, интегрируя второе уравнение (4) по г в пределах от 0
до?'.4, где d — диаметр цилиндра, и предположив, что касатель-
ное напряжение т _ изменяется от 0 до значения т на контактной
Л d
поверхности при г = 0 т- „-, находим следующее приближенное
уравнение равновесия:
(5)
При обжатии в конических бойках наиболее целесообразно
пользоваться сферической системой координат.
В этом случае уравнения равновесия выделенного элемента
(фиг. 10, б) под действием приложенных к нему нормальных и
касательных напряжений выразятся в следующем виде:
-х * 4-Л- -4- —;—д—4--------[2<?р — (б0 4- оф) 4- Трл ctg 01=0; I
др ’ р дО 1 р • sm 0 д<р * р 1 р \ о ч ф/ i рч j » i
ч +- in Н------—К • Л+ --I3tpe + («o —®f)ct(?9]=0;	1 (6)
др р дО ’ р sm 0 д<р 1 р 1 v w	ь j » в
dz..,	1	1 дт 1	I
- М 4------г-й-  / + - 13т» + 2-№ctg61=0.
др ’ р дО 1 р • sm 0 д<р 1 р 1 w 1 ь J	J
Приняв в уравнениях (6) тур = тф|)
пряжения не зависят от находим
О и предположив, что на-
3.1 к. 2/5'15
По аналогии с выдавливанием металла через конические бойки
и допуская равенство между собой двух нормальных напряжений,
примем, что при малых углах конуса бойков а напряжения «е за-
висят от 6. Тогда, интегрируя первое из уравнений (7) по 6 в
пределах от 0 до при условии линейной зависимости тр?) от 0 и
принимая после преобразований, что угол о достаточно мал и
ctg0 ==4-. имеем следующее приближенное уравнение равновесия:
(8)
Для решения задачи по определению напряжений необходимо,
кроме уравнений равновесия, задаваться условием пластичности,
которое отражает соотношение между пластическими свойствами
деформируемого металла и величинами переменных напряжений.
Условие пластичности для осесимметричной задачи при ра-
венстве нормальных напряжений ае и выражается уравнениями:
в дифференциальной форме
rfa9 = i/ap;	(9)
в общем случае, если коэффициент трения мал и на контактных
поверхностях силы трения следуют закону Кулона,
o0-ap = of;	(10)
для больших значений коэффициента трения
ай —оР = 0.	(11)
Для случая постоянства касательных напряжений или незави-
симости их от нормальных напряжений, .в частности при t = k~
= ± °9 » УРавнение (И) является точным условием пластичности.
Экспериментально доказано (13], что в самом общем случае
контактная поверхность может состоять из участков: скольжения,
где касательные напряжения растут пропорционально нормаль-
ным; торможения, где касательные напряжения принимают макси-
мальное значение и постоянны независимо от величины нормаль-
ных напряжений и застоя (прилипания), т. е. участка падения ка-
сательных напряжений.
В зависимости от отношения контактной поверхности (длина
рабочей части инструмента 1р) к свободной поверхности деформи-
руемого тела (диаметр или высота обжимаемой заготовки) и ве-
личины коэффициента контактного трения возможно наличие сле-
дующих участков: всех трех, первого и третьего, второго и третьего
и только одного третьего участка.
В зависимости от характера распределения участков контакт-
ного трения в очаге деформации при расчетах принимаются соот-
ветствующие граничные условия.
18
Основываясь на рассмотренных положениях и методике
Е. П. Унксова {21] в определении частных случаев наличия участ-
ков контактного трения, определим потребные усилия обжатия
круглых заготовок в конических бойках (фиг. 11) применительно
к данным случаям.
Знак касательных напряжений примем: для первой зоны (рас-
ширяющейся части конуса) плюс, для второй зоны (сужающейся
части конуса) минус.
Первый случай. Горячее обжатие. В этом случае коэффициент
трения достигает своего предельного значения и равен р=0,5.
Зона торможения (второй участок) охватывает всю контактную
поверхность.
Зона скольжения (пер-
вый участок) отсутствует.
В целях упрощения расчета
и учитывая, что третий уча-
сток (зона застоя) состав-
ляет незначительную часть
по отношению ко второму,
допускаем, что касательные
напряжения распределены
по закону, характерному
для зоны торможения, и
равны:
Фиг. 11. Схема распределения усилий при
обжатии заготовки в конических бойках.
Для сферических координат принимаем приближенное уравне-
ние равновесия (8), а условие пластичности в виде уравнений
(9) и (11).
Решая уравнение равновесия (8) совместно с уравнением пла-
стичности и подставляя в него значения т, будем иметь для первой
зоны
rfa9 _	2gj
dp ~	pa *
Разделяя переменные и -интегрируя, получим
Постоянную интегрирования находим из условия, что на гра-
нице контактной поверхности (т. е. при p = Pi) aj = av
a
Подставляя значение с в уравнение и решая последнее, нахо-
дим
(12)
19
Соответственно находим нормальное напряжение для второй
зоны
af = ’"(llnp7 + 1)'	(13>
'	Г &	9
Из условия равенства нормальных напряжений на нейтральной
поверхности (т. е. при р = р0 °o = <Jj1) и приравнивая выраже-
ния (12) и (13), определяем положение нейтральной поверхности
Ро = V Р1 • р2
ИЛИ

(14)
где rf0, и — диаметры сечения.
Усилие обжатия при установившемся процессе определяем сум-
мированием всех элементарных сил, действующих при обжатии в
первой и второй зонах деформации и изменяющихся в зависи-
мости отри ах, где ах—текущий угол.
В нашем случае
При принятом допущении, что напряжения и а» распреде-
лены равномерно, сила, действующая на элемент поверхности,
будет равна
a^pdpda,,
где
a
+ xsin-g- •
Таким образом, для первой зоны усилие выразится
a
р* т	р.
Г J oX1pdpt/ax — a J cos -g + т sin -g-j ptZp ==
Po _ g	Po
2
{Pi	Pi
COS -* f °oP^P ’+" Sin У J TP^P| •
Po	Po
Подставляя значения aj из уравнения (12) и т— *, а также
принимая, что для малых углов cos g-~ 1, а sin “ =tg - •>' >
определяем значение
20
Находим первый интеграл
jojp . dp =	+ 1)р^Р = °$ Н Jlnpjprfp —
Ро	Ро	' Р°
—jlnp • р4 + jР^р! = {4 (1 + а)(р? — Ро)“Ро,п^}-
Ро	Ро
Находим второй интеграл
4^=4 edt=4 у=7 (р» - Р>).
Ро	Ро	Ро
Суммируя полученные выражения и произведя преобразования,
получим
₽,=“ {? [г о + •>« -	Й|п £] + т <₽? - $} =
= ? [(“ + 1 + т) ,р’ ~ р"' — 2р"1П Л •
Это выражение может быть несколько упрощено, если ввиду
малости угла а пренебречь значением ,
(15)
Определяя аналогично усилие для второй зоны, получим
(16)
Суммируя уравнения (15) и (16), определяем полное потребное
усилие обжатия:
Р = р14-р2 = ^([(а+1)(р?-р2)-2р21п^] +
+ [2pg In £ - (1 - а) (р« - Pi)]} = [(1 + а) pi -
- 2р2 In plp2 - 2Р2 + (1 - а) р2] .
Ро	J
Так как под знаком логарифма стоит выражение, равное еди-
нице (14), второй член уравнения, находящийся в квадратных скоб-
ках, упрощается и уравнение приобретает вид
21
Заменяя р через диаметры сечения заготовки d и приравни-
вая sin 4-« у, получим
P=^-l<1+a)^-2rfo + (l
— a)rflb
(17)
Второй случай характерен для таких условий обработки, когда
коэффициент трения в очаге деформации достаточно мал и не пре-
вышает 0,2. Этому отвечает холодное прецизионное обжатие.
Касательные напряжения при этом не достигают своего макси-
мального значения ни в одной точке контактной поверхности.
Следствием вышесказанного является то, что второй участок
(зона торможения) отсутствует и кривая распределения касатель-
ных напряжений состоит из двух ветвей: возрастающей в зоне
скольжения и убывающей в зоне застоя. Последняя охватывает
весьма незначительную часть контактной площади, и ею для упро-
щения конечных выводов можно пренебречь.
Исходя из принятых условий для решения задачи по определе-
нию усилий, принимаем приближенное уравнение равновесия в
виде (8) и условие пластичности в виде (9) и (10).
Для зоны скольжения касательные напряжения будут возра-
стать от границы контакта бойка и заготовки до нейтральной по-
верхности пропорционально росту нормальных напряжений, т. е.
*
Т =
Определяем нормальные напряжения для первой зоны (см.
фиг. 11). Подставляя значение т в уравнение равновесия (8) и ре-
шая его совместно с условием пластичности, получим
. 4^е	2g^ —и
rfp ' pa	р
После разделения переменных и интегрирования уравнение
примет вид
*
«
1 In р = — ~ ~ In (<MS — 2|wJ) — In С.
Потенцируем данное выражение:
ср л = aa5—
(18)
Постоянную интегрирования с определяем из граничных усло-
вий, приравнивая aj = at при p = pt:
2р>)

22
Подставляя значение с в уравнение (18) и решая его относи-
тельно <4, находим
°в — 2|1^
4р.
4р.
но так как -
pi
4р.
W 
а
а
(19)
По аналогии с предыдущим выводом нормальное напряжение
для второй зоны будет равно:
(20)
Положение нейтральной поверхности определяем из условия
равенства а* = на границе раздела зон, т. е. при г = г0.
Приравнивая правые части уравнения (19) и (20) и заменяя
г на Го, получим
Решив данное уравнение относительно Го и выразив радиусы
через диаметры, получим
(21)
Как показал анализ данного уравнения, условию задачи отве-
чает действительный корень, имеющий перед радикалом знак ми-
нус.
Потребное усилие для обжатия заготовки определяем по ана-
логии с предыдущим случаем. Условно принимаем, что охват за-
готовки бойками осуществляется по всему периметру.
Таким образом, полное усилие обжатия будет иметь вид
23
Подставляя значения oj и а'1 из уравнений (19) и (20), опре-
деляем значения усилий в первой и второй зонах деформации.
Находим первый интеграл
Подставляя найденные значения интегралов в уравнение (22),
получим
(23)
Для малых углов конуса принимаем, что
a cos
24
тогда, преобразуя выражение (23) и заменяя значения р
получим формулу для определения усилия
через г.
Вопрос определения усилий применительно к условиям второго
случая, т. е. для холодного прецизионного обжатия при ц.<Д2,
был освещен ранее в работах {7] и [8] В. И. Любвиным. Предложен-
ная в работе [7] формула (которую применяют и в настоящее
время) для расчета усилий имеет такой вид:
Сравнение формулы (25) с подобной для данного случая фор-
мулой (24) показывает, что наряду с тем, что выведенная инже-
нерным методом формула (24) имеет более простой и удобный для
пользования вид, отклонения значений усилий, определенных рас-
четным путем по формуле (24), от значений, полученных по фор-
муле (25), колеблются в пределах ±(20 — 37)%, а значения самих
усилий по величине более близки к экспериментальным данным
(табл. 1).
Таблица 1'
Сравнение величин усилий обжатия по расчётным
и экспериментальным данным
d в мм
19
Исходные данные расчета
dt в мм
ст в кг/мм
76
I*
0,15
15,6
1°26
0,15
0,15
Экспери-
ментальные
данные
усилий
в кг
6380
Результат расчета
усилий в кг
по форму- по
ле (25)
5 120
56970
26 000
форму-
ле (24)
6580
72 600
35 700
6
1520
1 260
1510
25/
Третьему случаю отвечают такие условия обработки, когда
длина очага деформации меньше или равна сумме исходного
диаметра заготовки и диаметра изделия после обжатия, т. е.
1Р < di + d2.
Как следствие ранее рассмотренных случаев, коэффициент тре-
ния должен быть при этом выражен соотношением 0,5>и>0,2.
Эпюра касательных напряжений для данного случая состоит
лишь из одного участка—зоны застоя. Касательные напряжения
изменяются от значения т=±ц.ао, которое они имеют на границе
контактной поверхности, т. е. прир = Р1 и р = р3, до значения т=0
ери р — ро на нейтральной поверхности.
Закон распределения т выразится для первой зоны (см. фиг. 11)
для второй зоны
Решая приближенное значение равновесия (8) совместно с ус-
ловием пластичности (10) и подставляя в него значение т, получим
для первой зоны
4(Р~Р°) 2ад—П
4? ' ** 4 (pi — Ро) pa Р
После преобразования
Интегрируя это выражение и определяя постоянную интегри-
рования с из граничных условий (при p = p1aJ = aJ), а также по;
-ставляя ее значение, получим
al — 2a (-7—•— [pi — р — Ро In — 1 — In — + 44 •
8 s (. (Pi — Po) “ L .	P J P 2 f
Для второй зоны
a" = 2a. (-7———г— Гр» — р И- Ро In ~1 + In — 4~ 4) .
° Д(ро— Рз) a L12	'	0 Рз J Рз 2 /
(26)
(27)
Положение нейтральной поверхности определяем из условия,
-что при р — ро а} = а|1, т. е. приравниваем правые части уравне-
ний (26) и (27), заменяя р на р0:
•д—;— [Pi — Ро ~ Ро In — 1 — In — + 4 —
(Pl — Ро)« Ll 1	° Ро J Ро 1 2
Заменяя через Ь, после преобразования получим
(Z, + l)lnEk_2ft p2_2&p2 1np0-p,p2 1п^-2& =0.
г2	I	\ г2	/
Для простоты решения выразим множители неизвестного рй
и свободный член соответственно через а, с, d и е, тогда предыду-
щее уравнение примет вид
аРо In Ро + сРо — dpg — 2&р^ In Ро — е — О
или
(alnp0 + <?)p0 — е = (26 In р0 +1/) Ро-	(28)
Фиг. 12. Графический метод определения
положения нейтральной поверхности
заготовки.
Вывести формулу для ро из этого выражения не представляется
возможным, и потому в каждом конкретном случае необходимо
находить положение нейтральной поверхности графическим путем.
Задаваясь значениями р0
и откладывая их по оси
абсцисс, решаем относи-
тельно каждого значения
правую и левую часть урав-
нения и по найденным точ-
кам строим кривые. Пересе-
чение кривых укажет значе-
ние искомого радиуса.
График для определения
положения нейтральной по-
верхности при обжатии за-
готовки d — 60 мм и di —
= 40 мм из углеродистой
стали, имеющей предел те-
кучести (с учетом упрочне-
ния) as = 80 кГ/см2, приве-
ден на фиг. 12. При этом
а = 12°, р = 0,25.
Порядок построения графика следующий:
у' = (a In рх + с) Рх — е — правая часть уравнения (28);
у" = (2&In-|-tZ)р|—левая часть уравнения (28);
_ 40
Р* ~ 0,213
284 мм\
—189 мм\
а — 2,33 (284 + 189) = 1100;
27
с — (2,33 • 284 + 284 + 189) • 0,4 - 2 • 2,33 (284 + 189) = - 1855;
d = (2,33 —1) • 0,4 — 2 • 2,33 —
е = 284 • 189 (0,4 — 4,66) = - 234 000.
Определяем у'х и у"х для промежуточных значений dx в интер-
вале от 40 до 50 мм и сводим данные в таблицу, включающую
в себя dx, Рд., 1п Рд.,
Ух
10» •
По значениям dx, ух и у" строим кривые.
Величина диаметра нейтральной поверхности отмечена на гра-
фике пунктиром:
rf0 = 49,3 мм.
Потребное усилие обжатия определяем по аналогии с преды-
дущими случаями:
Подставляя значения касательных и нормальных напряжений
из уравнений (26) и (27) и решая последовательно четыре интег-
рала, получим для первого интеграла
pi
J oj cos “ pi/p
Ро
л	“
2а, COS л-
(29)
где
для второго интеграла

(30)
для третьего интеграла
Ро	г о
J a’1 COS j pdp = 2as COS |	(") + “Г ln
Ps
где
(31)
для четвертого интеграла
где
где
ч
(32)
Суммируя выражения (29) — (32), определяем полное усилие
обжатия:
Выражая р через радиус заготовки г,
получим
(/) —
(т') +
Произведя дальнейшие преобразования, получим
(33)
29
Четвертый случай характерен для таких условий обработки, ко-
гда длина очага деформации больше суммы диаметров заготовки
до и после обжатия, т. е. lp>d\+-d<i, а величина коэффициента тре-
ния колеблется в пределах 0,5>ц>0,2. В этом случае в очаге де-

О 2 Ц 6	8	10	12	10	16 аг
Угол замЛиз-з конуса
Фиг 13. График для определения условий обжатия
при 0,5>ц>0,2.
формации имеются все три зоны распределения касательных напря-
жений.
Для определения значения 1Р при расчете усилий обжатия заго-
товок в конических бойках применительно к условиям третьего и
четвертого случаев на фиг. 13 приведен график, построенный на
основании следующего. Как видно из фиг. 11,
(34)
С другой стороны, степень обжатия
=	-100%,
откуда
Подставив значение (d — d\) в формулу (34), получим следую
щую линейную зависимость:
При построении графика для различных углов « и разных сте-
пеней обжатия q определялась такая величина //п которая была бы
30
равна сумме диаметров заготовки до и после обжатия. Значения
tg 2’и удовлетворяющие условию lp —rfi+rfa, откладывались по
осям координат и соединялись прямой.
Зная необходимую степень и угол обжатия, а также условия
трения, можно с помощью данного графика принять соответствую-
щие граничные условия, отвечающие третьему или четвертому слу-
чаю. Область, расположенная на графике выше прямой, отно-
сится к четвертому случаю, ниже — к третьему.
Учитывая пульсирующий характер
нагрузки ротационного обжатия,
предопределяющий снижение коэффи-
циента трения, в расчетах при разра-
ботке технологии и конструировании
машин для холодного обжатия со
смазкой можно допустить значение
коэффициента трения не более 0,2.
Такое допущение позволяет произ-
водить расчет по определению усилий
при холодном обжатии только по фор-
муле (24), исключая как графическое
построение для нахождения положе-
ния нейтральной поверхности, связан-
ное с формулой (33), так и выполне-
ние расчета, исходя из условий четвер-
того случая. По этим соображениям,
Фиг. 14. Схемы обжатия
в цилиндрических бойках:
а — прутка; 6 — трубы на оправке.
а также в связи с громоздким и не-
удобным для практического пользова-
ния выражением формула для опреде-
ления усилий применительно к условиям
, когда на контактной по-
верхности имеются все три зоны распределения касательных на-
пряжений, в данной работе не приводится.
Таким образом, в практических расчетах по определению уси-
лий обжатия заготовок в конических бойках можно применять при
горячем обжатии формулу (17), а при холодном обжатии фор-
мулу (24).
При обжатии заготовки бойками, у которых ручей выполнен
по цилиндру, потребное деформирующее усилие можно определить
по формуле, приведенной у М. В. Сторожева [20],
(35)
Так как задача является осесимметричной, при выводе фор-
мулы принята цилиндрическая система координат с осью, направ-
ленной вдоль оси заготовки, как показано на фиг. 14, а.
Схема обжатия с оправкой, применяемая при обработке пусто-
телых профилей, приведена па фиг. 14, б. Существенным отличием
данного процесса от рассмотренных ранее является то, что зпесь
имеется трение по двум поверхностям: между бойком и заготов-
кой и между заготовкой и оправкой.
Усилие обжатия в этом случае определяется по формуле
При выводе формул (35) и (ЗВ) принят предельный случай,
когда охват заготовки бойками осуществляется по всей окруж-
ности.
Полученные формулы, наряду с отмеченным ранее, в некото-
рой степени являются приближенными и по той же причине, что их
вывод основан на допущении равномерного напряженного со-
стояния в поперечном сечении заготовки и постоянном пределе
текучести, равном среднему напряжению цикла определяемому
из соотношения
(37)
предел текучести материала до деформации;
предел текучести материала в конце деформации с уче-
том упрочнения.
Тем не менее, сравнение проведенных расчетов с имеющимися
‘техническими характеристиками отечественных и зарубежных ро-
тдционно-рбжимных машин подтверждает возможность примене-
ния этих формул при определении усилий для решения практиче-
ских задач.
е
При холодном обжатии с увеличением степени деформации
— ^2
---к— • 100% растет упрочнение, а следовательно, и потреб-
>ное усилие обжатия.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОДАЧИ
Относительная подача, или величина подачи, определяется дли-
ной заготовки, подаваемой в зону деформации за одно обжатие.
Допустимая величина подачи s ограничивается силой сопротив-
ления, жесткостью заготовки и требуемым качеством обработки.
Из схемы действия внешних сил при обжатии (см. фиг. 6)
видно, что па заготовку, подаваемую в зону деформации, оказывает
противодействие составляющая сила Pi ==Р sin-^которая с увели-
чением угла заходиого конуса а возрастает и стремится вытолк-
нуть заготовку из бойков. Однако данный фактор нс является
определяющим при выборе величины подачи, так как усилие по-
дачи можно увеличить.
С уменьшением угла а и плавным переходом конической части
бойков в цилиндрическую условия подачи заготовки в зону дефор-
мации облегчаются.
32
указанный выше
б)
Фиг. 15. Способы подачи за-
готовки в зону обжатия:
1 — зажимное приспособление;
2 — бойки; 3 — заготовка.
Если ввод заготовки в зону обжатия осуществляется спе-
циальным устройством, усилие подачи которого превышает силу
сопротивления Pi, то под действием последней заготовка из-
гибается. Исходя из этого, заготовки, обладающие достаточной
жесткостью (сопротивлением продольному изгибу), подают в зону
обжатия таким образом, чтобы участок заготовки между инстру-
ментом и зажимам подающего устройства при обжатии испытывал
сжатие (фиг. 15, а). Заготовки, обладающие недостаточной жест-
костью, подают в зону обжатия так,
участок в момент обжатия подвер-
гался растяжению (фиг. 15, б).
Таким образом, и второй фактор
не может служить ограничением при
выборе допустимой величины подачи,
так как его влияние может быть ис-
ключено путем изменения направления
подачи заготовки.
Основным фактором, в зависимо-
сти от которого определяется предель-
но допустимая величина подачи, яв-
ляется качество обрабатываемой по-
верхности. На качество обрабатывае-
мой поверхности и точность изделия
существенно .влияет правильный выбор
относительной подачи, зависящей от
степени деформации, свойств обраба-
тываемого материала и характера про-
цесса деформации (установившийся
или неустановившийся процесс).
Для определения допустимой величины подачи при холодном
обжатии заготовок из углеродистых и легированных сталей в за-
висимости от характера процесса В. И. Любвиным [7] на основа-
нии экспериментально установленных зависимостей
« 0,31; Xi (d 4- (ZJ — z мм2,
где Xj — абсолютное удлинение заготовки после обжатия в сто-
рону уширения конуса;
X, — абсолютное удлинение заготовки в сторону сужения ко-
нуса;
z — постоянная, учитывающая материал заготовки; для вы-
соколегированных сталей z==l,2 мм2, а сталей с содер-
жанием углерода в пределах 0,1—0,5% г=1,3.ш£2,
выведены следующие формулы.
При установившемся процессе
г + 0,3 IdJ)
(<1 4 d,) (d-1 — dj)
3 Зак. 2/545
(38)
33
При неустановившихся процессах (фиг. 16, а, б и в) соответ-
ственно
(39)
(40)
(41)
В этих формулах
d — диаметр заготовки до обработки;
dx — диаметр заготовки после обработки;
ds — промежуточный диаметр заготовки в процессе обработки;
Ля=2,4—3 — коэффициент неравномерности деформации металла
Фиг. 16. Различные виды об-
жатия в конических матри-
цах.
(нижнее значение соответствует лучшей чистоте поверхности);
коэффициент удлинения, равный отношению длины из-
делия к длине заготовки.
Приведенные формулы подтверждены экспериментальными дан-
ными при холодном обжатии стальных заготовок диаметром от
2 до 20 мм на глубину 0,5—2,5 мм на сторону при угле заход-
ного конуса бойков 10—12° р ц=0,144 и потому могут быть ис-
пользованы для определения относительной подачи применительно
к опробованным условиям. Величину подачи s при холодном об-
жатии для различных условий обработки в практике принимают
равной (1—2,5) % от длины рабочего конуса.
Меньшим значениям отвечает лучшая чистота поверхности об-
рабатываемого изделия.
ГЛАВА III
КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИИ ОБЖИМНЫХ МАШИН
Все машины, выполняющие технологическую операцию пульси-
рующего обжатия, по характеру движения рабочих и приводящих
узлов подразделяются на два основных класса: ротационно-об-
жимные и радиально-обжимные машины.
К ротационно-обжимным относятся такие машины, у которых
узел, несущий инструмент (шпиндель), или приводящий его в дей-
ствие другой узел (обойма с роликами) совершают вращение во-
круг обрабатываемой заготовки. Оба узла при этом не соединены
между собой.
Радиально-обжимные объединяют такие машины, у которых
движение инструмента осуществлятся по радиусу от периферии
к центру и обратно, а приводящие его в действие узлы вращаются
только вокруг собственной оси.
Разбивка машин внутри этих классов основана на принципе
комплектования машин по таким группам, в которых передача
движения рабочим органам производится с помощью одноименных
узлов.
По структурному строению следует различать два вида обжим-
ных машин: простого и двойного действия.
В машинах простого действия все рабочие органы (два и
более) осуществляют обработку одновременно с равной степенью
обжатия, что обусловливает простоту их конструкции. Эти машины,
как правило, имеют одинаковую конструкцию всех рабочих орга-
нов с закрепленными на них инструментами. В таких машинах от-
сутствуют механизмы или узлы, которые могли бы осущест-
влять дополнительные рабочие движения в процессе обработки.
В машинах двойного действия имеются две пары рабочих
органов, производящих обработку в заданной последовательно-
сти с различной степенью обжатия. При этом движение рабочих
органов осуществляется от двух различных по конструкции или
не зависимых друг от друга приводящих узлов.
Типизация машин осуществлена в зависимости от их техно-
логических возможностей. Так, машины, производящие обработку
изделий с постоянной степенью обжатия, отнесены к первому типу.
Машины, которые в процессе обработки имеют возможность произ-
водить обжатие с различной степенью в зависимости от заданной
программы, отнесены ко второму типу.
35
Рассмотренная классификация обжимных машин приведена на
фиг. 17.
Все обжимные машины подразделяются в зависимости от по-
дачи заготовки в зону обработки машины на горизонтальные и
Обжимные
машины
Классы
Р адиально-
обжимные
машины
руппы
Ротациопно -
обжимные
машины
С переменной
степенью
обжатия
С постоянной
степенью
обжатия
Машины
двойного
действия
Типы
Машины
простого
действия


вертикальные; от раз-
меров обрабатываемых
заготовок на легкие,
средние и тяжелые ма-
шины и в зависимости
от степени автомати-
зации на машины с
ручной загрузкой и
ручной подачей заго-
товок, полуавтоматы,
в которых загрузка за-
готовок в подающее
устройство осуществ-
ляется вручную, а по-
дача и обработка про-
изводится автоматиче-
ски, и автоматы, за-
грузка и обработка из-
делий в которых осу-
ществляются автома-
тически.
В состав современ-
ных обжимных машин
входят привод, меха-
низм обжатия, меха-
низм подачи, механиз-
мы управления и кон-
троля, механизм на-
стройки и смазываю-
щее устройство.
Устройства, пред-
назначенные для со-
Фиг. 17. Классификация обжимных машин. единения и разъедине-
ния валов передач на
ходу (муфты сцепления), и тормозные устройства для остановки
механизмов машины в определенном положении применяют в со-
временных конструкциях редко.
Привод обжимных машин кинематически и конструкпивно вы-
полняют в зависимости от назначения и условий работы. Он мо-
жет быть механическим пли гидравлическим.
Главный привод всех -машин является в основном однотипным,
состоящим из индивидуального электродвигателя и ременной или
зубчатой передач, передающих вращательное движение узлам ме-
ханизма обжатия.
36
РОТАЦИОННО-ОБЖИМНЫЕ МАШИНЫ
Машины этого класса являются первыми машинами, создан-
ными для выполнения операций обжатия. Поэтому они и получили
наибольшее распространение по сравнению с радиально-обжим-
ными машинами.
В настоящее время производство этих машин получает широ-
кое развитие в тех отраслях промышленности, где требуется точ-
ная обработка сплошных и полых удлиненных изделий цилиндри-
ческой или конической формы. В нашей стране освоен выпуск ряда
моделей таких машин на специализированных заводах кузнечно-
прессового оборудования.
За рубежом серийный выпуск ротационно-обжимных машин
по статическим и другим данным иностранной технической лите-
ратуры налажен в США, Англии и Чехословакии.
Все ротационно-обжимные машины подразделяются на три
группы:
шпиндельные машины, у которых рабочие органы (бойки с пол-
зунами) расположены в пазах шпинделя и благодаря вращению
последнего периодически производят обжатие;
кольцевые машины, у которых обжатие изделия бойками про-
изводится благодаря выклинивающему действию роликов кольца
(обоймы), вращающегося вокруг неподвижного шпинделя;
барабанные машины, у которых рабочие функции бойков осу-
ществляются благодаря одновременному вращению в разные сто-
роны шпинделя и обоймы.
Рассмотрим подробно принцип действия, устройство и особен-
ности конструкции каждой группы ротационно-обжимных машин.
Шпиндельные машины
В эту группу входят машины простого действия с постоянной
и переменной степенью обжатия. Принцип действия всех шпиндель-
ных машин одинаков и состоит в следующем.
При вращении шпинделя 7 (фиг. 18) ползуны 2 под действием
центробежной силы и давления подаваемой заготовки 8 отходят от
центра к периферии в тот момент, когда они находятся в про-
межутке между двумя роликами 5, заключенными в сепараторе 6.
При дальнейшем вращении ползуны своей опорной поверхностью
набегают на ролики, опорой которых служит обойма /, и с боль-
шой скоростью устремляются к центру.
Радиальное усилие ползунов через регулирующие прокладки 5
и бойки 4 передается па заготовку.
Общин вид машины простого действия с постоянной степенью
обжатия показан на фиг. 19.
Основные узлы машины: рабочая головка, включающая меха-
низм обжатия, корпус машины и привод:
37
Рабочая головка является одним из главных узлов в рота-
ционно-обжимной машине, от работы которой зависит качество
обработки.
12345 6
Фиг. 18. Принцип действия шпиндельных рота-
ционно-обжимных машин.
Состоит она только из механизма обжатия, конструкция ко-
торого, схематически изображенная на фиг. 19, для всех шпин-
рассматриваемого вида
одинакова. Механизм об-
дельных машин
Фиг. 19. Общий вид ши индольной
ротационно-обжимной машины.
ров, а следовательно, сама
моздкую конструкцию, так
деформирования.
жатия имеет шпиндель 1 с бой-
ками 3, закрытое расстояние ме-
жду которыми на протяжении
всего процесса не изменяется.
Движение бойкам сообщается вы-
клинивающим действием цилин-
дрических роликов 2, опираю-
щихся на внутреннюю поверх-
ность неподвижного цилиндриче-
ского кольца (обоймы) 4.
Примером использования та-
кого механизма является машина
В203 конструкции ЦБКМ Ч Ме-
ханизм этого вида обеспечивает
только постоянную величину об-
жатия.
Недостатком конструкции та-
кого механизма является невоз-
можность обжатия изделия на
большой длине по переменному
профилю, так как для этого по-
требуются бойки больших разме-
машииа будет представлять гро-
ак возрастут потребные усилия
1 Центральное проектно-конструкторское бюро кузнечно-прессового маши-
ностроения.
38
В связи с этим такие механизмы находят применение в ма-
шинах для обжатия таких фасонных изделий, длина обработки
которых не превышает длину бойка, или для обжатия изделий
на один размер (калибровка прутков).
Детали механизма обжатия ротационно-обжимной машины
аналогичного вида показаны на фиг. 20.
Фиг. 20. Детали рабочей головки ротационно-обжимной машины:
1 — опорное кольцо (обойма); 2 — шпиндель; 3 — упорный диск шпинделя; 4 — опорная втулка
шпинделя (передняя); 5 — опорная втулка шпинделя (задняя); 6 — крышка*; 7 — упорное кольцо
крышки корпуса; 8 — упорное кольцо крышки бойков; 9 — упорное кольцо сепаратора; 10 — сепа-
ратор; 11 — крышка сепаратора; 12 — ролики; 13 — болты и гайки сепаратора; 14 — защелка
крышки; 15 — штифты защелки; 16 — ползуны; 17 — бойки; 13 — крышка масляного бака со
штифтом; 19 — шпильки, гайки и шайбы для крышки маховика.
Принимая во внимание, что для всех ротационно-обжимных
машин назначение отдельных узлов и деталей является посто-
янным, на примере машины (фиг. 19) отметим их конструктив-
ные особенности применительно ко всей группе оборудования.
У большинства машин шпиндель изготавливается пустоте-
лым для возможности подавать через него изделия. Существуют
цельные и сборные шпиндели. Цельные шпиндели установлены
па отечественных машинах модели В201 и машинах фирм «Fenn»
и «Бюпгепс-Аахеп». Сборные шпиндели, состоящие из собственного
шпинделя и головки, применяются в некоторых отечественных
машинах и машинах фирмы «Standard».
39
Фиг. 21. Станина ротацион-
но-обжимной машины моде-
ли В203 в сборе с корпусом
рабочей головки:
1 — корпус головки; 2 — станина;
3 — винт; 4 — кольцевая выточка.
Вращение шпинделя осуществляется в двух опорах. В ка-
честве последних применяются как подшипники скольжения, вы-
полненные из бронзы или других антифрикционных материалов
(в машинах фирм «Standard», «Бюнгенс-Аахен», «Дайтон» и др )»
так и подшипники качения (в отечественных машинах моделей
РК-П, В202 и др. и машинах фирмы «Fenn»). Следует отметить,
что подшипники качения по своим эксплуатационным качествам
лучше отвечают условиям работы.
С целью уменьшения трения между утолщенной частью шпин-
деля и внутренней стенкой корпуса головки ставится упорный
подшипник.
У одних машин шпиндель выполняется с одним направляю-
щим пазом для бойков, у других с двумя взаимно-перпендику-
лярными пазами. В некоторых конструкциях шпиндель имеет
три паза, расположенных друг к другу под углом 120°.
Шпиндель с подшипниками помещается в чугунном кор-
пусе 6 (с;м. фиг. 19), являющимся одновременно станиной машины.
В иных конструкциях корпус выпол-
няется отдельно от станины и после
сборки стопорится в последней винтом 3
(фиг. 21).
Головка шпинделя охватывается се-
паратором, соосным со шпинделем. Ме-
жду головкой шпинделя и сепаратором
имеется зазор, благодаря чему ролики,
установленные в гнездах сепаратора, не
касаются поверхности головки.
Сепаратор помещается в цилиндриче-
ской обойме, установленной в расточке
корпуса, и может вращаться в ней. При
этом ролики катятся по закаленной по-
верхности обоймы.
Сепаратор у большинства машин вы-
полняется цельным. В машинах моделей
РШВ, PK-I и РК-П сепаратор состоит
из двух колец и вставок, между кото-
рыми расположены ролики. Такая
конструкция нежесткого сепаратора с
амортизационным устройством, хотя и
увеличивает стойкость сепаратора, однако создает больший шум
при работе машины.
Некоторые машины пе имеют сепаратора для роликов. В этом
случае кольцевое пространство между шпинделем и обоймой за-
полняется роликами, которые от выпадения удерживаются шайбой.
Ролики чаще всего выполняются сплошными по сечению.
В машинах фирмы «Fenn» ролики изготовляют полыми и
крепят их в сепараторе без возможности радиального перемеще-
ния. Это увеличивает жесткость конструкции и уменьшает шум
I
40
при работе. За счет упругой деформации опорная поверхность
полого ролика увеличена.
В некоторых конструкциях для уменьшения удельных давле-
ний между соударяющимися частями ролики заменены суха-
рями.
Для охлаждения обоймы, сепаратора с роликами, а также
инструмента в корпусе иногда предусматривают кольцевую вы-
точку 4 (фиг. 21) для циркуляции воды. Продольное смещение
роликов ограничивается стальным кольцом.
В целях предохранения бойков от выпадания механизм об-
жатия закрывается заслонкой 5 (см. фиг. 19), которая удержи-
вается защелками с коническими пальцами, компенсирующими
износ петель заслонки. Отечественные машины (В203 и др.)
имеют заслонки, охлаждаемые водой.
Обжатие изделий осуществляется рабочими органами меха-
низма обжатия, состоящими из бойков и ползунов. При этом
в зависимости от характера обработки и назначения машины мо-
гут иметь два, три, четыре и более бойков.
В современных машинах предусмотрена возможность быст-
рой переналадки с двух- на четырехбойковый механизм обжа-
тия.
В практике находят применение ползуны различных конст-
рукций (фиг. 22).
В большинстве случаев ширина ползунов (фиг. 22, а) всех
ротационно-обжимных машин устаревших конструкций меньше,
чем расстояние между осями роликов, и поэтому в начале кон-
такта ползуна с роликом создается резкий удар, вызывающий
большой шум при работе машины. .
Ползуны, показанные на фиг. 22, б, также создают большой
шум, однако износ их меньше. Такие ползуны установлены в ма-
шинах фирмы «Standard».
Ползуны, показанные на фиг. 22, в, более стойкие, так как
ролик при износе заменяется, однако шум при работе увеличи-
вается в связи с наличием дополнительной детали. Такие пол-
зуны установлены в машинах фирм «Бюнгенс-Аахен» и «Etna».
В целях значительного уменьшения износа ползуна и ролика
сотрудником ВНИИЛТЕКМАШа В. И. Любвиным совместно
с С. И. Ермишиным была разработана такая конструкция пол-
зуна (фиг. 22, г), в которой осуществляется непрерывный кон
такт ползуна с одним из роликов за счет применения крыльев,
устанавливаемых со стороны торцов ползуна.
Плавная работа такой конструкции значительно уменьшила .
шум.
В машинах фирмы «Fenn» для уменьшения шума применены
широкие ползуны (фиг. 22, б) с большим радиусом закругле-
ния, благодаря чему ползун находится в постоянном контакте
с одним из роликом и не требует соединения с дополнительной
деталью.
4L
Наиболее совершенной является конструкция ползуна, пред-
ставленная на фиг. 22, е. Контактирующая поверхность ползуна
выполнена по синусоиде, что обеспечивает плавное зацепление
его с роликами в процессе работы. Как подтверждается практи-
кой [3], такая конструкция требует повышенной точности обра-
ботки, так как при отсутствии последней ползун будет посто-
янно воспринимать нагрузки не по образующей, а на отдельных
Фиг. 22. Конструкции ползунов.
участках. Это вызывает ускоренный износ и нарушает синхрон-
ность работы машины. Такие ползуны применяются в машинах
фирмы «Cincinnati».
Рабочая головка и заготовка обильно смазываются и охлаж-
даются маслом, подаваемым от насоса через шпиндель.
Схема комбинированной смазки, применяемая в отечествен-
ных машинах моделей В202 и В203, приведена на фиг. 23.
Подшипники шпинделя смазываются солидолом при помощи
шприца через шариковую масленку. Смазка сепаратора, роли-
ков, бойков и ползунов производится жидким маслом следую-
щим образом. Масло из бака 1 засасывается по трубе 2 шесте-
ренным насосом 3 и нагнетается по трубе 5 в головку машины.
В головке масло заполняет все зазоры, обильно смазывает все
42
детали и, захватив попавшую туда от
трубе 6 самотеком возвращает в бак.
заготовки окалину, по
В масляном баке имеются две съемные перегородки (сетки),
разделяющие резервуар на две части. Вначале отработанное и
избыточное масло поступает в одну часть, где тяжелые частицы
(окалина) опускаются на дно бака, а затем отстоявшееся чистое
масло протекает через сетки в другую часть.
Фиг. 23. Схема комбинированной смазки.
Если производительность насоса превышает расход масла
машиной, то избыточное масло отводится в бак по трубе 4.
Регулировка поступления масла в машину осуществляется
вентилем 7. Трубка 8 предназначена для отвода утечек масла из
насоса.
Схема централизованной смазки, применяемая в машинах
фирмы «Fenn», и общий вид машины с маслопроводом показаны
на фиг. 24.
Система состоит из резервуара, индивидуального мотора с на-
сосом, лотка для окалины и промежуточного бачка с фильтрами
для обработанного масла.
Масло из маслопровода в механизм обжатия подастся силь-
ной струей, проникает по шпинделю в подшипники и уходит че-
рез спусковое отверстие заслонки и промежуточный бачок в ре-
43
зервуар. Расход масла регулируется дроссельным клапаном,
установленным в маслопроводе.
Отдельные машины, преимущественно небольших размеров,
имеют фитильную смазку.
Привод 7 (см. фиг. 19) шпиндельной ротационно-обжимной
машины состоит из электродвигателя, клиноременной передачи
и шкива, огражденного кожухом
В автомате фирмы «Бюнгенс-Аахен» привод
осуществляется
от контрпривода. В этом случае холостой шкив устанавливают
Фиг. 24. Общий вид и схема подвода централизован-
ной смазки.
на шпинделе рядом с рабочим шкивом (маховиком), а махо-
вик— посредине или на заднем конце шпинделя [7].
В машине модели В205 маховик расположен на шпинделе
между опорами, представляющими подшипники качения. Ввиду
такой компоновки привода с целью облегчения работ при сборке
машин станина выполнена в виде сборной конструкции, одна из
частей которой (кронштейн) служит опорой шпинделю.
В целях экономии энергии и времени в некоторых машинах
используются тормозные устройства, срабатывание которых осу-
ществляется автоматически в моменты начала подачи заго-
товки в зону обжачня и окончания обработки изделия. При этом
в первый момент механизм обжатия включается, а в последний
выключается.
Рассмотрим несколько современных конструкций шпиндель-
ных ротационно-обжимных машин простого действия с постоян-
ной степенью обжатия и их рабочие возможности.
Ротационно-обжимные машины моделей В201 и В202 конст-
рукции ЦБКМ предназначены для обжатия молибденовых или
вольфрамовых прутков в горячем состоянии.
44
В дополнение к рассмотренным ранее узлам эти машины
имеют узел тянущих роликов (фиг. 25) с червячным редуктором
для привода.
Червячный редуктор 1, установленный на станине за рабо-
чей головкой, приводится в движение от маховика с помощью
клиноременной передачи.
Он соединяется с нижним валом 3 тянущих роликов 4 при
помощи кулачковой муфточки 2. В процессе работы верхний ро-
лик 5 прижимается к нижнему ролику пружинами 6.
е
Фиг. 25. Общий вид роликовой подачи.
Шпиндель вращается на двух конических и двух радиальных
подшипниках. Корпус головки и заслонка имеют водяное охлаж-
дение.
Машина модели В201 снабжена нагревательным устройством,
расположенным на кронштейне впереди рабочей головки.
Технические характеристики подобных машин приведены
в табл. 2.
Таблица 2
Технические характеристики шпиндельных 'ротационно-обжимных машин
Модель
Наименование
В 200
В201	В202	В203
Диаметр прутка в мм\
начальный.........................
конечный ....................
Число оборотов шпинделя в минуту .
2,1
и
1200
-1,2
4 ) |
z * I
1200
7,3
-1.2
< )50
17.5
7.3
550
45
Продолжение табл. 2
Модель
Наименование
В200	В201	В202
--------!
В203
Количество роликов в сепараторе
Число бойков...................
Габариты бойка в мм
Скорость подачи заготовки в м)мин .
Электродвигатель:
мощность в кет.....................
число оборотов в минуту . . . .
Габариты машины в мм\
длина .............................
ширина .......................
высота над уровнем пола . . . .
Вес машины (нетто) в кг............
10
2
Ролико-
вое
6
0,62
1410
1990
460
1200
250
10
2
25 X 14
Ролико-
вое
4-6
1,0
1410
1040
730
1330
300
12
2
30x16
Ролико-
вое
3
1,7
1420
890
745
1360
465
12
2
40X35
Ручная
подача
2,8
1420
940
650
1400
635
Примечание. Ползун у всех машин конструкции, показанной на фиг. 22, а.
Р от ационно-обжимная машина модели KR-16 (фиг. 26), из-
готовленная в Чехословакии, находит широкое применение для
холодного и непродолжительного горячего обжатия стальных
Пруткове.
Фиг. 26. Ротационно-обжимная машина модели KR-16:
а _ цид ца рабочую головку; б — вид на механизм подачи.
Подача заготовки
щим устройством с
устройства снабжена
ваются необходимые
Подающее устройство
в рабочую головку производится подаю-
помощыо рукоятки. Выдвижная втулка
пружинящей головкой, в которую вклады-
зажимы в соответствии с видом изделия.
с приводом от руки может быть заменено
па механизированное.
Специальная проводка, установленная в рабочей головке,
предохраняет длинные заготовки от изгиба.
46
Для обработки прутка или проволоки от бунта машина осна-
щена специальным механизированным тянущим устройством.
Рабочая головка оборудована принудительной циркуляцион-
ной смазкой с фильтрацией отработанного масла.
Привод машины осуществляется от электродвигателя, уста-
новленного в станине.
Основные паспортные данные ряда чехословацких машин
приведены в табл. 3.
Таблица 3
Техническая характеристика шпиндельных ротационно-обжимных машин»
изготовленных в Чехословакии
Модель
Показатели
KRA-4 KR 8	KR-16	KR-63
Наибольший диаметр обрабаты-
ваемой заготовки в мм\
в холодном состоянии:
прутка
трубки
в горячем
прутка
трубки
Наибольшая длина получаемого
изделия в мм................
Наибольшая длина обжатия в мм
Число оборотов шпинделя в ми-
нуту .......................
Диаметр отверстия в шпинделе
в мм........................
Количество роликов в сепараторе
Диаметр ролика в мм.........
Длина ролика в мм...........
Размеры бойков в мм\
ширина ................
длина .................
высота.................
Число обжатий в секунду . . .
Падающее устройство.........
состоянии:
Электродвигател ь:
мощное 1ь в кет.............
число оборотов в минуту
Габариты машины в плапевлгж
Высота машины в мм..........
Вес машины в т..............
25
500
24
38
16
28
28
60
Бункер
1,5
1400
8
16
12
16
250
400
. 22
12
40
50
50
48
Бункер
2,2
1420
16—20
35
25
35
400
360
32
50
90
80
43
Механи-
ческое с
приводом
от руки
7,5
1420
63—75
125
125
125
295
250
120
10
120
155
160
300
100
25
Механи-
ческое с
приводом
от руки
45
960
3320X1F60
2570
16

Ротационно-обжимная машина фирмы «Etna», изображенная
па фиг. 27, является самой мощной из существующих ротацион-
но-обжимных машин. Па этой машине производится обжатие
труб диаметром 232 мм до диаметра 219 мм.
47
Подача заготовки в бойки длиной 406 мм осуществляется
с помощью передних и задних роликов со скоростью 4,57 м!мин.
То обстоятельство, что перед обработкой труба должна быть за-
хвачена обеими парами роликов, ограничивает возможность об-
жатия коротких заготовок и предопределяет их длину (не ме-
нее 3050 мм).
Бойки, вращаясь со скоростью 88 об/мин, производят около
33 обжатий в секунду.
Привод машины осуществляется от электродвигателя мощно-
стью 112 кет через клиноременную передачу и маховик.
Отличительная особенность
Фиг. 27. Ротационно-обжимная
машина фирмы «Etna».
машин с переменной степенью
обжатия от рассмотренных
выше заключается в возмож-
ности изготовления изделий
с переменным сечением вдоль
оси, длина которых превы-
шает длину рабочей поверх-
ности бойков.
Эта возможность обеспечи-
вается специальной конструк-
цией механизма обжатия рабо-
чей головки.
В существующих машинах
данного вида применены сле-
дующие механизмы обжа-
тия.
Механизм обжатия (фиг. и28, а) с ^конусными роли-
ками, контактирующими с подвижным конусным кольцом-копи-
ром.
Этот механизм обеспечивает переменную величину обжатия
в пределах перепада конуса кольца-копира.
Из опыта эксплуатации таких механизмов, установленных на
машинах моделей РШВ и PK-I, работающих на Коломенском
заводе «Текмаш», выявлено, что подвижность контактирующих
поверхностей и относительно свободная в радиальном направле-
нии установка роликов вызывают ударные нагрузки, малую
стойкость конусного кольца-копира, сепаратора, роликов и пол-
зунов. Отсутствие достаточной плотности в сопрягаемых дета-
лях механизма обжатия создает дополнительный шум при
работе машин. Точность обрабатываемых изделий при таком испол-
нении механизмов обжатия зависит от точности обработки кониче-
ских поверхностей контактирующих деталей, во много раз превы-
шающих размеры обрабатываемых изделий, и от качества сборки
большого количества деталей, входящих в жесткую систему «коль-
цо— копир — заготовка». Конструкция сложна в изготовлении, вы-
зывает трудности при замене инструмента и других деталей узла и
не обеспечивает присущей методу обжатия точности.
48
Механизм обжатия (фиг. 28,6) с конусными роликами,
контактирующими с неподвижным конусным кольцом-копиром, и
перемещающимся в осевом направлении шпинделем.
Фиг. 28. Виды механизмов обжатия:
/ — кольцо (обойма); 2 — сепаратор; 3 — ролик; 4 — ползун; 5 — боек;
6 — прокладка; / — шпиндель; 8 — заготовка.
Данный механизм установлен на машине модели РК-П, инст-
румент его совершает три различных движения, что усложняет на-
ладку процесса, а также снижает эксплуатационные качества обо-
рудования.
Механизм обжатия (фиг. 28, в) с цилиндрическими ро-
ликами, контактирующими с неподвижной цилиндрической обой-
мой, и регулирующими плоскими клиньями, разделяющими пол-
4 Зли. 2/545
49
зуны. Этот механизм обеспечивает переменную величину обжатия
в пределах высоты клина.
Положение клина регулируется гидравлическим или механиче-
ским приводом. Указанный механизм обжатия с гидроприводом ши-
роко используется в машинах фирмы «Fenn» при изголовлении раз-
личных фасонных деталей, обеспечивая при этом высокую точность.
Машины моделей РШВ и PK-I предназначены для изготовления
длинных изделий конического профиля типа шпинделей веретена.
Устройство этих машин довольно подробно освещено в ранее опу-
бликованных работах [7] и [9] и потому в этой книге не рас-
сматривается.
Фиг. 29. Схема механизма обжатия двухшпиндельной
ротационно-обжимной машины.
Разновидностью шпиндельных машин с переменной степенью
обжатия являются двухшпиндельные ротационно-обжимные ма-
шины.
Эти машины применяются в тех случаях, когда требуется про-
извести обжатие заготовки в средней ее части.
Принцип работы машины этой группы в основном состоит
в следующем.
Ползуны 1 (фиг. 29), расположенные в пазах наружного шпин-
деля 3, на пути своего движения от периферии к центру входят
в паз головки внутреннего шпинделя 4 и под действием окруж-
ного усилия приводят во врещение последний, а вместе с ним
и бойки 2, расположенные в его пазу.
При этом заготовка обжимается не сразу при входе в отвер-
стие бойков, а лишь после перемещения шпинделя в направлении
рабочего движения подающего устройства на такую величину,
чтобы вертикальное перемещение было больше зазора между за-
готовкой 5 и рабочей поверхностью бойков.
По окончании обжатия заготовки до заданной длины механизм
подачи отходит обратно к своему исходному положению.
Таким образом, как и при работе на одношпиндельных рота-
ционных машинах, бойки здесь периодически сходятся и расхо-
дятся, производя обжатие заготовки на требуемый диаметр.
50
Кольцевые машины
Кольцевые ротационно-обжимные машины включают в себя
как машины простого, так и машины двойного действия с посто-
янной и переменной степенью обжатия.
В этих машинах рабочие органы совершают только возвратно-
поступательное движение. Это обусловливает универсальность их
применения и дает возможность получения на них изделий как
круглого, так и граненого сечения.
Кольцевые машины состоят из таких же узлов, как и шпин-
дельные машины.
При сохранении одного и того же принципа действия механизм
обжатия современных кольцевых машин выполняется с некото-
рыми конструктивными изменениями, определяющими тип и вид
машины.
Общий вид кольцевой ротационно-обжимной машины простого
действия с постоянной степенью обжатия (в разрезе) представлен
на фиг. 30.
Механизм обжатия представляет собой вращающуюся вокруг
неподвижного шпинделя 2 обойму 1 с сепаратором 5 и цилиндри-
ческими роликами 4, воздействующими на ползуны 6.
Возврат бойков после обжатия обеспечивается пружинами 5,
работающими на сжатие.
Привод осуществляется на шкив, жестко связанный с обой-
мой, которая выполняет также функцию маховика.
Обойма установлена на шпинделе в подшипниках скольжения.
В ГДР для обжатия винтовых соединений с большим углом
подъема винтовой линии на внутренних поверхностях была скон-
струирована специальная кольцевая обжимная машина модели
KRXHF-31,5, механизм обжатия которой изображен на фиг. 31.
Принцип действия машины аналогичен рассмотренному ранее
для данной группы машин. При вращении сепаратора с роликами
ползуны совершают короткие пульсирующие движения в радиаль-
ном направлении. При этом они нажимают на бойки, которые про-
изводят деформацию детали. Обратное движение рабочих органов
производится пружинами, встроенными изнутри.
Отход ползуна 2 к периферии ограничивается и регулируется
с помощью клина 1, проходящего через наклонный паз в ползуне.
Регулировка машины перед работой производится путем ослабле-
ния гаек 3 с последующей их затяжкой после перемещения клина
на необходимую величину. При перемещении клиньев влево пол-
зуны расходятся в меныней степени, вправо — в большей.
Создаваемое при обжатии давление воспринимает стальная
обойма 2 (фиг. 32), запрессованная в маховике. Сепаратор с роли-
ками установлен в обойме свободно и захватывается сю при вра-
щении.
Маховик с бронзовой втулкой вращается па полой цапфе кор-
пуса рабочей головки. Последняя установлена на станине,

1*
51
4
I
t
J
i
4
1
4
I
*
t
*
i
770
А ~Д
Фиг. 30. Общий вид кольцевой ротационно-об-
жимной машины.
в которой расположена масляная ванна с насосом, приводимым
в действие электродвигателем.
Смазка бронзовой втулки обеспечивается капельной маслен-
кой, расположенной в корпусе станины. Машина приводится
в движение от электродвигателя (встроенного в станину) с по-
мощью клиноременной передачи на маховик.
Фиг. 31. Механизм обж’атия коль-
цевой ротационно-обжимной ма-
шины модели KRXHF-31,5.
Для обжатия деталей различной
Фиг. 32. Рабочая головка ма-
шины модели KRXHF-31,5:
1 — маховик; 2 — обойма; 3 — ро-
лик; 4 — ползун; 5 — боек; 6 — за-
слонка; 7 — корпус; 8 — шпин-
дель.
формы в машине предусмотрены
сменные головки с двумя, тремя, четырьмя и даже шестью рабо-
чими органами.
Технические характеристики кольцевых ротационно-обжим-
ных машин приведены в табл. 4.
Таблица 4
Некоторые паспортные данные кольцевых ротационно-обжимных машин
Модели машин
Параметры
США (фирма wNorton“)
KRXIIP-31,5
15SI
30SI
35SI
45SI
50S1
GOSI
Наибольший диаметр об-
рабатываемой заго1 овин
в холодном состоянии
в мм:
прутка:
стального ........
из цветного сплава .
19
ЗВ
41
70
70
83
79
89
53
Продолжение табл. 4
Модели машин
*
Параметры
ГДР
США (фирма „Norton*)
KRXHF-31,5
30SI
35SI
45SI
50SI
60SI
трубы:
стальной .........
из цветного сплава
Число бойков ........
Число роликов в обойме .
Мощность электродвига-
теля в кет...........
Габариты машины в плане
В Л/Л/- •••••••««
Вес машины в кг . . . .
50
12,1
2000 X1200
4500
64
89
108
127
165
178
Общий вид современной кольцевой ротационно-обжимной ма-
шины простого действия с переменной степенью обжатия пред-
ставлен на фиг. 33.
t
не
ih': ‘
Чг?1.
i
г
<
t
ч
й
..1«wa .nW-,	---«Май
ЙИЯЯ
sta«
it
.•и
W^!'b' ;S-
•:•!. г1 Л, , /:" ч < ‘.Mi /г ..• л !••>?,... v
 JAWZa	ХМ.....Л
Фиг. 33. Кольцевая ротационно-обжимная машина
с переменной степенью обжатия фирмы «Stivens and
Bullivent».
имев












В этих машинах применен механизм обжатия (фиг. 34) с вра-
щающейся обоймой, сепаратором и цилиндрическими роликами,
обеспечивающий регулировку степени обжатия посредством пло-
ских клиньев, расположенных между бойками и ползунами. Воз-
вратное движение бойков от центра в промежутке времени между
двумя обжатиями осуществляется под действием подаваемой за-
готовки.
Особенностью конструкции такого механизма в отличие от по-
добных механизмов шпиндельных машин является то, что клинья
совместно с бойками совершают только возвратно-поступательное
движение во взаимно-перпендикулярных направлениях, что обес-
печивает высокую точность обработки и удобство регулирования
степени обжатия. Клинья помещены в пазах тяги, скорость пере-
мещения которой изменяется по заданной программе в зависи-
мости от скорости подачи заготовки. Приводится в движение тяга
гидравлическим приводом.
Фиг. 34. Механизм обжатия ротационно-обжимной
and Bullivent»:
/ — сепаратор; 2 — ролик; 3 — крышка; 4 — клинья; 5 — ползун;
дель; 8 — тяга; 9 — регулируемый упор;
машины фирмы «Stivens
6 — обойма (маховик); 7 — шпин-
10 — боек.
Детали механизма обжатия изображены на фиг. 35.
Привод машины осуществляется от электродвигателя на ма-
ховик, роль которого выполняет обойма с сепаратором и роли-
ками.
Кольцевые машины двойного действия с постоянной степенью
обжатия представляют принципиально новый тип ротационно-об-
жимных машин.
Отличие этих машин от рассмотренных выше заключается
в том, что в сомкнутом положении бойки образуют замкнутую по-
лость. При этом деформация осуществляется без заусенцев и
только в осевом направлении.
Принцип действия этих машин состоит в следующем.
Первая пара ползунов / (фиг. 36) и 2 при перемещении
к центру опережает другую пару и, производя обжатие, остается
некоторое время в заторможенном состоянии. При этом торцовые
плоскости бойков, соединенных с этими ползунами, становятся как
<5ы направляющими для бойков, соединенных с ползунами 3 и
55
4, перемещающимися в первый момент с некоторым запаздыва-
нием. Перемещение ползунов^ как и у всех ротационно-обжимных
Фиг. 35. Детали механизма обжатия кольцевой ротационно-оожимной машины:
1 — тяга; 2 — сепаратор с роликами; 3 — ролик сепаратора; 4 — регулирующая гайка; 5 — упор-
ный диск сепаратора; 6 — шпиндель; 7 — ползун; 8 — ролик ползуна; 9 — клин; 10 — прокладка;
11 — ограничитель хода ползуна; 12 — регулируемый упор.
машин, является следствием выклинивающего действия роликов,
расположенных во вращающейся обойме. Количество роликов
Фиг. 36. Механизм обжатия коль-
цевой ротационно-обжимной ма-
шины двойного действия.
равно или кратно 4.
На ползунах 1 и 2 хвостовая
часть выполнена по окружности,
концентричной обойме с роли-
ками.
Вершина кривой на хвостовой
части ползунов 3 и 4 смещена
относительно их оси симметрии.
Кривые на рабочих торцах пол-
зунов расположены так, что со-
прикосновение с роликами, а сле-
довательно, и перемещение пол-
зунов происходит так, что одна
пара бойков опережает другую.
В исходное положение бойки воз-
вращаются пружинами 1 (на фи-
гуре не показаны).
1 Патент ФРГ № 1035451 от 8 января 1959 г.
5(5
Барабанные машины
В машинах этой группы обойма с сепаратором и роликами и
шпиндель вращаются
в противоположные сто
роны.
одновременно, но
Фиг. 37. Современные ротационно-обжимные машины:
„Cincinnati* (США); б — фирмы „Henn* (США); в — фирмы „Norton*
г — фирмы „Stivens and Bullivent" (Англия); д — модели В205 (СССР).
а — фирмы
(США);
Конструкции отдельных деталей подобны рассмотренным рота-
ционно-обжимным машинам. Эти машины получили малое распро-
странение, несмотря на возможность получения на них сравни-
тельно большого числа рабочих ходов.
В табл. 5 приведены технические характеристики ряда рота-
ционно-обжимных машин, изготовляемых в нашей стране и за ру-
бежом.
Общие виды некоторых современных ротационно-обжимных
машин изображены на фиг. 37.
57
Технические характеристики современных ротационно-обжимных машин
Таблица 5
I
Модель !
машины
Изготовитель
(фирма или завод),
страна
1

Наибольший
диаметр обра-
батываемой
заготовки в мм
Габариты
бойка в мм
Электродвига-
тель главного
привода
Габариты
машины
в плане в м
4
। В-242
Завод КПО
г. Таганрог
(СССР)
Завод КПО г. Азов
(СССР)
„Standard* (США)
50
3.2
6.3
6.3
12,7
12,7
22
22
38
38
51
51
63
63
76
76
95
95
30
70
40
6
6
12
20
50
50
50
65
2
2
2
4
240
80
270
330
270
185
1,44
1,44
До 1,8
10
14
10
28
730
730
730
735
1,36
1,36
1,36
6,08
1,56
1,64
1,56
2,19
1.30
2,70
1,47
8,0
6,3
12,7
12,7
19
19
44.5
44,5
54
54
70
70
95
95
120
120
152
152
18
50
50
76
63
112
152
88
170
100
230
304
200
300
18
18
52
120
120
146
146
178
176
750
500
500
400
400
250
200
200
180
180
0,37
0,74
0,74
1,4
1,4
3,7
3,7
5.6
5,6
7,36
11,2
11,2
18,4
22
30
36
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1200
1200
1200
1200
900
900
900
900
0,48
0,48
0,48
0,61
0,61
0,97
0,97
0,97
0,97
1,14
1,14
1,24
1,24
1,52
1,52
1,8
1,8
0,43
0,43
0,43
0,59
0.59
0,76
0,76
0.92
0,92
0,97
0,97
1,04
1,04
1,42
1,42
1,67
1,67
0,08
0,106
0,116
0,346
0.380
0,77
0,98
1,26
1,53
1,99
2,36
3,12
4,9
6.5
10 *8
11,3
Fenn
(США)
5F
6F
10
16
24
38
57
70
25
44
57
47
1RS
1BRS
2RS
Norton* (США)
114
140
152
88
127
164
197
240
19
41
57
80
ИЗ
’ 152
181
215
450
374
312
203
194
185
178
177
1800
1800
1800
900
900
900
900
900
0,64
0,71
1,13
1,31
44
0,86
10,5
10
16
4RS
Cincin-
nati
Cincinnati
(США)
1000*
0,5
Etna* (США)
40
18
60
200
70
40
406
155
450
НА
15а
Stivens and
Bullivent*
(Англия)
То же
225
720
0,75
2А

Robertsoon
(Англия)
То же
Robertsoon*
(Англия)
18
37
12
2,5
60
ПО
225
225
29,5
730
720
25
12
50
30
400
450
500
600
сл
Примечание. Конструкцию бойков у машин, изготовленных: в СССР (см. фиг. 22, а); в США — фирма «Standard* (см. фиг. 22, б),
фирма »Fenn* (см. фиг. 22, д); фирма .Cincinnati* (см. фиг. 22, б); в Англии — фирма .Stivens and Bullivent* (см. фиг. 22, в).
* Число ударов бойка в минуту.
Эксплуатация, наладка и регулировка
ротационно-обжимных машин
Качество изделий, обработанных методом обжатия, в значи-
тельной степени зависит от выполнения правил эксплуатации,
своевременной наладки и регулировки машин.
В связи с отмеченным и в соответствии с требованиями тех-
нических условий на обрабатываете детали необходимо в про-
цессе эксплуатации систематически проверять точность со-
пряжений узлов и деталей машины, которые подвергаются
износу.
Наладка машины заключается в основном в центрировании
осей шпинделя и подаваемой заготовки.
Величину сжатия бойков регулируют посредством установки
между ними и ползунами компрессионных шайб различной тол-
щины.
Наладка ротационно-обжимных машин с переменной степенью
обжатия сводится в основном к расчету копирных устройств и
определению скорости подачи заготовки.
При эксплуатации машин сепаратор роликов и внутренние де-
тали рабочей головки (шпиндель, ползуны, бойки, ролики, обойма)
должны очищаться не менее 1 раза в неделю. Если материал,
обрабатываемый на машине, имеет слой окалины, который при
работе осаждается в рабочей головке, чистка машины должна
производиться ежедневно.
При выборе смазки необходимо учитывать, что масло, имею-
щее слишком большую вязкость, затрудняет и увеличивает со-
противление подачи заготовки.
Во избежание травмирования рабочих при обработке длинных
заготовок вручную наружный конец заготовки следует помещать
в предохранительный кожух.
К числу главных недостатков ротационно-обжимных машин
относятся сильный шум во время работы от соударения деталей
механизма обжатия, частые поломки сложного в изготовлении се-
паратора и быстрый износ его роликов, относительно большое
время на переналадку инструмента и копирных устройств, недо-
статочная производительность по сравнению с другими передо-
выми методами обработки металлов давлением, невозможность
длительной обработки горячекатаного профиля.
Эти недостатки являются серьезным тормозом для применения
ротациопно-обжимных машин в промышленности, несмотря на ряд
преимуществ этого метода перед другими видами обработки.
Учитывая, что наиболее существенным недостатком ротацион-
но-обжимных машин является шум, необходимо устанавливать
машины на амортизационные шайбы, которые гасят вибрацию.
В случае большого количества машин рекомендуется устанавли-
вать их в высоких помещениях и производить облицовку стен по-
мещения звукопоглощающим материалом.
60
РАДИАЛЬНО-ОБЖИМНЫЕ МАШИНЫ
Машины этого класса по сравнению с ротационно-обжимными
машинами создают меньше шума при работе, имеют большую
стойкость рабочих и приводящих узлов и потому используются
при обжатии более крупных заготовок. Основными предпосыл-
ками, послужившими созданию таких машин, явились задачи, тре-
бующие решения скоростной и точной фасонной обработки изде-
лий из высокопрочных металлов как по наружному, так и внутрен-
нему профилю.
Существенным признаком всех радиально-обжимных машин
является то, что привод инструмента осуществляется посредством
жесткой кинематической связи эксцентриковый вал—шатун (или
иного типа рычаг) — боек.
Радиально-обжимные машины по принципу действия анало-
гичны кривошипным прессам и отличаются от них тем, что их
бойки соединены с эксцентриковым валом через шатуны (или ры-
чаги). Промежуточное звено (ползун), присущее всем кривошип-
ным прессам, обычно отсутствует.
По технологическим возможностям радиально-обжимные ма-
шины подобны ротационно-обжимным, но рабочие органы (бойки)
и узлы, приводящие их в движение, у них не вращаются вокруг
оси подачи заготовки, что характерно для вторых машин.
Эти особенности конструкции обеспечивают возможность изго-
товления на этих машинах деталей с большой точностью при вы-
сокой стойкости рабочих органов машины.
Все радиально-обжимные машины, согласно выше рассмотрен-
ной классификации (см. фиг. 17), подразделяются на роликовые,
рычажные и шатунные.
Роликовые машины
Роликовые радиально-обжимные машины являются как бы пе-
реходной группой от ротационно-обжимных машин к радиально-
обжимным.
На фиг. 38 приведена схема механизма обжатия роликовой ра-
диально-обжимной машины простого действия с постоянной сте-
пенью обжатия.
Рабочие органы механизма обжатия (ползуны 6 с бойками)
расположены в пазах корпуса 9 машины. Приводной узел меха-
низма обжатия представляет собой качающуюся крестовину 8
с роликами 4, контактирующими с опорными роликами 3. Кресто-
вина посредством тяги 2 соединена с эксцентриковым валом /.
При пуске машины эксцентриковый вал увлекает тягу, кото-
рая, совершая возвратно-поступательное движение, в свою очередь,
производит качание крестовины. В процессе качания ролики кре-
стовины расклинивают ролики неподвижных опор и ролики 5 пол-
зунов, заставляя последние устремляться к центру и обжимать
61
заготовку 7. Таким образом, за один цикл качания крестовины
бойка производят два обжатия.
Раскрытие бойков с целью подачи заготовки в зону обжатия
и, соответственно, движение ползунов от центра обеспечивается
Фиг. 38. Принципиальная схема меха-
низма обжатия роликовой радиально-
обжимной машины
пружинами, встроенными в ра-
бочие органы механизма обжа-
тия. Регулировка степени об-
жатия осуществляется в пе-
риод наладки машины путем,
изменения расстояния между
роликами 3 и 4, что достигается
установкой опор 10.
Недостатком машины этой
конструкции является то, что
эксцентриковый вал является
одновременно приводным ва-
лом, вследствие чего прочность
соединения маховика с валом
в . процессе работы нару-
шается.
Характерной машиной для
данной группы является ма-
шина, изготовленная фирмой
«Loose» (табл. 6)*
Таблица 6
Некоторые данные технической характеристики роликовой
радиально-обжимной машины фирмы „Loose"
Наименование
Наибольший размер обрабатываемой заготовки (стальной)
в холодном состоянии в мм*.
прутка .............................................
трубы..........................................
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки в мм . . .
Количество бойков ..................................
Размеры бойков в мм*.
длина ..............................................
ширина .......................................
высота .......................................
Регулируемая глубина обжатия в мм..................
Число оборотов маховика в минуту...................
Вес машины в кг....................................
Величина
28
40
750
4
70
42
51
5
300
11 000
Механизм обжатия этой машины (фиг. 39) имеет четыре ры-
чага /, на свободных концах которых шарнирно закреплены сер-
дечники 4, снабженные двумя клиновидными плоскостями, накло-
ненными друг к другу под углом 4°30'. Между сердечниками и пол-
зунами 3, с одной стороны, и упорами б, с другой стороны, нахо-
дятся ролики 7. Ползуны и упоры также имеют клиновидные пло-
скости.
Станина машины цельнолитая.
В целях компенсации неточности об-
работки в конструкции предусмот-
рены опорные клинья 5, по которым
скользят регулировочные клинья 8.
Установка ползунов с бойками 2
относительно оси машины про-
изводится с помощью опорных
клиньев.
Регулировочные клинья обеспе-
чивают изменение степени обжатия
изделия в процессе обработки.
Привод механизма обжатия осу-
ществляется от электродвигателя 1
(фиг. 40, а) через клиноременную
передачу на зубчатое колесо 2,
установленное на приводном валу.
Последнее входит в зацепление
Фиг. 39. Схема механизма обжа-
тия радиально-обжимной маши*
ны фирмы «Loose».
с центральной шестерней 3, от которой приводятся в движение
шестерни '4, выполненные заодно с эксцентриковыми валами. Ры-
чаги 1 (фиг. 39), расположенные на эксцентриковых валах, при
Фиг. 40. Кинематические схемы приводов машины
фирмы «Loose»:
а — механизма обжатия; б — регулирующего устройства.
своем движении посредством расклинивающего действия роликов 7
периодически перемещают ползуны 3 к центру.
Регулирующее устройство приводится в действие от механизма
подачи через шестерни 9 (фиг. 40, б), 8 и центральное зубчатое
колесо 7.
63
Фиг. 41. Узел приводного вала маши-
ны фирмы «Loose».
Последнее посредством промежуточных шестерен 6 вращает
шестерни 5 с винтовыми шпинделями, перемещающими шаблоны.
Движение регулировочных клиньев 8 (см. фиг. 39) осущест-
вляется в соответствии с программой, заданной геометрией ша-
блона 9.
С целью уменьшения удель-
ного давления на .ролики по-
следние выполнены полыми,
что создает возможность неко-
торой упругой деформации ро-
лика и увеличивает их опорную
поверхность.
Для уменьшения шума и
более спокойной работы ма-
шины стыки клиновидных по-
верхностей сердечников 4, пол-
зунов 3 и упоров 6. выполнены
с плавными переходами, ра-
диус которых на 1 мм превы-
шает радиус ролика.
Приводной вал установлен
на сферическом роликовом под-
шипнике, удерживающем вал от продольных перемещений, и
одинарном радиальном роликовом подшипнике (фиг. 41). Разме-
щение вала и маховика в общем корпусе дает возможность выпол-
нять сборку подшипников с
узлом, что обеспечивает про-
стоту и удобство при мон-
таже и ремонте.
Центральная шестерня
привода эксцентриковых ва-
лов работает в роликовых
подшипниках.
Конструкция узла экс-
центрикового вала с под-
шипниками показана
фиг. 42.
Подача заготовки в
шину осуществляется
дающим устройством, обес-
печивающим также и регу-
лировку скорости подачи. В процессе подачи и обработки заготовка,
закрепленная в специальном зажиме, вращается, при этом по-
ступательное и вращательное движение заготовки обеспечивается
от одного привода.
Данная машина предназначена в основном для выполнения
операций, связанных с профилированием внутренней поверхности
полых изделий па оправках.
валом и маховиком определенным
Фиг. 42. Узел эксцентрикового вала
машины фирмы «Loose».

на
ма-
по-
(И
Рычажные машины
Рычажная радиально-обжимная машина простого действия
с постоянной степенью обжатия показана на фиг. 43.
Электродвигатель, расположенный в корпусе машины, приводит
во вращение пару зубчатых колес 1 (фиг. 43, б), установленных
на эксцентриковых валах. Последние шарнирно связаны посред-
ством шатуна 2 с коленчатыми рычагами 3 и передают движение
штоку 4 с инструментом.
Штоки перемещаются в длинных регулируемых направляющих.
Постоянный прижим штоков к коленчатым рычагам обеспечивается
пружинами 5.
Фиг. 43. Рычажная радиально-обжимная машина:
а — общий вид; б — схема механизма обжатия
9ГЛ1Ш

Такие машины применяются в основном для горячего обжатия.
Простота конструкции и высокие эксплуатационные качества
делают машину незаменимой при обработке изделий в единичном
и мелкосерийном производстве. Сравнительно невысокая произ-
водительность, вызываемая отсутствием механизированной подачи
заготовок, ограничивает применение этих машин в массовом про-
изводстве.
На фиг. 44 показаны общий
рычажной радиально-обжимной
мой «Cobelux».
вид и схема механизма обжатия
машины, изготавливаемой фир
Заготовка зажимается в патроне 2 (фиг. 44, а). Последний по-
средством винтового привода 3, медленно вращаясь, подает заго-
товку »в механизм обжатия /, где она подвергается обработке.
Для того чтобы можно было внезапно прервать вращательное
движение в момент обжатия заготовки, привод подачи осуществ-
ляют слабо натянутой цепью, которая проходит через натяжные
ролики, находящиеся под действием пружины.
Полые изделия тина втулок и баллонов обжимают вхолодную.
На этой машине можно обрабатывать изделия и с переменной
степенью обжатия.
Принцип действия механизма обжатия заключается в следую-
щем.
<5 Зяк. 2/645
65
Вал 7 (фиг. 44, б), снабженный двумя эксцентриками, приво-
дит в действие два кривошипа 8, передающим колебания рыча-
гам 9, на концах которых укреплены бойки 4. Ход бойков регу-
лируется смещением эксцентриковых втулок 5 посредством чер-
вячной пары 6, связанной шаблоном с механизмом подачи заго-
товки.
Машины такого типа изготавливаются также швейцарской фир-
мой «Duhscher-WecWer». По данным фирмы, эти машины обеспе-
чивают скоростную работу с минимальным износом и вибрацией.
Фиг. 44. Рычажная радиально-обжимная машина фирмы «Cobelux»:
а — общий вид машины; б — схема механизма обжатия.
Технические характеристики подобных машин приведены
в табл. 7.
Таблица 7
Технические характеристики рычажных радиально-обжимных машин,
выпускаемых фирмами „Cobelux* и „Duhscher-Wecker*
Усилие обжатия в т
Параметры
40	60
150
Диаметр обжимаемых труб в мм . . .
Регулируемая глубина обжатия в мм
Величина хода бойков в мм.........
Число обжатий в минуту............
Скорость полами трубы в мм/мин . .
Длина подачи в мм.................
Мощность электродвигателя в кат . .
Вес машины в т....................
9,5—76
17,5
8
720
430——890
508
9,2
2,6
9,5—127
20
8
720
430-890
508
15
3,6
25,4—203
25
9,5
575
430-890
508
24
7,6
В последние годы швейцарская фирма «Огка» изготовила ма-
шины (табл. 8), принцип действия которых в какой-то мерс иа-
66
поминает работу машин рычажной группы. Общий вид и меха-
низм обжатия одной из таких машин показаны на фиг. 45. Работа
машины осуществляется таким образом. Вращение от электро-
двигателя через ременную передачу передается на один из валов 69
(фиг. 45,в). Концы этих валов представляют собой кулачки /
(фиг. 45, б), которые при вращении периодически нажимают на
?1г>^
-• Л1 $
с
4:
S'1
'll
U ft ft;’1,'А Г /
У
ь/:.
rt!
,М
Г
,г<;Л.
•'V
;н<
эд
.Ш*'5'I
Ч,	^i-y•• А.Д,-ч
*.6>W.7,vfew
'.iWifti:'.1: iV;::S
пууу^т1"1 V|?^,:" №' 'i Z1.'11
’Ж" *?S
'..?? "’ft
ж.
« У
W'rt
_ it
: V
.. ' 'j'*
Ли
.да
в»
ЙЙМЙЙ
J.W
.? 1
W?wn
Л^Й
?!'£.''^ ж.>
V ft. .'"<?'<	<!h j
7.... S    .....VL.K.n.. "I
taWSR^
Ж
^ijl
£. 7irw
У/.’ "'.''
Фиг. 45. Радиально-обжимная машина фирмы «Огка»:
а —- общий вид машины; б — механизм обжатия; в — узел привода.
t
цЧ’ *
z'ji.p.'.Jjil ,ч Н," .н!,', г;
'(Ли . лЧЛ’' i'1-!
.................. i'.KiYr.r'W
 
«да
|’Л
„Л?!;;
&
$
JVV •|Г1- "' ALi.’ • I • •!• ./
ИйИМа
Л!
ft.
























:^аЬййй£Йй:












5




J.C <Л‘":‘|.|'У к"?, Л,'!.|
V. I. ' '. 'jv’^h J




'|Р ,





пружинное кольцо 2. Последнее, деформируясь под действием ку-
лачков, сообщает движение бойкам 3. Обжатие бойками 5 обес-
печивается совместным действием кулачков «и пружинных опор 49
регулировка которых осуществляется педалью.
Таблица 8
Технические характеристики радиально-обжимных машин,
выпускаемых фирмой „Огка“
Параметры
Модель машины
I
ЛВС
Наибольший диаметр обрабатываемой
стальной заготовки в мм:
прутка .............................
грубы.........................
Количество бойков ..................
Число обжатий в минуту .............
Регулируемая глубина обжатия нмм .
Мощность электродвигателя в кет . .
Вес машины в кг.....................
Viw« »	— *• —	— —w
20
60
2
2800
0,5— 2
.3,6
180
20
50
3
2800
0,5—2
3,6
200
25
50
4
5600
0,5—2
3,6
215
67
Станина машины сварная, снабженная для уменьшения вибра-
ций ребрами жесткости. Кулачковые валы устанавливают в кор-
пусе станины на двух подшипниках качения.
Более простые конструкции, снабженные только одной парой
бойков и предназначенные для выполнения операций, не требую-
щих больших усилий, выполняются без пружинного кольца.
Охлаждение и смазка машины осуществляется автоматически.
Кулачки герметически закрыты и смазываются густой смазкой.
Эти машины, как правило, предназначены для обработки круг-
лых и граненых -изделий с постоянной степенью обжатия.
Преимуществом радиально-обжимной машины фирмы «Огка»
является сравнительная простота конструкции, незначительный вес
и, как отмечает фирма, бесшумность в работе. По сравнению с из-
готавливаемыми в настоящее время ротационно-обжимными ма-
шинами вес машин фирмы «Огка», предназначенных для обра-
ботки прутков диаметром до 25 лш, снижен в 4—5 раз и состав-
ляет около 200 кг.
Шатунные машины
Шатунные радиально-обжимные машины являются наиболее
совершенными из всего рассмотренного класса машин и получили
широкое признание как машины точной ковки.
Эти машины имеют по два, три, четыре и более ковочных меха-
низмов, что соответствует такому же количеству бойков. Усилие
обжатия в тяжелых машинах достигает 500 т на один боек. Число
ударов бойков в минуту в таких тяжелых машинах составляет
около 250.
В зависимости от назначения шатунные радиально-обжимные
машины изготовляют с постоянной и регулируемой длиной ша-
туна. Регулировка длины шатуна, а соответственно и величины
степени обжатия достигается за счет связи его с эксцентриковой
втулкой (поворотной камерой), положение которой изменяется
в процессе обработки с помощью программного устройства.
Примером шатунной радиально-обжимной машины простого
действия может служить машина модели В244 (фиг. 46) конструк-
ции СКБ-9, изготовленная Азовским заводом и предназначенная
для горячего обжатия концов стальных труб.
Принцип действия этой машины виден из кинематической
схемы, представленной па фиг. 47.
Перед обработкой труба 1 укладывается в приемное устрой-
ство и по направляющим подается в механизм зажима 4, который
стальными прижимами, действующими от пневмоцилиндра 7, осу-
ществляет захват.
Перемещение механизма зажима с трубой к механизму обжа-
тия 6 производится поршнем гидроцилиндра подачи 3. Обжатие
трубы осуществляется четырьмя бойками, соединенными через
ползуны с шатунами. Движение шатунам от привода 5 -сообщается
68
445Z7

Фиг. 46. Общий вид радиально-обжимной машины модели В244:
1 — электрооборудование; 2 — главный привод; 3 — ограждение; 4 — маслоаппаратура; 5 — ме-
ханизм обжатия; 6 — механизм зажима; 7 — гидроцилиндр подачи; 8 — механизм выгрузки;
9 — гидропривод.


вращающимися эксцентриковыми валами посредством системы
зубчатых колес и маховика.
В процессе обработки механизм зажима после каждого обжа-
тия поворачивает трубу на некоторый угол с целью получения ка-
чественной поверхности обрабатываемого участка. По окончании
обжатия механизм зажима возвращается в исходное положение,
Фиг. 47. Кинематическая схема радиально-обжимной машины модели В244.
труба освобождается и посредством специального механизма вы-
грузки в, действующего от поршня гидроцилиндра 2, выгружается
в стеллаж.
Привод подающего устройства и механизма выгрузки осуще-
ствляется от лопастного насоса 9.
Возвратно-поступательное движение механизма обжатия и вы-
грузка заготовки обеспечиваются гидроприводом, схема которого
приведена па фиг. 48.
Масло из резервуара в систему нагнетается лопастным насо-
сом 5 через приемный фильтр 6'.
С целью повышения производительности реверсивный золот-
ник / с электроуправлепием обеспечивает высокую скорость перс-
70
мешения заготовки в зону обжатия и обратно. В процессе обжа-
тия необходимое давление и замедленная скорость подачи под-
держиваются с помощью
дросселя 4 и реверсивного золотника 3.
Работа механизма выгрузки управляется посредством ревер-
сивного золотника 2.
При перегрузке системы предохранительный клапан 7 сраба-
тывает и масло возвращается обратно в резервуар.
Отличительная особенность узла механизма обжатия (фиг. 49)
машины В244 от подобных существующих машин заключается
Гидроципиндр подачи
Гидро1[илиндр выгрузки
Фиг. 48. Схема гидропривода машины модели В244:
ДВ — быстро вперед; БН быстро назад; РХ — рабочий ход; ИП — исходное положение;
Б — выгрузка.
в том, что между шатуном и бойком у нее имеется промежуточное
звено (ползун). Это позволило применить неподвижные направ-
ляющие для ползунов, что несколько упростило конструкцию. Од-
нако следует отметить, что такая конструкция применима в том
случае, если не требуется особо точной обработки. В машинах,
выполняющих обжатие с точностью по 3-му, 4-му классам, пол-
зун, как правило, не предусматривается и бойки крепятся непо-
средственно к шатуну.
Существенный недостаток конструкции машины В244 — боль-
шой шум при работе, вызываемый тем, что зубчатые колеса, пе-
редающие движения от маховика па эксцентриковые валы, вы-
полнены с прямыми зубьями, что не обеспечивает плавности за-
цепления. Кроме того, вследствие малого угла поворота заготовки
в подающем устройстве (около 7°) образовавшийся заусенец не
обжимается, что снижает технологические возможности ма-
шины.
71

(условно повернут}
Фиг. 49. Механизм обжатия машины модели
В244.
1 — шатун; 2 — эксцентриковый вал; 3 — ползун;
4 — боек; 5 — приводной вал
Подобный принцип действия применен и в ранее разработан-
ной радиально-обжимной машине простого действия модели В004,
предназначенной для холодной калибровки стальных прутков.
Машина модели В004 в отличие от машины модели В244 имеет
три рабочих органа, в которых бойки соединены непосредственно
с шатуном без промежуточного звена.
Техническая характеристика данных машин приведена в табл. 9.
Таблица 9
Технические характеристики горизонтальных радиально-обжимных машин
Модель машины
Параметры
В004	В244
Номинальное усилие, развиваемое бойками, в т . .
Наибольший диаметр стальной заготовки в мм:
прутка, обжимаемого вхолодную................
трубы, обжимаемой вгорячую..............
Диапазон толщин стенок труб, обжимаемых на ма-
шине, в мм...................................
Число бойков.................................
Величина» хода бойка в мм....................
Число обжатий в минуту.......................
Скорость подачи заготовки в мм/сек...........
Длина хода подающего устройства в мм.........
Электродвигатель главного привода:
мощность в кет................................
число оборотов в минуту ................
Габариты машины в мм:
длина ........................................
ширина.............................*. . .
высота..................................
Вес машины в т...............................
120
1-8
15
500
25—210
500
28
1470
9820
1800
2870
13,7
3
15
440
1—30
40
1470
10 690
3715
2 484
16,0
Типовой конструкцией вертикальной радиально-обжимной ма-
шины простого действия с переменной степенью обжатия яв-
ляется машина модели SFR-363 (фиг. 50).
Эта машина представляет собой полуавтомат усилием 100 т
для горячей обработки валов или осей из круглого или квадрат-
ного материала сплошного сечения.
Ковочный механизм, или механизм обжатия, представляет со-
бой три эксцентриковых вала с тремя шатунами и бойками, поме-
щенными в стальном корпусе. Валы расположены под углом 120°
относительно заготовки и вращаются синхронно.
Специальная конструкция направляющих шатунов исключает
промежуточные опоры между эксцентриковыми валами, головкой
шатуна и бойками.
Смазка эксцентриковых валов производится под давлением.
Шатуны охлаждаются маслом, направляющие — водой, зажим-
ная головка — сжатым воздухом.
73
Привод эксцентриковых валов кулисный. Общий вид узла
ханизма обжатия показан на фиг. 51.
В машине предусмотрено устройство в виде поворотных
мер 4 (фиг. 50) для регулировки положения эксцентриковых
лов шатунов относительно заготовки.
ме-
ка-
ва-
Фиг. 50. Кинематическая схема вертикальной радиально-обжимной машины
модели SFR-363:
1 — двигатель главного привода; 2 — приводной вал; 3 — ведущая шестерня; 4 — поворотная ка-
мера; 5 — ведомая шестерня; 6 — зубчатая рейка; 7 — горизонтальный распределительный
барабан; 8 — вал шаблона; 9 — конический шаблон; 10 — электродвигатель механизма зажима;
11 — зажимная головка; 12 — цилиндр механизма подачи; 13 — вертикальный распределительный
барабан; 14 — упор; 15 — упорный ролик; /6’ — распределительные диски; 17 — блок гидропривода;
18 — заготовка; 19 — боек; 20 — эксцентриковый вал; 21 — шатун; 22 — полный вал; 23 — плане-
тарная шестерня, перемещающая поворотную камеру; 24 — электродвигатель гидропривода
Положение поворотных камер изменяется посредством шесте-
рен, одна из которых связана с системой гидроупра1вле1иия и меха-
низмом регулировки процесса. Этот механизм расположен в верх-
ней части станины и с помощью распределительных барабанов
и 7 регулирует процесс обработки согласно программе (как'по
диаметру, так и по длине).
На вертикальном распределительном барабане 13 имеются
упоры 14, определяющие длину отдельных отрезков изготовляе-
мого изделия. На горизонтальном распределительном барабане 7
упоры служат для установки соответствующего диаметра. Оба
распределительных барабана связаны между собой посредством
винтовой шестерни.
Коробка передач (фиг. 52), расположенная ниже
обжатия, осуществляет передачу движения
механизма
приводного
от главного
Фиг. 52. Коробка передач машины
модели SFR-363.
Фиг. 51. Механизм обжатия вер-
тикальной радиально-обжимной
машины.
вала 2 (фиг. 50) к эксцентриковым валам 20, Смазка шестерен
коробки передач осуществляется маслом, стекающим из корпуса
механизма обжатия. Через отверстие, имеющееся в коробке пере-
дач, отработанное масло стекает в маслобак. Полый вал 22 веду-
щей шестерни охлаждается водой.
Масло для гидроуправления и смазки подшипников подается
шестеренчатым насосом двойного действия. Давление масла (для
гидроуправления 35 ати и смазки б! ати) устанавливается с по-
мощью редукционных клапанов. В сливном трубопроводе иногда
устанавливают фильтр для непрерывной очистки масла.
Привод механизма обжатия осуществляется от электродви-
гателя через клиноременную передачу на приводной вал 2 и веду-
щую шестерню 3,
Рабочий процесс осуществляется в следующей последователь-
ности. Заготовка 18 зажимается в головке II ппевмоустройством,
включаемым от педали. Зажимная головка, вращаясь вместе с за-
готовкой вокруг оси со скоростью 25—150 mmIcck. и перемещаясь
вниз, подает последнюю в механизм обжатия. Бойки, укрепляемые
75
в шатунах клиньями, производят обжатие заготовки на опреде-
ленный диаметр и длину в соответствии с программой. Когда за-
готовка на заданной длине будет обжата и упорный ролик 15 за-
жимной головки достигнет упора распределительного бара-
бана 13, бойки приостановят обработку и заготовка возвратится
в исходное положение.
При этом положение эксцентриковых валов и расстояние
между бойками в сомкнутом положении изменятся. Оба распреде-
лительных барабана повернутся с помощью гидравлического уп-
равления на определенный угол, и вступит в действие второй ряд
упоров.
При последующей подаче заготовки бойки будут обрабатывать
очередной переход до тех пор, пока упорный ролик 15 вновь не
коснется упора, установленного во втором ряду. Такая система
управления дает возможность осуществить автоматический цикл
обработки при получении всего диапазона размеров.
Скорость обработки регулируется дроссельными клапанами.
Привод системы гидроуправления осуществляется от насоса,
смонтиро®анного 'в агрегате 17 с маслоточным и охлаждающим
насосами.
Вертикальная радиально-обжимная машина модели SRD-4131,
предназначенная для обработки полых изделий, несколько отли-
чается от машины SFR-363. Ее механизм обжатия имеет четыре
эксцентриковых вала, установленных симметрично по окружности
и работающих синхронно.
Привод механизма обжатия осуществляется не через централь-
ную шестерню, а посредством одной из крайних. Машина имеет
полностью автоматическое управление, при котором только смена
инструмента производится вручную. Для извлечения оправки из
обжатого изделия служит дополнительный насос высокого дав-
ления (75 атм) с незначительной подачей жидкости. Усилие, раз-
виваемое насосом для вытягивания оправки, составляет свыше
10 т. Для обжатия труб без зажима концов в полом валу уста-
навливается гидравлический противоупор. Это позволяет повысить
производительность труда и сократить время на зажим заготовки.
Общий вид вертикальной радиально-обжимной машины, разра-
ботанной в Китае, изображен на фиг. 53, а.
В нашей стране вертикальная радиально-обжимная машина
(фиг. 53,6) впервые создана НИИТракторосельхозмашем. Ма-
шина опробована в производственных условиях и рекомендована
для промышленного изготовления.
Технические характеристики рассмотренных И подобных им
машин приведены в табл. 10.
Управление вертикальными радиально-обжимными машинами
довольно простое, так как полуавтоматический или автоматиче-
ский цикл работы позволяет осуществить управление с одного
места, с помощью нескольких рукояток или кнопок, размещенных
на панели.
76
Таблица 10
Сравнительные технические характеристики ряда вертикальных радиально-обжимных машин
Машины, изготовленные в
Австрии (модели)
Параметры
Максимальное усилие обжатия в т . . . ,
 Число обжатий в минуту................
| Скорость подачи в mimuh...............
I Наибольший диаметр заготовки, обрабаты-
| ваемой вгорячую, в мм:
• прутка ............................ <
трубы............................
I
Наибольшая длина получаемого изделия в мм
Максимальная глубина обжатия заготовки по
диаметру за один проход в мм...........
Регулируемая глубина обжатия в мм . . .
Максимальный радиус перехода в мм . . .
Наибольшее число ступеней на изделии, ко*
торое может быть получено за 1 рабочий
цикл, без смены инструмента............
Количество бойков......................
Электродвигатель привода бойков:
мощность в кет.......................
число оборотов в минуту...........
Габариты машины в плане в мм...........
Вес машины в т.........................
СССР
КНР
с/з
с/)
сч
сл
сл
СЛ
СЛ
100	80
536	420
90
60
1000	800
18
18
10
100
540
90
1000
18
120	100 60 120
610	— — 600
40	90 60 18
800	1000 600
14,5 6,25
160
540
120
550
90
130
130
1000 ,
1250*	1000
27,5
1480
4250X1980
20	22
—	1400
— 3900X260012100X14101 —
12	12	8,7	10,3
1440
28	22
1400	1400
2900X2500 2500X2200
17	15
Примечание. Габариты машин, изготовленных в СССР, и машины модели SFR>363 приведен с насосной станцией. Габариты прочих
моделей ограничены размерами корпуса машины.
* Длина изделия, полученного на оправке.
Для обработки заготовки на определенный размер машину
предварительно налаживают согласно заранее разработанному
режиму.
При этом для обработки ступенчатых изделий на регулиро-
вочных барабанах устанавливают упоры соответственно задан-
ным длине и диаметру изделия, а для конических изделий вы-
ставляют копиры. После пробного обжатия проверяют размеры
поковки и
производят дополнительную регули-
если необходимо,
Фиг. 53. Современные вертикальные ра-
диально-обжимные машины:
а — машина, изготовленная в Китае; б — машина
конструкции Н И ИТракторосельхозмаша.
ровку. Скорость подачи и
частоту обжатия устанавли-
вают в зависимости от тре-
буемого качества поверхно-
сти. Если необходимо изго-
товить изделие с различны-
ми длинами и поперечными
сечениями, то упоры уста-
навливают на распредели-
тельных валиках один после
другого. Такая система ре-
гулировки обеспечивает
автоматическое управление
процессом за исключением
смены инструмента.
Наряду
с машинами
вер-
тикального исполнения
большое распространение
получили горизонтальные
шатунные радиально-об-
жимные машины.
Примером тяжелой гори-
зонтальной радиально-об-
жимной машины является машина модели SHH 436252 (фиг. 54),
изготовляемая фирмой G. F. М. Машина предназначена для обра-
ботки наружного и внутреннего профиля в полых изделиях
и трубах.
Принцип действия и схема механизма обжатия машины ана-
логичны рассмотренным в вертикальных машинах.
Подающее устройство перемещается в направляющих плиты
сварной конструкции, жестко скрепленной с корпусом машины.
В полом шпинделе зажимной головки имеется два гидравличе-
ских зажима, которые удерживают заготовку при подаче и обжа-
тии. Подача масла к прижимам производится по телескопическим
трубкам. Конструкцией полого шпинделя предусмотрена также
возможность установки оправки.
Вращение заготовки в процессе обработки обеспечивается от
индивидуального электродвигателя через коробку передач, кине-
матически связанную с зажимами.
Скорость вращения заготовки регулируют сменными шестер-
нями.
Возвратно-поступательное движение зажимной головке сооб-
щается от гидравлического привода через систему цилиндров,
поршней и штоков, смонтированных в корпусе машины.
Зажимная головка снабжена рейками с пазами для установки
кулачков или шаблонов следящего устройства программного
управления.
Для обработки полых изделий на оправке машина снабжена
поддерживающим упором и взаимодействующим с ним специаль-
ным приспособлением для крепления оправки со сбрасывателем.
Фиг. 54. Общий вид радиально-обжимной машины
модели SHH-436252.
Поддерживающий упор, расположенный с тыльной стороны меха-
низма обжатия, обеспечивает предварительный зажим заготовки.
С помощью специального приспособления, применяемого пре-
имущественно для обжатия коротких заготовок, изделие может
быть легко снято с оправки.
Наладка машины осуществляется в следующей последователь-
ности.
Вначале посредством включения соответствующих рычагов
пульта управления и установки упоров в пазах барабанов следя-
щего устройства задают программу обработки изделия, затем
устанавливают и регулируют сменный инструмент и оснастку
(бойки, оправку, зажимы); обрабатывают пробную деталь и за-
меряют ее. Отладив процесс с помощью регулирования положения
упоров или подгонки шаблона, приступают к обработке партии
одинаковых деталей.
Пуск машины осуществляют посредством кнопочного включе-
ния. Машина снабжена предохранительным устройством, которое
при нарушении режимов обработки останавливает работу. Весь
рабочий процесс, кроме смены инструмента, при наличии автома-
те
Таблица 11
Технические характеристики тяжелых горизонтальных радиально-обжимных машин
Модель машины
Параметры
SHL-412	SHL-416
SHL-425	SHH-436252	SHH-425201	S НН-416201
Номинальное усилие в бойке в т . . . .
Наибольший диаметр обрабатываемой с
нагревом стальной заготовки в мм*.
прутка .........................
трубы...........................
Максимальная длина обработанного изде-
лия в мм..............................
Количество бойков.....................
Число обжатий в минуту................
Длина рабочей полости бойка в мм • . .
Регулируемая глубина обжатия в мм . .
Скорость подачи заготовки в м/мин** . <
Электродвигатель привода бойков:
мощность в кет .................
число оборотов в минуту.........
Электродвигатель зажима и подающего
устройства:
мощность в кет. . •.............
120
160
250
число оборотов в минуту........
Габариты машины в плане (без насосной
станции) в мм.......................
Вес машины в т:
с одной зажимной головкой . . . .
с двумя зажимными головками . . .
80
80
10000
800
160
10—15
24
18,4
1400
150
150
10000
4
550
200
15—27,5
24
40,5
1400
200
200
10000
4
450
250
17,5—35
24
73,6
1400
36
35
1400
9000 X 2600
9—12
12—18
40
55
1400
9000 X 2600
22—32
28—38
59
80
1400
37—50
42—55
360
320/250*
1000/2500
350
40
24
95
1400
7,36
1400
12 400X 4700
70
250
270/180
1000/2000
4
450
32,5
24
59
1400
4,4
1400
45
160
150/130
1000/2000
4
550
25
24
40,5
1400
2,2
1400
25
*	В знаменателе показаны данные для случая обработки на оправке.
*	* На машинах моделей SHL осуществляется бесступенчатое регулирование скорости подачи в пределах 0—12 м}мин.
изготовляют
J последнем
Фиг. , Схема
механизма обжа-
тия радиально-
обжимной маши-
ны с независи-
мым движением
бойков:
1 —эксцентриковый вал;
2 — шатун; 3 — сфери-
ческая направляющая;
4 — заготовка; 5 — бо-
ек; 6 — неподвижная
опора направляющей.
тической подачи осуществляется автоматически с помощью од-
ного оператора, находящегося у пульта управления.
При отсутствии автоматической подачи для обслуживания по-
дающего и транспортирующего устройства требуется еще один-
два человека.
Горизонтальные радиально-обжимные машины
как с одной, так и с двумя зажимными головками,
случае обеспечивается обработка прутков или
труб неограниченной длины. Такую конструкцию
имеют машины модели SHL.
Технические характеристики машин моделей
SHH и SHL приведены в табл. 11.
В последнее время изготовлена шатунная
радиально-обжимная горизонтальная машина,
имеющая ряд усовершенствований по сравнению
с ранее выпускаемыми машинами, описание ко-
торых было приведено выше.
В отличие от подобных машин шатуны меха-
низмов обжатия в этой машине перемещаются
в отдельных сферических направляющих
(фиг. 55), что обеспечивает независимость дви-
жения бойков <и позволяет осуществлять в случае
необходимости программирование каждого
бойка. Такая схема механизма обжатия пред-
определяет возможность обработки деталей не
только круглого или квадратного, но и прямо-
угольного сечения.
Машина имеет с двух сторон центрирующие
приспособления, снабженные сменными сталь-
ными губками. Необходимость замены губок
вызывается размерами обрабатываемой заго-
товки.
Общий вад радиально-обжимной машины
с центрирующим приспособлением, разработан-
ной в Австрии, показан на фиг. 56.
Заготовка подается в центрирующее приспо-
собление и зону обжатия первым подающим
устройством, выполненным отдельно от машины
мым на любом от иее расстоянии. При этом зажимная головка
с заготовкой с помощью гидравлики передвигается по направляю-
щим станины подающего устройства до центрирующего приспособ-
ления, которое, центрируя заготовку, обеспечивает точность после-
дующей обработки.
При обработке круглого изделия вращение заготовки осуще-
ствляется от индивидуального мотора через редуктор, установ-
ленный на корпусе зажимного устройства.
Обработанный конец заготовки по выходе из машины захваты-
вается вторым подающим устройством, при включении которого
и устанавливае-
6 Зак. 2/545
81
зажим первого устройства отпускает заготовку. Таким образом,
заготовка по всей длине подвергается обжатию. С целью обра-
ботки изделий неограниченной длины зажимные приспособления
имеют сквозное отверстие. В процессе работы зажимное приспо-
собление охлаждается водой, подаваемой непосредственно из во-
допроводной сети.
Фиг. 56. Общий вид радиально-обжимной машины модели SS:
а — вид спереди; б — вид сзади
Машина может работать как с помощью ручного управления,
так и на полуавтоматическом цикле.
Техническая характерстика таких машин дана в табл. 12.
Таблица 12
Технические характеристики ряда горизонтальных
радиально-обжимных машин фирмы GFM
Модель машины
Параметры
SHA
412-А
SHA
412 В
SHA
412-C
SHA
412-D
SHA
412-Е
SHA
412-F
♦
Регулируемая глубина обжатия в мм
Длина рабочей полости бойка в мм
Максимальная длина получаемого
изделия в мм....................
Электродвигатель для подачи гидрав-
лического устройства:
мощность и л. с.................
число оборотов в минуту . .
Электродвигатель зажима:
мощность в л. с.................
число оборотов в минуту . .
Габаритные размеры машины в мм:
длина ..........................
ширина ....................
высота ....................
машины в т..................
17,5
160
500
20
1400
1400
Вес
4500
1500
1410
12,0
17,5
500
20
1400
1400
4500
1500
1440
13,0
10	10
1000
1400
1400
7500
2500
1440
: 1зоо

1400
1400
7500
2500
1440
14,0
10
250
1000
25
1400
1400
7000
2500
1440
15,0
10
259
1300
25
1400
4
1400
7000
2500
1440
15,5
82
Для горизонтальных радиально-обжимных машин фирмы
GFM, приведенных в таблице 2, характерны следующие постоян-
ные параметры.
Номинальное усилие бойков в т................•	. . .	120
Количество бойков...................................... 4
Число обжатий бойками в минуту....................... 800
Максимальный диаметр обрабатываемого прутка в мм .	65
Скорость перемещения зажимной головки в мм!сек:
при рабочем ходе.................................20—150
при холостом ходе............................... 400
Электродвигатель привода бойков:
мощность в л. с................................... 30
число оборотов в минуту......................... 1400
Общий вид радиально-обжимной машины, предназначенной
для получения изделий типа метчиков и сверл, показан на фиг. 57
(табл. 13).
Таблица 13
Технические характеристики горизонтальных радиально-обжимных
машин для профилирования метчиков
Модели машин
Параметры
SHG-412162	SFG-451
Номинальное усилие обжатия в т...............
Диапазон диаметров обрабатываемых заготовок в мм
Максимальная длина обжимаемого участка в мм .
Количество бойков............................
Число обжатий бойками в минуту........, . . .
Регулируемая глубина обжатия в мм............
Электродвигатель привода бойков:
мощность в кет................................
число оборотов в минуту ................
Габаритные размеры машины в мм:
длина ........................................
ширина .................................
высота (от пола)........................
Вес машины в т...............................
120
14—50
160
4
550
15
970
3900
1900
2050
12,5
80
10—40
100
12,5
Работа машины осуществляется в следующей последователь-
ности.
Нагретая заготовка вручную подается • в зажимную цангу 1
(фиг. 58), приводимую в действие нажатием педали 2 воздуш-
ного клапана, установленного с передней стороны на корпусе ма-
шины.
Нажимом «на кнопку «Пуск» в соленоид MV2 поступает ток и
в маслопроводе 3 создается давление, перемещающее посредст-
вом поршня Ка выталкиватель 4 в левое положение. Одновременно
поршень Ki с помощью кольца 5 и тяги вводит заготовку, уста-
новленную в зажимной цанге, в зону обжатия. При этом кольцо
с находящимся на нем упором нажимает па конечный выключа-
ем	83
тель £ь который включает соленоид MV3. В это время поршень Кг
перемещается вправо, стопорит системой рычагов кольцо 5 и на-
жимает на конечный выключатель £г- Последний замыкает со-
леноид MV1, который, в свою очередь, включает в
действие меха-
низм обжатия, и бойки 6 начинают обработку заготовки.
При сближении бойков поршень Кз, связанный с механизмом
обжатия поршнем Кб, под действием, развиваемого снизу давле-
ния перемещается вместе с клином вверх до установки заготовки
в зоне обжатия на заданную
Фиг. 57.
машины
тии на
Общий вид радиально-обжимной
модели SHG-412162 для профили-
рования метчиков.
длину.
В конце обратного хода
бойков тяга 7, кинемати-
чески связанная с механиз-
мом обжатия, поднимается
вверх и нажимает на конеч-
ный выключатель Е^. По-
следний размыкает соленоид
MV3, поршень Кг переме-
щается влево и кольцо 5 ос-
вобождается от стопора.
В предельном левом поло-
жении поршень Кг упором
нажимает на конечный вы-
ключатель £3, который раз-
мыкает соленоид MV2, и
поршни К4 и Ki переме-
щаются вправо. При нажа-
педаль воздушного клапана зажимная цанга освобождает
изделие
Развитие радиально-обжимных машин получило широкое рас-
пространение в Австрии, Швейцарии, ФРГ, США и Японии.
В последнее время начинают осваивать выпуск таких машин в
Англии, Китае и других странах.
В Англии создана высокопроизводительная горизонтальная
радиально-обжимная
машина,
предназначенная
холодной
обработки различных изделий из трубчатых или прутковых загото-
вок. В машине предусмотрена регулировка чисел обжатий
в пределах от 400 до 200 в минуту. Машина состоит из корпуса,
в котором установлено четыре коленчатых вала, приводящих в дей-
ствие шатуны с бойками, и горизонтального стола с подающим
устройством. Последнее обеспечивает вращение заготовки при
обработке.
Полые изделия обрабатываются с помощью оправки, закреп-
ляемой в суппорте стола. При обработке конусных детален при-
меняется программное управление.
Рассмотрев конструкции и принцип работы радиально-обжим-
ных машин, отмстим преимущества этого сравнительно нового
вида оборудования:
84

1.	По сравнению с обработкой на молотах или прессах время
соприкосновения бойков с нагретой заготовкой в этих машинах
является относительно малым; движущийся в потоке окружающего
воздуха инструмент меньше нагревается и имеет большую стойкость.
2.	Отсутствие односторонних ударов исключает вибрацию и
необходимость устройства массивных фундаментов.
3.	Современные конструкции радиально-обжимных машин
предопределяют механизацию и автоматизацию управления тех-
нологическим процессом, что дает возможность одному рабочему
управлять несколькими машинами.
Однако возникновение шума при работе и большие габариты
машины, обусловленные наличием больших удельных давлений
в узлах и деталях машины, ограничивают их применение до по-
следнего времени.
По имеющимся данным [3], в настоящее время разработаны
конструкции обжимных машин с гидравлическим приводом.
Эти машины компактны и сравнительно бесшумны в работе.
Каждый цилиндр развивает давление от 75 до 150 т в зависи-
мости от конструкции. Минимальное давление обеспечивается че-
тырехцилиндровой машиной, максимальное — восьмицилиндровой.
Привод осуществляется от насоса высокого давления. Управление
машиной производится посредством золотника, совершающего
возвратно-поступательное движение.
Подобные машины хотя и сравнительно бесшумны в работе,
однако применение их ограничено. В связи с малой скоростью пе-
ремещения плунжеров полное обжатие осуществляют за один
ход, что требует приложения больших усилий, увеличения габари-
тов машины и большей производственной площади.
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБЖИМНЫХ МАШИН
Подающие устройства должны обеспечить зажим, вращение
и некоторое пружинение заготовки в направлении подачи.
При незначительном обжатии малых изделий в условиях
мелкосерийного или единичного производства наиболее целесо-
образной является ручная подача.
Основным недостатком ручной подачи является то, что она
вызывает усталость и опасность травмирования рабочего, а также
снижает точность обработки.
В серийном производстве, а также при обработке изделий от-
носительно больших размеров, когда осевые усилия принимают
значительную величину, широкое применение находят механиче-
ские, гидравлические и пневмо-гидравлические приводы подачи.
Если пс требуется большой точности, ограничиваются чисто пнев-
матическим приводом подачи.
В массовом производстве для загрузки и подачи применяют
автоматические устройства бункерного и других типов.
85
Ручной привод реечного типа применяется сравнительно редко,
так как подача изделий в зону обжатия непосредственно руками
является более простой и быстрой. Однако применение реечной
подачи дает возможность стабилизировать процесс обжатия и осу-
ществить контроль обработки, особенно в случае обработки корот-
ких изделий, когда при подаче нужно сохранить соосность детали
и инструмента.
Ручной подачей реечного типа может быть снабжена любая
обжимная машина.
Реечные подачи, изображенные на фиг. 59, а и б, снабжены
специальным регулирующим устройством которое контролирует
подачу изделия по длине, обеспечивает необходимое вращение де-
тали и предотвращает се скручивание.
На фиг. 59, в изображена подача, приводимая в действие ру-
кояткой и применяемая для обжатия на оправке легких трубча-
тых изделий типа металлических наконечников для карандашей.
Шпиндельная бабка с оправкой, быстро удаляемой после опера-
ции, перемещается вдоль консоли.
86
Подающее устройство реечного типа для больших деталей
(фиг. 59, г) в передней бабке имеет вырез для возможности ук-
ладки сбоку длинных трубок или стержней. Кулачки, установлен-
ные на блоке цапфы, свободно расположенной на регулируемых
пружинах, зажимают деталь с помощью гаечного ключа. К этой
подаче может быть использован пневматический зажимной пат-
рон.
На фиг. 59, д показана механическая реечная подача, в кото-
рой обрабатываемая деталь удерживается от вращения во фрик-
ционной пружинной муфте.
Механический привод от электродвигателя применяется в по-
дачах ручного, полуавтоматического и автоматического управле-
ния. При ручной подаче скорость подачи регулируют положением
рукоятки, а при полуавтоматической она переключается автома-
тически в зависимости от положения заготовки к зоне деформа-
ции. По окончании цикла обработки зажимное устройство авто-
матически .возвращается в (Исходное положение для загрузки
последующей заготовки. Величина хода подачи регулируется при-
ставными упорами различного рода.
Примером полуавтоматической подачи с приводом от элект-
родвигателя может служить механизм подачи ротационно-обжим-
ной машины модели РК-1, кинематическая схема которого пока-
зана на фиг. 60.
Механизм подачи сообщает движение каретке с заготовкой
и останавливает ее в момент врезания бойков при резком пере-
ходе от одного диаметра к другому. Механизм подачи имеет же-
сткую кинематическую связь с копирным кольцом, регулирующим
87
величину обжатия. Копирное кольцо приводится в движение от
электродвигателя 1 с помощью клиноременной 3, зубчатой zi и
z2 и червячной 5 передач. От вала 2 посредством сменных шесте-
рен z3, zg, Z4 шестерен zs и Zj, конической лары шестерен z& и га и
Фиг. 61. Механизм подачи машины РК-1.
звездочку Zjo движение передается цепи 4, жестко связанной с ка-
реткой. Выключение подачи заготовки осуществляется с помощью
муфты 10 (фиг. 61) и диска с отверстием 11, жестко связанного
с втулкой 13, свободно вращающейся на валике 14.
Муфта может перемещаться вдоль оси валика по шпонке 5.
На муфте с одной стороны (обращенной к диску) укреплен фик-
сирующий палец 12, а с другой — тормозной диск. 9. С момента
начала подачи заготовки (движения каретки) фиксирующий па-
88
лец заходит в одно из отверстий диска, в результате чего движе-
ние шестерни z7, через втулку 13, диск 11 и связанную с ним
муфту 10 передается на валик 14, а от него через коническую пару
шестерен и звездочку на цепь. Под действием пружины 6. палец
муфты удерживается в отверстии диска И.
В начале вращения бойков ролик 2, укрепленный на свобод-
ном конце вилки 4, соприкасаясь с вращающимся кулачком 1,
отклоняет вилку вместе с муфтой влево. При этом вилка повора-
чивается вокруг оси 3, фиксирующий палец выходит из отверстия
диска, и передача движения от шестерни z7 на валик 14 прекра-
щается, а вместе с этим останавливается и цепь, связанная с ка-
реткой. Для быстрой остановки каретки предусмотрено тормоз-
ное устройство. На валике 14 свободно сидит диск 8. Когда
пружина 7 прижимает диск 8 к тормозному диску 9, подача выклю-
чается.
В процессе эксплуатации машины выявлен ряд недостатков
данного механизма подачи, основными из которых являются сле-
дующие:
1.	Зажим заготовки и поддержка ее в процессе работы осу-
ществляется вручную, что вызывает необходимость обслуживания
машины двумя рабочими.
2.	Зажимное приспособление подачи имеет отдельный элек-
тродвигатель, который осуществляет принудительное вращение
заготовки, что является недостатком этой конструкции, так как
у большинства современных механизмов подачи вращение заго-
товки связано со скоростью движения зажимного устройства и
осуществляется от общего привода подачи.
3.	Конструкция подачи предусматривает на каждый типораз-
мер изделия сменные шестерни.
Полуавтоматическое подающее устройство с механическим
приводом применено в ротационно-обжимной машине модели
KR'-Гб, радиально-обжимной машине фирмы «Loose» и др.
Машины, предназначенные для обработки прутков малого диа-
метра (до 10 мм), снабжены механической роликовой подачей,
описание которой дано при рассмотрении машин моделей В201 и
В202.
Автоматические подачи,’обеспечивающие смену заготовок, на-
ходят широкое применение в массовом производстве. Такими по-
дачами снабжены как ротационно-обжимные, так и радиальпо-
обжимные машины.
В легких машинах, используемых для обработки штучных за-
готовок, широкое применение находит полностью автоматическое
подающее устройство с бункером. Таким устройством снабжены
автоматы KR-4 и KR-8, разработанные в Чехословакии, автоматы,
фирмы «Norton» (фиг. 62) и др.
Кинематическая схема автомата, применяемого для изготовле-
ния штифтов, показана на фиг. U3 [22].
89
Шпиндель 3, получающий вращение от электродвигателя Л по-
средством ременной передачи 2 через ременную передачу 4, ва-
лик 5, коническую пару 6, сменные шестерни 15 и 14 и червячную
пару 9 сообщает движение на распределительный вал 8. При ра-
боте автомата кулачки 13 и 7, установленные на распределитель-
ном валу 8, соответственно осуществляют рабочий и обратный ход
механизма подачи и перемещение ножей для отрезки готового
штифта.
По окончании обработки очередного штифта кулачок 12
с помощью рычага 1 (фиг. 64) и толкателя 2 подает цангу 3
Фиг. 62. Ротационно-обжимной авто-
мат фирмы «Norton».
Фиг. 63. Кинематическая схема рота-
ционно-обжимного автомата.
с прутком в направлении механизма обжатия. При этом пруток
входит в цангу 9 и под действием кулачка 10 (фиг. S3) череа зуб-
чатое колесо 7 (фиг. 64) и рычаги 4, перемещающие втулку 5 и
гильзу 8, зажимается в ней.
Зажимая пруток, цанга 9 упирается своим передним торцом
в кулачок 11 (фиг. 63). Во время перемещения гильзы 8 (фиг. 64)
между ее дном и задним торцем цанги 9 сжимается пру-
жина 6.
При отжиме прутка механизм под действием кулачка 11
(фиг. 63) срабатывает в обратной последовательности, рычаги 4
(фиг. 64) освобождают гильзу S, которая пружиной 6 возвра-
щается в исходное положение.
Па Кунцевском игольно-платиновом заводе основной объем
работ по обжатию изделий выполняется на ротационно-обжим-
ных автоматах или машинах, встроенных в автоматические линии.
При этом автоматическая иодача осуществляется двумя спосо-
бами. В первом случае ((риг. 65, а) зажим и перемещение заг >-
по
товки производится специальным клещевым захватом, во втором
(фиг. 66, б) заготовка свободно передвигается в глубоком пазу,
предохраняющем ее от поворота.
Пневматический привод подачи применяется, как правило
в легких машинах.
Фиг. 65. Различные виды механической подачи заготовок.
На фиг. 66, а показан механизм подачи, снабженный скорост-
ным зажимом, установленный в машинах фирмы «Standard» и
действующий от цилиндра с воздухом и маслом. Управление по-
дачи ручное или от ножной педали.
91
Механизм подачи, воспринимающий относительно большие уси-
лия и применяемый при обжатии деталей с большой конусностью,
показан на фиг. 66, б.
Гидравлический привод подачи имеет наиболее широкое при-
менение в обжимных машинах. Этот вид привода обеспечивает
передачу больших осевых усилий и в основном применяется в ма-
шинах, производящих обжатие в конусных бойках с большим уг-
лом.
На фиг. 67, а изображен общий вид механизма для полуавто-
матической подачи, применяемый в машинах фирмы «Stivens
and Bullivent».
Фиг. 66. Механизм подачи с пневмоприводом.
Общий вид механизма для полуавтоматической подачи при об-
жатии изделий вгорячую показан на фиг. 67, б.
На фиг. 67, в показан общий вид механизма для автоматиче-
ской гидроподачи, применяемый в машинах фирмы «Fenn».
Подающее устройство смонтировано на сварном столе, жестко
соединенном со станиной обжимной машины. Зажимное приспо-
собление подающего устройства состоит из двух сменных вкла-
дышей, соответствующих размеру обрабатываемой детали (ма-
ксимальный диаметр 100 мм), подвижной и неподвижной сталь-
ных щек и гидравлического цилиндра. Заготовка подается в за-
жимное устройство сверху. Подача заготовки в зону обжатия
также осуществляется гидропроводом со скоростью от 0 до 75 мм
в секунду. Скорость обратного холостого хода 305 мм в секунду.
Давление, создаваемое насосом при рабочем ходе, регулируется
посредством регулировочного клапана от 0 до 100 кг/см2.
Кинематическая схема подающего устройства машины модели
В205 приведена на фиг. 68.
Последовательность включения определенных узлов меха-
низма подачи видна из схемы гидропривода (фиг. 69).
При пажимс на кнопку «Подача» включается электромагнит
золотника 7 и в рабочую полость гидроцилиндра 9 (фиг. 68, б)
92

Фиг. 68. Кинематическая схема подающего устройства машины модели В205:
а — механизм зажима; б — механизм перемещения заготовок на линию подачи.
Фиг. 69. Схема гидропривода машины модели В205:
/ — обратный клапан Г51-24; 2 — пплиилр механизма зажима и подачи; 3 — дроссель теле-
вой Г77-14; 4 — клапан предохранительный с переливным золотником Г52-14; & — манометр;
6 — гидроцилиндр 1 рансиортера; 7 — золотник четырехходовой Г73-21 с управлением от
электромагнита; 8 — электродвигатель ЛО42-6Ф2, N « 1,7 кет: п — 930 об/мин; 9 - насос
лопастной Г12-12Л;‘/0 — реверсивный золоишк 5Г73-14 электрическим управлением.
91
транспортера поступает масло. Поступательное движение поршня
с помощью пары рейка—кольцо и храпового механизма 7 пре-
образуется во вращательное, и цепи 6 транспортера, снабженные
захватами, переносят заготовку на линию подачи.
Вал звездочек 5 снабжен ленточным тормозом 8 постоянного
действия.
В конце полного хода поршня гидроцилиндра 6 (фиг. 69) транс-
портера включается конечный выключатель ВК1, управляющий
воздухораспределением, и в рабочую полость пневмоцилиндра 1
(фиг. 68, а) поступает воздух. Поршень этого пневмоцилиндра по-
средством системы рычагов воздействует на зажимы 2, которые
и осуществляют захват заготовки. При этом губки зажимов, обли-
цованные резиной, обеспечивают некоторый поворот заготовки
вокруг оси, что предохраняет ее от скручивания.
При повышении давления в рабочей полости пневмоцилиндра
срабатывает находящееся в сети реле давления, дающее команду
электромагниту ЭЗ (фиг. 69) золотника 10, и в рабочую полость
гидроцилиндра 4 (фиг. 68, а) поступает масло. Каретка 3 меха-
низма подачи, связанная с поршнем гидроцилиндра 4, вместе с за-
готовкой подается вперед в механизм обжатия. В конце рабочего
хода включается конечный выключатель ВК2 (фиг. 69), электро-
магнит Э4 золотника 10 срабатывает, и в обратной полости гид-
роцилиндра 4 (фиг. 68, а) создается давление масла, под дейст-
вием которого заготовка, зажатая в губках, возвращается в ис-
ходное положение.
В этом положении включается конечный выключатель ВКЗ
(фиг. 69), управляющий воздухораспределителем, в обратную по-
лость пневмоцилиндра 1 (фиг. 68, а), поступает воздух, и заго-
товка освобождается.
Конструкция гидропривода подачи предусматривает регулиро-
вание скорости подачи заготовки вперед при помощи дросселя 3
(фиг. 69), установленного перед гидроцилиндром 4 (фиг. 68, а).
Подача масла в систему осуществляется лопастным насосом 9
(фиг. 69), приводимым в действие электродвигателем 8.
Масло из рабочей полости гидроцилипдра при обратном ходе
заготовки сливается через обратный клапап 1.
При испытании машины модели В205 па Азовском заводе
кузнечно-прессового оборудования (после отладки отдельных уз-
лов) было отмечено, что этот механизм зажима сложен в изго-
товлении и требует установки дополнительного механизма подачи
заготовки в зажимные губки.
На фиг. 70 приведена схема механизма сравнительно простой
конструкции, осуществляющего зажим, подачу и возврат заго-
товки после обжатия.
Захват заготовки 1 производится зажимами 2, установленными
на концах двух поворотио-тслескопичсскпх рычагов 3. Зажимы
соединены посредством тяги 5 со штоком 6, приводимым в дейст-
вие от гидравлического или механического привода 7.
95.
При движении штока вправо зажимы перемещают заготовку
в механизм обжатия 8. При этом рычаги 3, перемещаясь в направ-
ляющих зажимах, поворачиваются относительно неподвижно за-
крепленных точек 4. После обработки труба или пруток отводится
обратно с помощью пружин 9, действующих на рычаги.
Конструкцией предусмотрена синхронизация работы механизмов
подачи и обжатия.
Требования к конструкциям механизма подач как ротационно-,
так и радиально-обжимных машин по существу одни и те же, по-
этому рассмотренные виды подач, применяемые в ротационно-об-
жимных машинах, можно использовать и в радиально-обжимных
машинах.
Большим недостатком машин, осуществляющих обжатие с пе-
ременной степенью, является отсутствие в них кинематической
связи механизма подачи с механизмом обжатия.
В современных ротационно- и радиально-обжимных машинах
наибольшее распространение получили гидравлические подачи,
обеспечивающие обработку по полуавтоматическому и автомати-
ческому циклу.
ГЛАВА IV
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОБЖИМНЫХ МАШИН
НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МАШИН
И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИХ УЗЛОВ
При определении класса и вида обжимных машин при проек-
тировании следует исходить из принятого технологического про-
цесса (количества переходов), конфигурации и размеров изделия,
режимов обработки и типа производства (массовый, индивидуаль-
ный).
Так, изделия типа валов, имеющие несколько перепадов в се-
чений или удлиненные конические участки, как правило, изготов-
ляют на- машинах с переменной степенью обжатия. Следует при
этом отметить, что при сравнении существующих обжимных ма-
шин шатунные радиально-обжимные машины снабжены более со-
вершенным механизмом регулирования степени обжатия.
Обжатие на один размер (калибровка прутков, обработка за-
готовок с целью улучшения структуры, острение прутков и труб
перед волочением) целесообразно производить на более простых
по конструкции машинах, с постоянной степенью обжатия.
Изделия малых размеров (до 20 мм в диаметре) экономически
выгоднее обрабатывать на ротационно-обжимных машинах, стои-
мость которых по сравнению с аналогичными радиально-обжим-
ными машинами ниже.
Крупные заготовки, требующие приложения больших усилий,
эффективнее обрабатывать на радиально-обжимных машинах,
механизм обжатия которых более надежен в эксплуатации. При
этом следует ориентироваться на многобойковые (четырех- и бо-
лее) машины, так как в этом случае относительно небольшие ра-
бочие поверхности бойков, производящих обработку, не вызывают
чрезмерных нагрузок па звенья механизма обжатия. Для холод-
ного обжатия могут быть применены различные обжимные ма-
шины, а для горячего более применимы вертикальные радиально-
обжимные машины, так как для них проще решить вопрос удале-
ния окалины.
В машинах, предназначенных для горячего обжатия (особенно
горизонтальных), предусматривают охлаждение деталей меха-
низма обжатия прокачиванием жидкости или продуванием воз-
духа через полый шпиндель, которые одновременно удаляют и
окалину.
7 Зак. 2/545
97
Для мелкосерийного или индивидуального производства необ-
ходимо создавать такую машину, которая была бы способна про-
изводить обработку круглых, граненых, сплошных и полых заго-
товок. Этому требованию отвечают ротационно-обжимные ма-
шины кольцевой группы и радиально-обжимные машины.
Для массового и серийного производства, с целью его механи-
зации или автоматизации, лучше использовать горизонтальные
машины, учитывая, что вертикальные обжимные машины менее
приспособлены к встраиванию в автоматические линии, так как
требуют специальных устройств ориентаций заготовки.
Для калибровочных операций прутков и труб диаметром до
10 мм целесообразно применять простую по конструкции и срав-
нительно недорогую в изготовлении роликовую подачу.
Для повышения производительности машины необходимо в
конструкции узла подачи предусматривать возможность ускорен-
ного холостого хода с последующим автоматическим переключе-
нием скорости подачи на необходимую по технологическому про-
цессу величину; исключать холостой ход механизма подачи (это
может быть обеспечено непрерывностью процесса в одном направ-
лении, осуществлением подачи из бунта при производстве мелких
деталей и снабжением машины механизмом отрезки готовых изде-
лий); сокращать время на переналадку инструмента и копирных
устройств, что может быть достигнуто применением гидрокопира,
обеспечивающего различную величину обжатия, в сочетании с бес-
ступенчатой регулировкой скорости подачи заготовки.
В ротационно-обжимных машинах износостойкость наиболее
нагруженного узла (сепаратора с роликами), как подтвердил
опыт эксплуатации машины модели РК-1 [7], повышается, помимо
использования прочных материалов, за счет применения сепара-
тора с амортизационные устройством.
Ролики рекомендуется выполнять несколько увеличенных раз-
меров и полыми.
В радиально-обжимных машинах с целью повышения износо-
стойкости и надежности работы машины в целом не рекомен-
дуется использовать валы, к которым крепится инструмент, как
приводные.
Отслаивание металла («питтинг») с поверхности деталей, вос-
принимающих высокие давления, может быть частично исключено
путем омеднения контактирующих поверхностей или смазывания
их под давлением.
С целью уменьшения шума при работе в ротационно-обжим-
ных машинах целесообразно предусматривать масляную или во-
дяную рубашки в корпусе механизма.обжатия, увеличивать вес
корпуса и станины, а также обеспечивать плавное зацепление пол-
зуна с роликом, применяя такую конструкцию хвостовика пол-
зуна, которая обеспечила бы его скольжение по роликам без от-
рыва.
98
РАСЧЕТ РОТАЦИОННО-ОБЖИМНЫХ МАШИН
Полный расчет ротационно-обжимных машин складывается
из определения режимов работы, энергетического и прочностного
расчетов.
Режимы работы
1.	Расчет скорости подачи заготовки:
vs=l~ мм/мин или vs=-^~- mmImuh, (42)
где 1п — требуемая длина обрабатываемого прутка в мм/час;
13 — длина исходной заготовки в мм\
Пч — требуемый выпуск изделий в час.
2.	Определение общего времени на обработку одного изделия:
,	60.60
— сек-	(43)
3.	Определение машинного времени на обработку одного изде-
лия:
= to6Wt tecn tn. 3.	(44)
Вспомогательное и подготовительно-заключительное время
принимаем по нормам, принятым для соответствующей отрасли
с учетом степени механизации машины.
4.	Определение числа потребных обжатий на обработку од-
ного изделия:
•	(45)
где Xi — величина абсолютного удлинения заготовки в первой
зоне деформации [7],
s Г (</- — rf„) — 2s tg у (d0 + s tg j jl
>ч =--------------33-------------- мм,	(46)
s — величина подачи на одно обжатие в мм!обж.
Для расчета величину подачи s принимаем равной 1,5—2,5%
от длины рабочего конуса бойков, т. е.
s г-- d~da' (0,015	0,025).	(47)
2 IK 2
При этом 1,5% надо принимать при отделочных операциях, а
2,5% —при заготовительных.
5.	Необходимое число обжатий заготовки в минуту опреде-
лится из соотношения
тм t'" обж/мип.	(48)
7»
99
6.	Исходя из условий получения необходимой производитель-
ности, а также специфики конструкции, определяем необходимое
количество роликов в сепараторе и число оборотов шпинделя
(обоймы):
для шпиндельных и кольцевых машин
(49)
где /= 0,4 -4-0,5 — коэффициент, учитывающий скольжение сепа-
ратора [7];
р—число роликов в сепараторе;
п — число оборотов обоймы или шпинделя в минуту;
для барабанных машин
"гж=Р(« + «|).	(50)
где п — число оборотов обоймы в минуту;
— число оборотов шпинделя в минуту.
Указанные величины определяем подбором, задаваясь попере-
менно р или п до получения приемлемых для принятой конструк-
ции значений.
Энергетический расчет
Энергетический расчет включает в себя расчет главного при-
вода машины и расчет привода механизма. подачи.
Привод машины должен быть рассчитан исходя из универ-
сальности ее работы.
Важным фактором, определяющим возможности ротационно-
обжимной машины, является величина работы, которую может
выполнять машина за цикл при определенных условиях.
С другой стороны, согласно теории электропривода, выбор
электродвигателя должен производиться по условиям нагрева.
В практических расчетах для учета нагрева пользуются методами
эквивалентных величин, в частности методом эквивалентного тока.
Таким образом, для определения основных параметров элек-
тропривода (номинальной мощности электродвигателя и момента
инерции маховика) необходимо произвести расчет работы, кото-
рую он способен обеспечить в заданном режиме при условии со-
блюдения равенства эквивалентного и номинального тока.
Прежде чем перейти к рекомендуемому методу расчета, рас-
смотрим характерные особенности конструкции и эксплуатации
ротационно-обжимных машин (отличающие их от кривошиппы/
прессов) применительно к условиям работы привода. К таким осо-
бенностям относятся относительная беспрерывность работы ма-
шины, исключающая частые включения и отключения ее; срав-
нительно большое количество ходов инструмента в минуту
(2000—6000 и выше и зависимости от размеров машины), опре-
деляющее стабильность работы; отсутствие большого количества,
промежуточных деталей в цепи «заготовка—двигатель», исклм/-
100
чающих в определенной мере потери на трение непосредственно
в узлах машины; частичное восполнение функций маховика, осо-
бенно в тяжелых машинах, вращающейся массой рабочей го-
ловки (шпинделя или обоймы с роликами); сравнительно неболь-
шое (10—12) отношение времени обжатия к полному времени
цикла и уменьшающееся до 4—5 в соответствии с увеличением
размера машины; затрата дополнительной работы на преодоление
сил трения, возникающих в очаге деформации, в связи с враще-
нием во время обжатия заготовки и инструмента.
Известно, что работа, затрачиваемая прессом на осуществле-
ние процесса, слагается из полной работы на выполнение опера-
ции Аопер, работы на разгон подвижных частей пресса при вклю-
чении муфты Апч и работы на возмещение потерь при холостом
ходе Ах и может быть выражена соотношением
Ап == Аопер Апч -J- Ах.	(51)
Рассмотрим значение указанных величин применительно к ус-
ловиям работы ротационно-обжимных машин.
Полная работа на выполнение операции Ао„,рс учетом потерь
на трение в зоне деформации и узлах машины и потерь на упругие
деформаций деталей машины слагается из трех величин:
Аопер^^ Ап Атр Ад,	(52)
где Ат — полезная работа на выполнение технологической опе-
рации в кгмм,- определяемая из соотношения
An = Fl^.	(53)
В этой формуле
/0 — длина участка заготовки, подвергающегося обжатию,
в мм\ находится из равенства объемов до и после об-
жатия;
°s— среднее напряжение цикла, определяемое из соотно-
шения (37);
8 = 1п^— истинная степень деформации.
При этом F и Fi — площади сечения заготовки соответственно
до и после обжатия.
Потери работы Атр, связанные с трением в зоне деформации,
можно представить как часть от полезной работы соотношением,
справедливость которого для ротационно-обжимных машин под-
тверждена опытами [26]:
Атр — Ат	.	(54)
sin 2’ • cos
Как видно, данное соотношение учитывает только влияние тре-
ния в зоне деформации и не учитывает потерь на трение в узлах
101
машины. Исходя из данных исследования и оговоренных выше
особенностей, можно предположить, что пренебрежение этим фак-
тором не вызывает особой погрешности и такое допущение в це-
лях упрощения расчета можно принять.
Потери работы Ад, связанные с упругими деформациями де-
талей машины (бойков, роликов, обоймы), зависят в основном от
величины обжатия заготовки и удельного давления, воспринимае-
мого инструментом.
На основании проведенных опытов эти потери можно выра-
зить зависимостью
а
2 ‘8 2
^д~	' з ’	•	(55)
Учитывая особенности конструкции и эксплуатации ротацион-
но-обжимных машин, оговоренные выше, и проведенные исследо-
вания [12], можно допустить, что величина работы на разгон под-
вижных частей является незначительной и ею для практических
расчетов можно пренебречь.
Теоретические расчеты в настоящее время не позволяют с га-
рантированной степенью точности определить величину потерь
холостого хода, так как она, кроме конструктивных размеров де-
талей, зависит от качества их обработки и сборки, смазки, натя-
жения ремней и т. п. Как показывают данные исследования, отно-
шение мощности электродвигателя, расходуемой на вращение ма-
ховика вхолостую, к номинальной мощности электродвигателя
колеблется в пределах 0,06—0,3. Большие значения относятся
в основном к прессам небольшого тоннажа открытого типа.
Исходя из опыта проектирования ротационно-обжимных ма-
шин, для практических расчетов можно принять
ЛХ = 0,25ДОЯР,.	(56)
Таким образом, общая потребная работа на формоизменение
кг • мм. (57)
а
У। 2 *2
а а 3 В
sin -Q- * COS -у
1 »25 ^опер
Средняя потребная мощность
кт	Ап	(58)
— Т(ИМ) • 102 • tM Квт’
где
(59)
Зпая среднюю мощность, выбираем по каталогу больший
электродвигатель. При выборе электродвигателя с. повышенным
102
скольжением следует ориентироваться на мощность, соответ-
ствующую ПВ = 100%.
Зная величины Ncp и NH, можно найти коэффициент k, харак-
теризующий работу, которую может выполнить электродвигатель
за цикл при условии соблюдения равенства эквивалентного и но-
минального тока:
k=N^-.	(60)
По табл. 14 принимаем группу электродвигателя и в соответ-
ствии с найденным значением k по графику (фиг. 71) находим до-
ft
1,0
о,9
Ofi
о,7
0.6
0,5
W
0,3
0t2
0,1
0,02 0,04	0,06 0,08 0.10	0.12	0.Ш 0.16 0,18 0,20 0,22 0,24 5
Фиг. 71. График для определения коэффициента k.
пустимое максимальное скольжение .электродвигателя за цикл
Smax, которое для условий расчета ограничено и «равно 0,25.
Таблица 14
Группы электродвигателей в соответствии
с механическими характеристиками
Тип электро- двигателя	Синхронное число оборо- тов в минуту	Группы													
		Мощность в кет													
		0,6	1,0	1,7	2,8	. 4»7	7,0	10,0	14,0	20,0	28,0	40,0	55,0	75,0	100,0
АО	750	—	—	—	—	1	1	1	1	1	1	1	1	—	—
	1000	—	7	7	6	6	2	2	2	2	2	2	1	1	—
	1500	7	7	6	6	6	6	2	2	2	2	2	2	2	2
АОЛ	750														
	1000	—	7	7	6	6			h		—				
	1500	7	7	6	6	6	6		ь			—			
103
Продолжение табл. 14
Тип электро- двигателя	Синхронное число оборо- тов в минуту	Группы													
		Мощность в кет													
		0,6	1,0	1,7	2,8	4,7	7,0	10,0	14,0	20,0	28,0	40,0	55,0	75,0	100,0
А	750	—	—	—	—	3	3	3	3	3	3	3	3 '	—-	—
	1000	—	7	7	6	6	3	3	3	3	3	3	3	3	—
	1500	7	7	6	6	6	6	4	4	4	4	4	4	4	4
АОС	750	—-	—	—	—	9	9	9	9	9	9	9	9	—	—
	1000	—	10	10	10	9	9	9	9	9	9	9	9	9	—
	1500	10	10	10	9	9	9	9	9	9	9	9	8	8	8
АС	750	—	—	—	—	10	10	10	10	9	9	9	9	—	—
	1000	—	—	—	—	—	10	10	10	10	9	9	9	8	—
	1500	—	—	—	—	—	—	10	9	9	9	9	8	8	8
АК	750	—	—	—	—	7	7	7	7	6	6	6	6	—	—
	1000	—	—	9	9	7	7	7	6	6	6	6	5	5	—
	1500	—	—	—	9	7	7	6	6	6	5	5	5	5	5
Найденное скольжение определяет минимальные размеры ма-
ховика для данного электродвигателя по условиям нагрева.
Допуская незначительное влияние момента инерции маховика
на разгон подвижных частей и общий результат расчета, опреде-
лим момент инерции маховика, приведенный к валу электродви-
гателя,
IM9— 2-°пер<>- кгм • сек2,	(61)
MS9	АЛ	9	' J
шнач — шоп
где <»нач — угловая скорость вала электродвигателя перед опера-
цией. Она может быть принята равной скорости при
холостом ходе, т. е.
шнач== (1	0>25smax)	>	(62)
шоп — угловая скорость вала электродвигателя после выпол-
нения рабочей операции,
= швкл — шс (1 — «шах) сек >	(63)
где — синхронная угловая скорость вращения электродвигателя.
104
Размеры маховика определяем по формуле
DM=-\f228lMm+^^ м,	(64)
м г	’	v ’
где g = 9,81 — ускорение силы тяжести в м/сек2-,
1МШ— момент инерции маховика, приведенной к валу
шпинделя;
/ —II2
‘мш —	,
где i — передаточное отношение от шкива двигателя на маховик;
Ьо — ширина обода маховика в л;
Т — удельный вес материала маховика в кг/м6.
В случае, если по расчету требуется маховик сравнительно
больших размеров, что может быть, если Ncp незначительно от-
личается от NH, целесообразно принять больший электродвига-
тель и произвести перерасчет маховика.
Анализ проведенных расчетов показывает, что для случаев
обжатия заготовок одинакового диаметра при сравнительно рав-
ных режимах обработки (свойства обрабатываемого материала,
степень обжатия, угол конуса, число оборотов шпинделя или обой-
мы, количество роликов) расхождение между значениями мощ-
ностей двигателей, определенных вышерассмотренным методом, и
паспортными данными современных ротационно-обжимных машин
является незначительным, что подтверждает его приемлемость.
Сравнение результатов расчета данного метода с существую-
щим методом расчета [7] показывает, что последний дает занижен-
ные значения параметров привода по сравнению с первым, дан-
ные которого близки к действительным.
Исходная степень обжатия в зависимости от размеров обжи-
маемой заготовки также изменяется (табл. 15).
Таблица 15
Рекомендуемая при расчетах степень обжатия
Диаметр в мм		Степень обжатия в %	Диаметр в мм		Степень обжатия в %
прутка	трубы		прутка	трубы	
До 10	До 20	35-50	20-50	40-100	10—20
10—20	20—40	25—40	50—100 Свыше 100	100—200 Свыше 200	5—10 До 5
В каждом отдельном случае необходимо, чтобы принимаемая
при расчете величина степени обжатия соответствовала и была
не ниже заданной.
105
Прочностной расчет
Прочностной расчет при проектировании ротационно-обжим-
ных машин, как показывает опыт СКБ-10 и ЦБКМ, производится
только для основных деталей: обоймы (кольца), станины, роли-
ков и шпинделя.
Расчет обоймы производится из условий восприятия ею только
нормального давления рср, возникающего от натяга при запрес-
совке обоймы в станину. Определение части нагрузки, передавае-
мой от обоймы на станину, является
довольно сложной задачей, требую-
щей специальных методов, и потому
в расчете опускается.
Расчетная схема нагружения
обоймы показана на фиг. 72.
Нормальное давление, испыты-
ваемое обоймой и станиной, опреде-
ляется величиной натяга прессовой
посадки и в пределах упругих де-
формаций может быть найдено по
формуле.
ър 103
p = ~d • с,—кг1мм> (65)
И £2
d2K + dH .
i*1; с2 — fi—rp i*2’
ик ин
Ър— расчетный натяг для посадки в мк-,
— коэффициент Пуассона для кольца, изготовленного из
стали;
р.а— коэффициент Пуассона для станины, изготовленной из
чугуна;
d*— наружный диаметр обоймы;
de — внутренний диаметр обоймы;
dK— наружный диаметр кольцевой части станины (или корпуса
рабочей головки), предназначенной для установки обоймы;
2?! = 2,1 • 104 кг/мм2 — модуль упругости материала кольца;
£2 = 1,05-104 кг] мм*— модуль упругости материала станины.
Максимальное нормальное давление р,пах определяем при ус-
ловии равенства максимальному натягу, а минимальное давле-
ние Ршш — при минимальном значении 8р.
Среднее нормальное давление
„	___ Anax + Pmln
"ер	2
(66)
I0G
Окружное напряжение в обойме от действия среднего нормаль-
ного давления
Изгибающий момент и нормальное усилие в любом сечении
кольца от действия усилий обжатия Р определится по формулам:
для 0 < 9' < у
М = Р d» + de [0,6366 — 0,5 (sin 6' + cos O') ];
Ar=0,5P(sin6/-|-cosO/);
для у < 0' < к
Ж =	[0,6366 —0,5(sinO' —cosO')];
N = 0,5Р(sifl 0' — cos O').
В этих формулах 0 — угол распределения нормальных
ний. •
Максимальные значения изгибающего момента Afmax
мального усилия Nmax будут в тех сечениях, в которых
О' < 0, у , ТС И у .
Напряжение в кольце от действия Afmax
п _______________________ 24Л1щах
изг~ bK(d„-d,)* •
где Ья — ширина кольца (обоймы).
Напряжение в кольце (обойме) от действия Nmax
_______________________ 2Мпах
/>— bK(dH-dep •
Наибольшее напряжение в обойме от действия нормального
давления рер и усилия обжатия Р
°тах == аизг ар 4“ °’
а наименьшее напряжение
°mln — аизг ар а‘
Условию прочности обоймы должно соответствовать соотно-
шение
°1Ш1Х	°д«л-
(68)
давле-
и нор-
(69)
(70)
107
Если условие прочности не удовлетворяется, размеры обоймы
изменяются и производится перерасчет детали.
Расчет станины выполняется упрощенным методом, применяе-
мым в теории скрепленных цилиндров.
Известно, что деформация обоймы (кольца) под действием
внутреннего давления рх' выражается формулой
_]-(*! d^-'dlpo d ]+н d2td2(px-p0)
к~ • d2 d2 -2-t- Ei • (d2H-d2e\dH
а изменение внутреннего радиуса станины — формулой
,, _1 — р-2 dHPo dH . 1 + |*2 dHdKpo
Е2 d2_d2 • 2 + Е, • (d2-d2AdH’
ft	ft	\ К	ft J п
(71)
(72)
где Ро — давление, возникающее между обоймой и станиной.
Исходя из предположения, что напряжение am)n, создаваемое
давлением р'х, действует по всему наружному диаметру кольца
равномерно, определяем р'х по формуле
— dg
Px~dH + dg
Давление р0 определяется из условия совместной деформации
обоймы и станины. Если принять ик = ис, то
(3 + Hi) d%px
А) —	Et(d2-d2Y
(1 н) + 2 (1 + Pi) + [(1 — р-г) + 2 (1 + р-2) d%] _; / ,2	~J2\
— dH]
Так как между обоймой и станиной действует нормальное дав-
ление рср, то станину рассчитываем на суммарное давление
Рс=Рср+Ро-	(73)
Наибольшее напряжение растяжения в станине для толсто-
стенной цилиндрической оболочки может быть определено по фор-
муле
___ < + <
р~ d2-d2 'Ре'
к н
Полученное напряжение в станине в силу принятых предполо-
жений несколько завышено, по для практических расчетов при-
емлемо.
Контактное напряжение между обоймой и роликом опреде-
ляется по формуле
(74)
< = 0,591
(75)
108
а контактное напряжение между ползуном и роликом — по фор-
муле
„=o.4I8/5M	(76)
где Р — усилие обжатия;
I—длина ролика;
£1 = 2,1 • 106 — модуль упругости ролика и обоймы в кг]см2',
dp—диаметр ролика в мм\
г„ = (0,5 -ь 2) Ь — радиус закругления ползуна.
Большой радиус закругления обеспечивает менее резкое соуда-
рение бойков с роликами сепаратора, что способствует меньшему
износу.
Фиг. 73. Схема взаимного расположения ползуна и ролика при обжатии:
1 — ролик; 2 — ползун.
В конструкции ползуна со вставным роликом радиус послед-
него принимается равным —(5-4-10) мм. В бойках, контакти-
рующихся с коническими роликами, закругленная часть выпол-
няется под углом, равным углу конуса роликов (около 2—3°).
Е2 = 2,1 • 106 — модуль бойка и ролика в кг!см2.
Условие прочности будет удовлетворено, если
ак < вдоп ак <1 а0оп-
Расчет шпинделя. На шпиндель действуют максимальный
крутящий момент, создаваемый составляющими Рг (фиг. 73) и Рх
от усилия обжатия Р, и усилие от клииорсменной передачи.
Усилие от клипорсмеппой передачи при верхнем расположе-
нии электродвигателя частично компенсируется весом маховика
и потому, в целях упрощения расчета, не учитывается.
109
Ослабленное сечение шпинделя показано на фиг. 74. Напря-
жение кручения в этом сечении определяется по формуле
т =-------------1	(77)
-DlO— k*)
где
В основу определения Мк примем положения, разработанные
применительно к ротационно-обжимным машинам [7].
Фиг. 74. Сечение шпин-
деля.
Фиг. 75. Схема взаимного распо
ложения бойка и заготовки
в начале обжатия.
Максимальный крутящий момент определяем исходя из не-
скольких значений крутящих моментов для различных углов со-
пряжения бойка с роликом 0' (фиг. 73). Как показали проведен-
ные расчеты, крутящий момент достигнет максимального значения
в интервале углов 0', соответствующих началу и концу обжатия,
т. е. 0' = &обж до 0' = 0.
При расчете определяют: а) значение угла 0^., соответствую-
щее началу обжатия заготовки,
где
(78)
d„
a^R„ — -2+k-r„-,
k = О,55(/ ± |/(0,55d)2 — s tg J (1,\d- s tg ™ ).
Ra и dp принимают из конструктивных соображений в зависи-
мости от размеров машины;
НО
б)	длину дуги АВ (фиг. 75), по которой происходит соприкос-
новение поверхностей бойков и заготовки для различных значе-
ний р' в вышеуказанном интервале.
Ьдв^с • 0,034906гЛф,	(79)
где с = 4 — коэффициент, учитывающий контактное скольжение
между бойком и заготовкой.
гж=0,55й —stg^-;
ф «г = 180° — <р'.
При этом
0,25<Р +- (0,05d — Л')2 — А
C0S<f =	</(0,05 —Л')
Л'=К(^ + гл)2 + Я« —2cosp'(rp + r„) /?а + г„ — Ra + rp,
где
ГР=2
в)	усилие Рг, действующее на боек, параллельно оси OYOZ
(см. фиг. 73) для различных значений Р':
=	(80)
р
где Ргй = -^- (при двух бойках; Р — усилие обжатия);
Lz— длина дуги, соответствующая данному углу;
£г0— длина дуги в конце обжатия;
г)	усилие Рх, действующее перпендикулярно радиусу враще-
ния OXOZ для аналогичных углов Р'>
р  ______PzRq s*n Р'_.	/Й1 \
х~ /?оcos ₽'-(гр + гп) ’
д)	крутящие моменты для разных углов Р':
М, = 2Р'[~ЦйГ	+ г»cos<Р' + ?)] + 2РА„sin(р' + Р),	(82)
где
(го 4- rn) sin В'
= + (8:|»
Определив таким образом максимальный крутящий момент и
подставив его значение в формулу (77), находим напряжение кру-
чения в ослабленном сечении, которое не должно превышать до-
пускаемое.
Расчет остальных деталей аналогичен расчету подобных дета-
лей в других машинах и в настоящей работе не приводится.
111
РАСЧЕТ РАДИАЛЬНО-ОБЖИМНЫХ МАШИН
Разработка рекомендаций и методики расчета шатунных ра-
диально-обжимных машин представляет известную трудность
в связи с тем, что имеющиеся данные по расчету таких машин не-
достаточно проверены в производственных условиях, так как опыт-
ные образцы этих машин находятся в стадии отладки.
Учитывая заинтересованность проектных организаций в мето-
дике расчета радиально-обжимных машин, а также перспектив-
ность этого вида оборудования, автор счел необходимым приве-
сти в данной работе обобщенный порядок расчета, в основу
которого положены имеющаяся проектная документация и каталож-
ные данные по радиально-обжимным машинам отечественного и
иностранного производства.
Расчет кинематики
кривошипно-шатунного механизма обжатия
Скорость подачи заготовки в зону обжатия определяется из
уравнения (42), а общее и машинное время и число потребных
обжатий на обработку одной заготовки — соответственно по фор-
мулам (43)—(45).
Число ходов шатуна (оборотов эксцентрикового вала) в ми-
нуту должно удовлетворять соотношению (48).
Взаимное расположение звеньев механизма обжатия и заго-
товки в момент соприкосновения бойка с заготовкой показано на
фиг. 76’.
112
Угол Ро' поворота кривошипа, при котором начнется обжатие
бойком заготовки, может быть найден по формуле, выведенной из
рассмотрения треугольника O1O2O3:
^ + >|2_(л0_/г + х0-л')-
см?«=-------------ад---------
(84)
где Лп — расстояние между осью эксцентрикового вала (осью
кривошипа) и продольной осью заготовки;
R — радиус кривошипа;
х — расстояние между продольной осью заготовки и нижней
поверхностью бойков в любом положении кривошипа;
хп— значение х в момент соприкосновения бойка с заго-
товкой,
Л|) ~ 4	& cos2 ?? + 4« tg у — S tg у) sin2 ? 1 •
В этой формуле
а—угол конуса бойков;
— угол скоса бойков;
h' — нижний предел значения х при Р' = 0,
= stg yjcosfp
Угол р между осью шатуна и линией центров зубчатой пере-
дачи находится по теореме синусов
D
sin^= OA£i<-
НО
OyO.^Ah — R + x — h\
следовательно,
p
sinp'.
Максимальный угол отклонения шатуна от линии центров зуб-
чатой передачи определяется выражением
В соответствии с этим полный угол качания направляющей
шайбы за каждый поворот кривошипа.
Т	2р|пах.
Из фиг. 76 устанавливаем, что величина x0—h' — y представ-
ляет собой рабочий ход бойков, в течение которою происходит
я 3»к. 2,545	113
деформирование заготовки. При этом зависимость между углом 0'
поворота кривошипа и величиной хода выразится формулой
(85)
Для облегчения последующих расчетов результаты вычисления
хода бойка в зависимости от угла
Фиг. 77. Типовые графики нагрузок и кру-
тящих моментов.
поворота кривошипа сводим
в таблицу, в которой интер-
валы между углами назна-
чаем от р'=0 до Р'=Р'о-
Величины Ло и R выби-
рают из конструктивных со-
ображений.
Определение усилия
обжатия и построение
графиков нагрузок
Потребное усилие обжа-
тия можно определить по
формулам (17), (24) и (33)
в случае изделия конической
формы и по формулам
(35) или (36) в случае
изделия цилиндрической
формы.
Ввиду того, что зависи-
мость между усилием обжа-
тия и ходом бойков до на-
стоящего времени не уста-
новлена, по аналогии с
обработкой в закрытых
штампах допускаем, что усилие изменяется по закону параболы
четвертой степени в зависимости от величины у. Для нашего случая
закон изменения усилия деформирования может быть записан
в виде
=	(86)
Уо
где Рр, — текущее значение усилия деформирования в зависи-
мости от хода бойка у (или от угла р' поворота кри-
вошипа);
у0 — значение величины хода бойка в начале обжатия при
ух текущее значение величины хода бойка в интервале
углов от р'-~0 до Р' = Р().
Hi
По полученным значениям Ру строим график Ру — типовой
вид которого приведен на фиг. 77, а.
Г рафик крутящих моментов Мк (фиг. 77, б), действующих на
одном эксцентриковом валу, строится по формуле
кгм> (87)
где тк= т% + т^' — значение приведенного плеча крутящего
момента кривошипного механизма, соответ-
ствующее углу Р', при котором найдено
усилие Ру, в см.
При этом т?' =/?(slnP'	sin 2P'j — идеальное плечо,
а = ~ydoc +	- 10 + х)	- плечо трения.
1 2r ’ COS ат
В этих формулах
• г — радиус начальной окружности шестерни, установ-
ленной на главном валу;
а,„ — угол зацепления шестерен; .
лк — угол, определяющий взаимоположение зубчатых
колес (при трех кривошипно-шатунных механиз-
мах ал = 60°, при четырех аж = 45п);
R — радиус кривошипа в см;
kM = a^-'r—условный коэффициент шатуна;
ц' —0,06— коэффициент трения в опорах;
d3 — диаметр эксцентрика в см;
Ап — расстояние между осью кривошипа и осью заго-
товки;
. rf0 +
аос——2-------средний диаметр опорных шеек эксцентрикового
вала.
Работа, затрачиваемая на одно обжатие заготовки с учетом
потери на трепне в кривошипно-шатунных механизмах машины,
находится на основании графика крутящих моментов Мк по за-
висимости
Ap — mkMk^F,	(88)
где т число кривошипно-шатунных механизмов;
—масштабы крутящих моментов и углов, принимаемые
по графику (фиг. 77);
F— площадь, ограниченная графиком моментов, в мм*.
в*
116
Определение мощности электродвигателя
Максимальный суммарный крутящий момент, принимаемый
для расчета привода, определяется из соотношения
где Л4™ах — максимальный крутящий момент на одном эксцентри-
ковом валу, определяемый по формуле (87).
Условный крутящий момент на валу электродвигателя в соот-
ветствии с методикой ЦБКМ определяется по формуле
/	АД п
Ич^-+28-7тИ-	<89>
\	Ро / 3
где п — число оборотов эксцентрикового вала в минуту, удов-
летворяющее зависимости (48);
пэ — принятое число оборотов вала электродвигателя в ми-
нуту.
Относительная продолжительность рабочего хода
_ 0,159Лр	(90)
х~ МД-ч ’
В этой формуле
. и,
i = ~n — передаточное отношение;
т) = Ипс'ЧпЛп^кп — к- п- Д- машины согласно принятой кинемати-
ческой схеме,
где т)Я(. = 0,98 — к. п. д. подшипников скольжения;
7^ = 0,995 — к. п. д. подшипников качения;
т)вя = 0,97 — к. п. д. зубчатой передачи;
т]яп = 0,94 — к. п. д. клиноременной передачи.
Коэффициент статической .нагрузки на валу электродвигателя
k3 =	**	.	(91)
3	7,0 -4- kx	'	'
Наибольшая расчетная мощность электродвигателя
NP = 1,19 • 10-8ЖяА \kx -t- k3 (1 - Лж)].	(92)
По каталогу подбираем электродвигатель с числом оборотов,
равным пв.
Определение необходимого момента инерции и размеров
маховика
Приведенный к одному эксцентриковому валу, номинальный
крутящий момент М'к электродвигателя, установленного па ма-
шине, составит
/и;	•	(93)
if tnn	'	'
116
Момент М’к показан на фиг. 77, б пунктирной линией. Работа
электродвигателя на время одного обжатия заготовки
4 =	(94)
где Гй — площадь заштрихованной части графика крутящих мо-
ментов соответствующая работе электродвигателя
за одно обжатие.
Работа, которую должен совершить маховик за время одного
обжатия, находится как разность значений, полученных по фор-
мулам (88) и (94), т. е.
_ Ap—Ag
* ''lan Чпе
Необходимый момент инерции маховика
,	22,84,(2 + *)»
(95)
(96)
где пм — число оборотов маховика;
* = 0,02— принятый коэффициент неравномерности хода махо-
• вика.
Размеры маховика (фиг. 78) должны удовлетворять соотноше-
нию
JM < 2 Л = 2 0,01	(Dt - d}),
(97)
где Jt — момент инерции рассматриваемого элемента маховика
относительно оси вращения в кгм • секг\
bi — ширина элемента в м\
It — удельный вес элемента в кг/м9-,
Di и dt — наружный и внутренний диаметры элемента i в м.
Время пуска электродвигателя (разгон маховика) определяется
по формуле
,  2,68 • Ю-i . 2 Jin2M
п k-ин (^л ’F К») NH
(98)
где £„„ = 0,95 — коэффициент, учитывающий момент инерции де-
талей привода;
11	—кратности пускового и максимального моментов
электродвигателя, принимаемые по каталогу.
Найденное время Т„ сравниваем с допустимым для данного
электродвигателя.
Расчет на прочность эксцентрикового вала
Расчетная схема нагрузки вала представлена па фиг. 79.
Для этой схемы наиболее опасными являются сечения а—а,
b—b и с—с.
Н7
Напряжение в сечении а—а [5]
(99)
где Рта— максимальное усилие на шатуне в конце обжатия;
тк — значение приведенного плеча крутящего момента кри-
вошипно-шатунного механизма в конце обжатия.
Рис. 78. Расчетная схема
маховика:
/, 2 и 3 — элементы маховика.
С
Фиг. 79. Схема распределения нагрузки
на эксцентриковом валу.
Напряжение в сечении b — b
яьь_ь =	+ тк кг/см2,	(100)
где
/г ____________	. и____ h (h ~h — 0*5/4) sin (ак 4- gw)
1	2 Ua + /3) ’	rK (1% + У cos аш *
гк — радиус начальной окружности шестерни эксцентрикового
вала.
Напряжение от крутящего момента в сечении с—с
Л1П1ах
=	(101)
где W—момент сопротивления ослабленного шпонкой сечения
вала.
Коэффициент запаса прочности « = ^— .У и должен быть
не менее 1,5.
ПК
Расчет на прочность приводного вала
Крутящий момент на приводном валу
..	тМк™'
Мк.	. - кгм,
(102)
где / — — передаточное отношение между-центральным зубча-
тым колесом Zj и шестернями z2, установленными на
эксцентриковых валах.
Схема распределения сил, действующих на приводной вал, для
четырех кривошипно-шатунных механизмов (т = 4) приведена
на фиг. 80.
Фиг. 81. Схема сил, действующих
на приводной вал.
Фиг. 80. Схема распределения
нагрузки на приводном валу.
Окружное усилие Ро — ^^, где d — диаметр начальной ок-
ружности зубчатого колеса г,.
Распорное усилие Рр — Ро tg аш.
Проектируя силы на ось X, имеем
— Рй cos 45.° + Р„ cos 45° = R^.
Проектируя силы на ось К, имеем
Ро sin 45° + Рр sin 45° = Pw,
где RiOp и Reep— составляющие опорных реакций.
Опорные реакции определяем в соответствии со схемами дей-
ствующих сил, представленными на фиг. 81.
В горизонтальной плоскости (фиг. 81, а)
- па__________________ Riop I 6)
119
В вертикальной плоскости (фиг. 81, б)
па Л (/ + ij) + Reeph
*ееР=-------------------------1------;
/? = G±QP,
где О — вес маховика;
Qp — давление на вал от натяжения ремней, определяемое по
формуле Qp = 2soz sin .
В этой формуле
s0 — предварительное натяжение ремня в покое, определяе-
мое по табл. 29 стр. 583 [19] в зависимости от размера
приводного клинового ремня;
z — число ремней;
а0 — угол обхвата шкива ремнем.
Значение знака между G и Qp принимается в зависимости от
расположения электродвигателя по отношению к маховику.
Reep + к) + Rk
R4eP =-------/--------•
Суммарные опорные реакции:
для опоры А
для опоры Б
Величину суммарного изгибающего момента SzW определяем
в том сечении, где суммарные опорные реакции достигают своего
наибольшего значения.
где
^вер ^вер (нюх)!ху ^гор ^гор (шах)Аг*
Поверочный расчет вала на усталостную прочность прово-
дится по методу, приведенному в справочной литературе [19] и др.
Расчет корпуса механизма обжатия
Ввиду того, что специальные методики расчета коробчашх
конструкций довольно сложны, расчет производится в предполо-
жении, что передняя стенка корпуса воспринимает через подшип-
ники эксцентрикового вала усилия Рс, равные половине усилия
обжатия:
(103)

120
Согласно расчетной схеме (фиг. 82) наиболее опасным сече-
нием передней стенки корпуса является сечение а—а.
Фиг. 82. Расчетная	Фиг. 83. Схема сил, действующих
схема корпуса механиз-	на поворотную камеру,
ма обжатия.
Напряжение растяжения в этом сечении
1,41Р<.
F ’
где
F—h(B — Dy).
Величина должна удовлетворять условию
< Н/
В качестве материала для корпуса механизма обжатия исполь
зуют сталь 3 с <звр = 500 кг! см2.
Расчет и конструирование поворотной камеры
Этот расчет производится в том случае, если машина предна-
значена осуществлять обработку с переменной степенью обжатия.
Из приведенной схемы взаимодействия сил (фиг. 83) видно,
что наружный диаметр камеры DK определится из условия равен-
ства моментов, возникающих в механизме обжатия и поворотной
камере в процессе обработки:
рр — рр (»<>« \)
(104}
где Р — усилие обжатия;
Е — наибольшее значение эксцентрицитета от точки О до
точки О,;
f — коэффициен т трения между поверхностью камеры п кор-
пусом, равный 0,06 (в случае смазки);
/Л(Unix) ~ наибольший диаметр поворотной камеры (для случая
неравномерного трения).
Г2Ь
Таким образом,
л —
(max) — у/ •
В случае равномерного трения устойчивость узла обжатия
обеспечивается камерой, имеющей
л , ,____(|j|ai‘)
'-'к (min) —	2	’
однако, учитывая возможность некоторой неравномерности тре-
ния, диаметр поворотной камеры принимается
DK~ (0,85 -ь 0,90) DK (, пах).	(105)
Расчет прочих узлов и деталей производится в соответствии
с общепринятой методикой [17] и [19].
ГЛАВА V
ТЕХНОЛОГИЯ РОТАЦИОННОГО ОБЖАТИЯ
КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗДЕЛИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ ОБЖАТИЕМ
Все изделия, которые изготовляются на ротационно- и ради-
ально-обжимных машинах, можно классифицировать, положив
в основу классификации конфигурацию изделий и технологиче-
ские возможности оборудования, на котором они обрабатываются.
Как видно из табл. 16, к I классу отнесены изделия, которые
можно изготовить на машинах простого действия, осуществляю-
щих постоянную степень обжатия. Детали этого класса имеют
один перепад сечения. Детали с переменным сечением (конусным,
пирамидальным, ступенчатым) относятся к данному классу только
в том случае, если длина обрабатываемой части изделия не пре-
вышает длину рабочей части инструмента.
Таблица 16
12.1
Продолжение табл. 16
Так как технологические возможности машин простого дей-
ствия с переменной степенью обжатия более многообразны, то
II класс изделий, изготовляемых на обжимных машинах, пред-
ставлен в классификации несколько шире. При этом изделия с пе-
ременным сечением по длине могут иметь обрабатываемую часть,
превышающую длину рабочего участка инструмента.
Изделия, отнесенные к 1 и II классам, могут имен, в сечении
как круг, так и многогранник.
Разбивка изделий по группам выполнена в зависимости о г
конфигурации изделий. К первой группе отнесены изделия с од-
носторонним обжатием; ко второй — изделия, у которых обжаi не
осуществлено в обе стороны от середины к концам изделия.
124
Третья группа представлена деталями, у которых обжатие вы-
полнено от концов к середине по длине изделия.
В четвертую группу входят, изделия особо сложной конфигура-
ции, у которых обжатие осуществлено как от концов к середине,
так и по краям.
Изделия, показанные в пятой группе, — сборные.
Каждая группа, исходя из особенностей технологического про-
цесса, включает в себя две подгруппы, которые для всех групп
в основном характеризуются общим признаком.
Так, к подгруппе «а» отнесены детали, участок обжатия которых
представляет цилиндр или параллелепипед.
В подгруппу «б» включены детали с конусным или пирамидаль-
ным участком обжатия.
ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ И КОНИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
Из рассмотренной классификации (см. табл. 16) видно, что
обрабатываемые изделия являются в основном цилиндрическими
или коническими. Исключение составляют детали четвертой
группы, изготовляемые специальным фасонным инструментом.
Следует отметить, что перепад сечений под прямым углом
с небольшим радиусом перехода в изделиях сплошного сечения
в основном осуществляется только на радиально-обжимных ма-
шинах.
Что касается ротационно-обжимных машин, то на них могут
быть получены только такие ступенчатые изделия, в которых пе-
репады сечений выполнены под углом, равным углу заходного
конуса бойков.
Длина обрабатываемой заготовки зависит от конструкции ма-
шины. Так, вертикальные машины могут обрабатывать изделия
длиной до 1 м в связи с ограниченным перемещением заготовки.
На горизонтальных машинах можно производить обработку за-
готовок практически неограниченной длины.
Длина обработки изделия с переменным профилем также
обусловливается конструкцией машины, размерами и геометрией
инструмента. В машинах е постоянной степенью обжатия эта
длина не превышает длины рабочей части инструмента.
С целью увеличения длины обжимаемого профиля в ряде моде-
лей машин фирмы «Standard» предусматривается возможность
замены и установки более длинных бойков.
На машинах, производящих обработку с переменной степенью
обжатия, профилирование на необходимую длину обеспечивается
бойками небольшой длины, работающими по заданной программе.
Наиболее отлаженным и распространенным процессом получе-
ния ступенчатых изделий является обжатие по нисходящей сту-
пени в одну сторону от исходного диаметра (см. табл. 16,
группу 1).
125
Если требуемая степень обжатия не превышает допускаемую,
то вся обработка производится за один проход, если превышает,
то последовательно на очередной диаметр с возвращением заго-
товки после каждого прохода в исходное положение. Допускае-
мая степень обжатия определяет максимально возможный пере-
пад сечений заготовки без защемления за один проход.
Обработка изделий второй группы (см. табл. 16), у которых
обжимаемые участки расположены в обе стороны от середины за-
готовки, производится с поворотом. Обжатие каждой стороны из-
делия выполняется в такой же последовательности, как и при
одностороннем обжатии.
При горячем обжатии после обработки одной стороны необ-
ходимо дополнительно нагревать вторую половину заготовки.
Обрабатывать все участки за один проход с одного нагрева
целесообразно в том случае, если из одной заготовки изготавли-
вается несколько деталей. Обработка одной детали может быть
неэкономична в связи с наличием отхода металла, зажимаемого
в подающем устройстве.
Ступенчатые валы, отнесенные к третьей группе (см. табл. 16),
в основном изготовляют на радиально-обжимных машинах без
поворота (конец заготовки, находящийся в зажиме, не подвер-
гается последующему обжатию) и с поворотом заготовки.
Из ротационно-обжимных машин детали третьей группы мо-
жно получить только на двухшпиндельпых машинах.
Из схемы процесса (фиг. 84) видно, что заготовка подвергается
обжатию не сразу после подачи ее в рабочую зону, а лишь после
перемещения внутреннего шпинделя и, соответственно, бойков
в направлении подачи. Перемещение внутреннего шпинделя свя-
зано с подающим устройством.
Для получения удаленных от краев заготовки местных обжатий
цилиндрического или иного фасонного профиля применяется так
называемый метод гидроформовки, осуществляемый на машинах,
схема механизма обжатия которых показана на фиг. 28, в. Об-
жатие производится посредством пары клиньев гидравлического
действия,, перемещающихся согласно заданной программе.
Конические участки изделия можно получить обжатием следую-
щими тремя способами:
1.	В бойках, имеющих длину конической части несколько
больше длины конуса изделия (фиг. 85,а). Расстояние к между
плоскостями бойков в их сомкнутом положении в процессе обжа-
тия не изменяется. Разновидностью этого способа является полу-
чение двух конических поверхностей с разными углами, переходя-
щих одна в другую в сменных бойках относительно небольшой
длины. Этот способ применим только при обработке отдельных
заготовок.
2.	В бойках с длиной рабочей конической части мсныпей
длины конуса изделия (фиг. 85, б). Глубина обжатия в процессе
обработки изменяется.
126
3.	В бойках с суммарной длиной конических ручьев, равной
общей длине конусов изделия (фиг. 85, в). Степень обжатия в про-
цессе обработки также изменяется.
При первом способе вследствие большой поверхности заго-
товки, подвергаемой деформации за одно обжатие в конце про-
цесса, требуется большое усилие.
Вторым способом можно получить конический участок практи-
чески любой длины с одной установки заготовки (как отдельной..
Фиг. 84. Последовательность обжа-
тия иа двухшпиндельной ротацион-
но-обжимной машине:
л — в начале процесса; б — в конце про-
цесса; / — заготовка; 2 — боек; 3 — ролик;
4 — ползун.
Фиг. 85. Способы получе-
ния конического профиля
на ротационно-обжимных
машинах.
так и от прутка) без смены бойков. Потребное усилие обжатия,
будет меньше, чем при первом способе.
При третьем способе в отличие от двух первых заготовка во
время обработки не перемещается, а усилие обжатия возрастает.
Вероятность защемления заготовки, обжимаемой по второму
пли третьему способам, исключается благодаря тому, что радиус
ручья по всей длине бойков обычно равен или больше половины
диаметра заготовки.
Равномерное обжатие по периметру изделия обеспечивается
благодаря вращению заготовки или инструмента.
Целесообразность применения одного из этих способов должна
определяться в каждом отдельном случае, исходя из условий
производства и экономических соображений.
127
Обработка изделий конической формы применительно ко всем
труппам, представленным в классификации, может произво-
диться как на ротационно-, так и на радиально-обжимных ма-
шинах.
Как было указано ранее, существующие ротационно- и радиаль-
но-обжимные машины производят обработку изделий с постоян-
ной и переменной степенью обжатия.
В первом случае форма детали обеспечивается конфигурацией
и размерами рабочей полости бойков в закрытом состоянии, т. е.
когда профиль ручья инструмента полностью соответствует форме
•изделия .
Во-втором случае обжатие изделия осуществляется инструмен-
том простой конфигурации за счет автоматического изменения за-
крытого расстояния между бойками в процессе обработки, в со-
ответствии с предварительной наладкой программирующего
устройства.
ОБРАБОТКА СПЛОШНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Профилирование участка заготовки, длина которого не превы-
шает длины инструмента, является довольно простой операцией.
Точность обработки изделия по длине
Фиг. 86. Типовые схемы
автоматического обжатия:
а — обжатие по цилиндру; б — об-
жатие на конус; 1 — патрон для
зажима заготовки; 2 — заготовка;
3 — бойки.
при этом обеспечивается упорами, выста-
вляемыми на пути движения заготовки
или подающего устройства.
На современных машинах цикл обжа-
тия ступеней для большинства изделий
выполняется автоматически после уста-
новки заготовки в зажимную головку и
включения пускового устройства.
Рассмотрим этот случай на примере
работы радиально-обжимной машины по
двум схемам (фиг. 86). С целью четкости
и простоты изображения бойки на
этих схемах показаны непрерывно дви-
жущимися вдоль неподвижно установ-
ленной детали. В действительности
бойки работают только в неподвиж-
ной плоскости перпендикулярной оси
заготовки, в то время как последняя
вращается и перемещается между
бойками вверх и вниз или вправо и
влево.
Исходной заготовкой (фиг. 86, а)
является цилиндрический пруток, пока-
занный на фигуре пунктиром. В начале работы бойки сходятся
в рабочее положение, соответствующее минимальному перепаду
сечения или диаметру. При вращении и движении заготовки вниз
128
вся ее длина до верхнего заплечика А обжимается на этот
диаметр.
Затем бойки расходятся и заготовка начинает перемещаться
вверх до тех пор, пока не будет достигнуто заданное нижнее по-
ложение заплечика В. В этот момент бойки начинают автомати-
чески сближаться и обжимать заготовку до наименьшего диа-
метра на длине Б—В. По достижении точки Б бойки снова
раскрываются и готовая поковка перемещается вверх до
упора.
Рабочая поверхность бойков представляет собой часть ци-
линдра. Управление процессом осуществляется с помощью упо-
ров 14 (см. фиг. 50), установленных на распределительных ба-
рабанах 7 и /3.
На фиг. 86, б приведена схема обработки вала с коническим
переходом. Управление процессом осуществляется как с по-
мощью упоров, так и копировальным устройством, кинематиче-
ски связанным с механизмом обжатия посредством поворотной
камеры.
Обрабатывают вал в следующей последовательности. При
включении машины заготовка быстро подается через разведен-
ные бойки в зону обжатия. По достижении нижнего среза за-
плечика Г бойки автоматически сближаются и обрабатывают
верхнюю часть конического участка. По мере подачи вращаю-
щейся заготовки вверх бойки в процессе обжатия будут сбли-
жаться до тех пор, пока нижние края бойков не достигнут по-
ложения Д. Это движение бойков управляется конусом-копиром,
установленным на распределительном барабане.
На участке Д—Е производится обработка заготовки с посто-
янной степенью обжатия.
По достижении положения Е бойки расходятся и изделие бы-
стро поднимается вверх. В этом случае верхняя половина рабо-
чей поверхности бойков выполнена на конус, а нижняя по ци-
линдру.
Примером обработки сплошных изделий сложного профиля
па ротационно-обжимных машинах может служить изготовление
шпинделя прядильного веретена.
Ротационным обжатием шпиндель может быть получен раз-
дельным способом и способом непрерывного профильного обжа-
тия. При первом способе изделия обрабатывают на машинах про-
стого действия в три последовательные операции (табл. 17),
причем каждой операции соответствует определенный комплект
бойков. Такой способ применяется на машинах фирмы «Fenn» и
в чехословацкой промышленности.
Однако при таком способе из-за наличия трех устаповов
снижается не только точность обработки, но и производитель-
ность как за счет увеличения вспомогательного времени, так и
за счет потери на холостых ходах при обратном выходе заго-
товки из зоны обжатия.
9 Зпк. 2/515
129
Таблица 17
Технология обработки шпинделя правильного веретена способом
раздельного ротационного обжатия
м
опера*
НИИ
Наименование операции
Эскиз
1
2
Отрезка заготовки
Правка
3 Обжатие пяточного конуса
4 Обжатие большого конуса
(с поворотом)
Обжатие цилиндрической шейки
(с поворотом)
Способом непрерывного профильного обжатия, разработан-
ным В. И. Любвиным и С. И. Ермишиным, обработка шпинделя
веретена на Коломенском заводе «Текмаш» осуществляется из
прутка за один уставов. Схема процесса по данному способу
приведена на фиг. 87.
Как видно из схемы, вначале процесса (фиг. 87, а) при посте-
пенном сближении бойков осуществляется профилирование пя-
точного конуса шпинделя. При этом роль заходного конуса бой-
ков выполняет профильный конус 2. а калибровочного — обрат-
ный конус 3.
130
После максимального обжатия (фиг. 87, б) бойки расходятся
и по мере подачи заготовки обрабатывают большой конус шпин-
деля последовательно заход-
ным 1 и профильным 2 кону-
сами. По достижении точки Б
(фиг. 87, в) бойки резко уг-
лубляются в заготовку и на
участке АБ (фиг. 87, г) обжи-
мают ее с постояной степенью
на цилиндр. От точки А бойки
вновь начинают сходиться
и обжимать пяточный ко-
нус.
Положение бойков относи-
тельно оси заготовки изме-
няется посредством конусного
кольца (см. фиг. 28,а), связан-
ного с барабаном-копиром.
Развертка профиля барабана-
копира показана на фиг. 88.
Технологическая последова-
тельность' и время обработки
ряда изделий со сплошным се-
чением приведены в табл. 18.
Фиг. 87. Технологическая последо-
вательность обработки шпинделя вере-
тена при профильном обжатии.
Фиг. 88. Развертка профиля барабана-копира.
1 участок цилиндрической шейки; 2 — врезание; 3 — участок большого конуса;
4 — участок пяточного конуса.
Таблица 18
Примеры обработки изделий со сплошным сечением на ротационно»
и радиально-обжимных машинах
Материал и раз- меры заготовки в мм	Эскизы технологических операций и изделий	Общая труд )- емкость изго- юнле- II и я в сек.	Модель машины	Примеча- ние
Стал», конст- рукционная, И 90X805	Г*1	<=*1 	И..... j	р| л Estes- 450	по ЗМ 190	70	SHL	С нагре- вом
9*
131
Продолжение табл. 18
Материал и раз- меры заготовки в мл	Эскизы технологических операций и изделий						Общая трудо- емкость изго- товле- ния в сек.	Модель машины	Примеча- ние
Сталь конст- рукционная, 0 120X700		—	ь- 8| I	§ о| § Sh JI PX		I	100	SHL	Нагрев и обжа- тие с поворо- том
		760	300 ' 190 ' 190 710							
SHL
То же
Сталь конст-
рукционная,
0 60x1100
Сталь конст- рукционная, 0 100X835	5]	 ®l	St					80	SHL	С наг- ревом
	♦ 1	-250*-		—	050						
Сталь конст- рукционная, 0 60X210			§	ФЦ ФЗЧ		51		12	SHL	To же
					Zd-					
					'—Г ^65 -4 38					
			L/P3 			Ч 1С 				т				
										
Слаль конст- рукци онная, 0 43X545	X1	to О		el 3 _ и!				15	SHL	С наг- ревом
		-- 4		- —	—		1. • *									
					-JX	юв_				
				9	‘tu i						
										
132
Продолжение табл. 18
Материал и раз-
меры заготовки
в мм
Эскизы технологических операций
и изделий
Общая
трудо-
емкость
изго-
товле-
ния
в сек.
Модель
машины
Примеча-
ние
Сталь конст-
рукционная,
0 38X480
20
SHL
С на-
гревом
Сталь конст-
рукционная,
0 62X715
20
SHL
То же
Сталь воль-
фрамовая,
0 12
25
.Stan-
dard*
Вхолод-
ную
Сталь углеро-
дистая, 0 15
25	— То же
Сталь конст-
рукционная,
0 28X376
*7io* SFR-363
W---
В знаменателе приведено под।<попнтсльно-заклlooinс чьнос время.
С наг-
ревом
133
Продолжение табл. 18
Материал и раз- меры заготовки в мм	Эскизы технологических операций и изделий		Общая трудо- емкость изго- товле- ния в сек.	Модель машины	Примеча- ние
Сталь конст- рукционная, 0 34X216	» *9 	*4			SFR-363	С наг- ревом
	it- см it-				
	О * *				
Сталь конст- рукционная, 0 32X270			”/»*	SFR-363	То же
	02!			‘2s			
	й» -X 1	565					
^Сталь конст- рукционная, 0 40X248	фчо rti i 020 ; • t ФЗО \ “**		ТО/13*	SFR-363	То же
	Г |- ч L- 	580 	!—1				
ет/20* SFR-363 То же
Сталь конст-
рукционная,
0 65X300
Сталь конст-
рукционная,
0 72X160
и5/зз* SFR-3G3 То же
* В знаменателе приведено подготовительно-заключительное время.
131
Продолжение табл. 18
Материал и раз- меры заготовки 1 в мм	Эскизы технологических операций *	и изделий	Общая трудо- емкость изго- товле- ния в сек.	Модель машины	Примеча- ние
Сталь конст- рукционная, 0 95X604	^^55 <£95 Оо Ст) ' 5=3	1 □	123/w*	SFR-363	С наг- ревом
Сталь ШХ9,
0 Ю
18,7 PK-I
Вхолод-
ную
| Сталь конст-
j рукционная,
j 0 5,4X28
14,5	В-202 То же
Сталь РФ1,
!	0 10н-40
SFG-451
С нагре-
вом
♦В знаменателе приведено подготовительно-заключительное время.
ОБРАБОТКА ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ
Полые заготовки могут быть обработаны как бойками слож-
ной конфигурации с длиной рабочей части, равной длине обра-
батываемого участка, так и бойками небольшой длины простой
формы, изменяющими свое положение относительно оси заго-
товки при обжатии в соответствии с заданной программой,
В первом случае (фиг. 89, а, б) заготовка подается в зону
обжатия на определенную длину, ограниченную специальными
фиксаторами (стопорами) на пути движения механизма подачи
или упорами, выставляемыми на регулирующих барабанах про-
граммирующего устройства.
135
Фиг. 89. Схемы обработки полых изделий без оправок:
1 — изделие; 2 — заготовка; 3 — боек.
Фиг. 90. Схемы обработки полых изде-
лий на оправках:
1 — оправка; 2 — заготовка; 3 — боек; 4 — упор;
5— изделие; 6 — съемник (подвижный упор).
По достижении указанного положения бойки, обжимая враща-
ющуюся заготовку, постепенно сближаются, что обеспечивает
равномерную деформацию и исключает возможность появления
складок на изделии.
Во втором случае (фиг. 89, в) управление процессом, как пра-
вило, осуществляется автоматически. При включении машины
бойки устанавливаются в положение 1, определяемое упором
вертикального барабана, при котором диаметр их сомкнутой по-
лости равен или более диаметра заготовки d. По достижении
положения 2 и до того момента, пока вращающаяся заготовка
при своем движении вправо не достигает положения 3, опреде-
ляемого упором на горизонтальном барабане, бойки работают
вхолостую (стрелка на схеме не заштрихована). В этом положе-
нии расстояние между бойками сокращается до диаметра di, (по-
лож. 4), и при последующем перемещении заготовки влево они
(т. е. бойки) производят обжатие. В положении 5 расстояние ме-
жду сомкнутыми полостями бойков резко уменьшается и конеч-
ный участок обжимается по диаметру di. В конце процесса бойки
расходятся в соответствии с положением упора 8 вертикального
барабана, а изделие перемещается влево из зоны обжатия до
упора 9.- При этом машина автоматически выключается и гото-
вая деталь извлекается из зажимной головки.
Подобный цикл обработки (фиг. 89, г) применен при изготов-
лении полой детали с тремя ступенями обжатия.
Если при обработке полых заготовок основной задачей ставится
изменение наружных размеров и точности по внутренней поверх-
ности не требуется, то обжатие при определенных соотношениях
наружного диаметра к толщине стенки трубы ^-у<35^ можно
производить без оправки. Если соотношение указанных размеров
не удовлетворяет условию, то во избежание появления складок на
изделии необходимо применять оправки.
В ряде случаев требуется выдержать точность как внутренних,
так и наружных размеров и обеспечить концентричность форм.
Это достигается путем использования оправок различной кон-
струкции.
На фиг. 90, а приведен пример получения профиля на внутрен-
ней поверхности изделия. Заготовка в виде цилиндрической вгулки
(или трубки) надевается на оправку, состоящую из двух частей
с разъемом по наименьшему диаметру, и подается в механизм
обжатия. Бойки согласно заданной программе сходятся и от по-
ложения 2 обжимают заготовку на диаметр d> по пути ее пере-
мещения до положения 3. Достигнув упора 3, механизм подачи
изменяет направление движения, а бойки при обратном ходе ка-
либруют изделие.
Обработка полых изделий па оправке 1 с неподвижным уно
ром 4 и подвижным упором 6 показана па фиг. 90, б. В про-
цессе обжатия упор 6 под действием деформированного металла
137
отходит вправо, прижимая заготовку к упору 4. Конусная по-
верхность бойка выполнена в соответствии с конусом изделия.
Процесс обжатия и обратного выдавливания (комбинирован-
ный процесс) показан на фиг. 91, а. Цилиндрическая заготовка,
установленная между упорами 2 и 5, при включении машины пе-
ремещается влево до положения 2 навстречу движущемуся пу-
ансону-оправке 1, который на своем пути прошивает заготовку на
Программирующее усюройстОи
6)
Фиг. 91. Схемы комбинированных про-
цессов:
1 — оправка; 2 — съемник; 3 — заготовка;
4 — боек; 5 — упор-пуансон; 6 — изделие.
глубину, ограниченную упо-
ром 3 горизонтального бара-
бана.
При этом бойки сходятся и
на пути следования заготовки
обжимают ее по диаметру di
до тех пор, пока кулачки,
установленные на подающем
устройстве, не коснутся
упора 5. после чего разой-
дутся, а изделие с пуансоном-
оправкой и подвижный упор
2 возвратятся в исходное поло-
жение. Готовая деталь сни-
мается с оправки с помощью
съемника-упора 2.
Процесс двухстороннего
выдавливания и обжатия заго-
товки фасонным бойком осу-
ществляется по схеме, приве-
денной на фиг. 91,6.
Обработка изделий из глу-
хой полой заготовки видна из
схемы процесса, приведенной
на фиг. 90, д.
Рассмотренные процессы
обработки полых изделий вы-
полняются на радиально-обжимных машинах модели SHH фирмы
•GFM (см. характеристику машины в табл. И).
Технологическая последовательность и время обработки неко-
торых типовых изделий полого профиля приведены в табл. 19.
Следует отметить, что использование метода обжатия с по-
мощью оправки для наиболее сложной и точной операции (по-
лучения внутренних нарезов канала оружейного ствола) послу-
жило причиной создания первых радиально-обжимных машин.
Размеры исходной заготовки и готовой детали подобного типа
приведены в табл. 20, п. 1.
Винтообразные нарезки на внутренней поверхности соедини-
тельных муфт могут быть получены также и на ротационно-об-
жимных машинах кольцевой группы. В этом случае предвари-
тельно выточенная заготовка (табл. 20, п. 2) насаживается ла
138
Таблица 19
Примеры обработки полых изделий на ротационно-
и радиально-обжимных машинах
Материал и размеры
заготовки'в мм
Эскизы технологических операций
и изделий
Общая
трудо-
емкость
изго-
товле-
ния
в сек.
Тип или
модель
машины
Примеча-
ние
Стальная труба,
0 120X12,5X750
Модель
SHL
С нагре-
вом без
оправки
Стальная труба,
0 90X5X820
35/ю* То же То же
Стальная труба,
0 65X7X620
2Ю/2о*
То же
Вхолод-
ную с
оправкой
Стальная труба,
0 180X20X1730
Изготовляется
прошивкой
8°/<0*	То же	С нагре- вом и поворо- том без оправки
—	—	—
«“/.О*	Радиаль- но-об- жимная	С нагре- вом па оправке
Л.1	Го же	То же
*В знаменателе приведено нодююнитсльно- «включи гелыюе время.
139
Продолжение табл. 19
Материал и размеры заготовки в мм	Эскизы технологических операций и изделий						Общая трудо- емкость изго- товле- ния в сек.	Тип или модель машины	Примеча- ние
Штампуется из листа	80						«’V	Радиаль- но-об- жимная	С нагре- вом на оправке
		Исходная заготовке							
			1						
		<27							
	°О 1 J Э |-р о t ]	Шг в							
				Л 7 л 								
			*rLU	"						
Стальная труба, 0 162X14X180	Избыточный метм езГ \ О >	f > 7:			>л			ЭТ/20*	То же	Вхолод- ную на оправке
	«о S		ЬрА/яН	S*1 1 *'					
704—1
Стальная труба, 0 165X47,5X200	S 1 *4		j—«-760——	г		37/20*	То же	То же
			1-^2^ — -3/0 —u					
Стальная труба,
0 102x12,5x785
2*/2О* SRD-4131
С нагре-
вом на
оправке
1 В 1НЛМС11ПТСЛС пришлет) полготони юльио- «включи гельное время.
1 10
Продолжение табл. 19
Материал и размеры
заготовки в мм
Эскизы технологических операций
и изделий
Общая
трудо-
емкость
изго-
товле-
ния
в сек.
Тип или
модель
машины
Примеча-
ние
Стальная труба
0 133X 27X140
1 операция
I
опер.
5%>о*
SRD-4131
С нагре-
вом на
оправке
U операция
II
опер.
со/2о*
То же
Стальная труба, 0 12SX 19,5X320	щ		5J5 				62				а- «о та	38Ь*	SRD-4131	То же
Стальная труба, 0 95X3,5X^65	5*			— 2Б0—^		о- е				30/г,*	Радиаль- но-об- жимная	С нагре- вом на оправке
Стальная труба,
0 50
JO Модель Вхолод-
фирмы ную
„Stan-
dard “
Латунная труба,
0 12,5
15 'Го же То же
*13 знаменателе приведено под)оюнитедьно laiono’iitir и.ное щеми
1 11
Продолжение табл. 19
Материал и размеры
заготовки в мм
Эскизы технологических операций
и изделий
Общая
трудо-
емкость
изго-
товле-
ния
в сек.
Тип или
модель
машины
Примеча-
ние
Стальная труба,
0 25 •
Модель Вхолод-
фирмы ную
„Stan-
dard*
Латунная труба,
0 15
18 То же То же
Алюминиевая
труба, 0 10
7 То же То же
оправку, имеющую соответствующую нарезку, прочно на ней за-
крепляется и подается в зону обжатия. При своем движении за-
готовка обжимается бойками, и металл заполняет впадины ме-
жду витками нарезки на оправке. После обжатия внутренние
формы и размеры муфты точно соответствуют оправке.
Таблица 20
Примеры профилирования внутренней поверхности полых изделий
на ротационно- и радиально-обжимных машинах
Продолжение табл. 20
20/t5f
— 35—.J
Примечание. Обработка прению штся на фасонных оправках без нагрева.
В настоящее время методом обжатия па оправках получают
сложные конфигурации от обычных шлицевых канавок (п. 3,
табл. 20) до криволинейных поверхностей (п. 4 и 5 табл. 20).
ИЗ
ПРИМЕРЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ ОБЖАТИЯ
Рассматривая технологические возможности метода обжатия,
следует особо указать на применение этого прогрессивного ме-
тода в таких операциях, которые иными методами могут быть
выполнены с большими затруднениями.
По данным американской фирмы «Fenn» методом обжатия
разрешен ряд проблем, выдвинутых промышленностью.
Одна из таких проблем заключается в производстве срав-
нительно небольших гидравлических плунжеров из сплава на
алюминиевой основе. В связи с хрупкостью материала получе-
ние цилиндрического
профиля диаметром
1,27 мм представ-
ляло большую труд-
ность.
Уменьшение по-
перечного сечения
обжатием повысило
пластичность спла-
ва и позволило из-
готовить плунжеры
необходимых разме-
ров.
Изготовление на-
конечников газосва-
Фиг. 92. Специальные виды обработки обжатием.	рОЧНЫХ	аппаратов
длиной 101,6 мм
представляло трудоемкий процесс, так как необходимо было на
этой длине произвести сверление семи отверстий диаметром 1,3 мм
под углом с последующей их калибровкой.
Применение обжатия разрешило и эту задачу. В исходной за-
готовке 1 (фиг. 92, а) диаметром 27 мм и длиной 30 мм были
просверлены отверстия диаметром 2,5 мм с необходимым укло-
ном, в которые затем ввели оправки из рояльной проволоки.
Собранную таким образом заготовку -с оправками обжали
до необходимых размеров (см. фиг. 92, а поз. 2).
Сборные нагревательные элементы (фиг. 92,6) изготовляют
обжатием в следующей последовательности. Трубку герметиче-
ски закрывают с одного конца и устанавливают в вертикальном
положении. Сверху в трубку симметрично ее оси вводят последо-
вательно спираль и оправку. После этого в пространство между
трубкой и оправкой засыпают окись магния. Обжатие осущест-
вляют па ротационно-обжимной машине удлиненными бойками
в несколько проходов, чтобы нс нарушить положение спирали.
Па ротационно-обжимных машинах можно производить
сборку деталей, состоящих из двух втулок — стальной и бронзо-
вой. Для этого на внешней стальной трубке 3 (фиг. 92, в) вначале
I И
сверлят по периферии несколько отверстий, а затем вставляют
в нее бронзовую трубку 4 меньшего диаметра. Предварительно
собранное изделие обжимают на оправке, в результате чего ма-
териал внутренней бронзовой трубки заполняет отверстия сталь-
ной трубки, образуя прочно соединенный комплект.
Методом обжатия можно также изготовить ив заготовки 5
(фиг. 92, е) пустотелое изделие 6 со сложной конфигурацией внут-
ренней поверхности (когда применение других методов стано-
вится затруднительным), а также осуществить плакирование валов
(фиг. 92, д) различными
материалами.
Метод обжатия очень
часто используется при
изготовлении заготовки
из специальных сплавов
с определенной точно-
стью, которую невоз-
можно получить в обыч-
ных условиях прокатного
производства.
Приведенные основ-
ные вады работ, выпол-
няемые на ротационно- и
радиально-обжимных ма-
шинах, показывают широ-
кую область применения
метода обжатия, устой-
чивость и гибкость про-
Фиг. 93. Прямоугольные профили, получен-
ные обжатием.
цесса, а также универсальность применяемого оборудования. По
данным эксплуатации обжимных машин фирмы G. F.M [23]
время переналадки с одной детали па другую является относи-
тельно небольшим, что оправдывает применение этого вида обо-
рудования при обработке небольшого количества изделий.
Использование в обжимных машинах принципа четырехсто-
роннего обжатия по замкнутому контуру заготовки, когда рабо-
чие поверхности одной п-ары бойков являются направляющими
для другой пары, открывает неограниченные возможности этого
метода.
В настоящее время по такому принципу созданы машины,
позволяющие изготавливать с большой точностью различные
фасонные изделия типа сверл [18].
Учитывая, что этот принцип позволяет осуществлять обжа-
тие без уширения, что, в свою очередь, вызывает возрастание
больших удельных давлений па инструмент, применение его в на-
стоящее время ограничивается только такими видами работ, ко-
торые не могут быть выполнены другими методами.
На машинах модели SS фирмы GFM методом поперечного
двухстороннего обжатия из круглой (фиг. 93, а) или квадратной
И) Э»к. 2/645
1 к
(фиг. 93, б) заготовок можно получить прямоугольные профили
с большой точностью.
Возможность использования наименее дорогой исходной заго-
товки для получения полой детали сложной конфигурации яв-
ляется одним из важных преимуществ метода обжатия перед дру-
гими методами обработки металлов давлением (прокатка, воло-
чение, истечение и др.).
Так, в зависимости от условий производства изделие в одном
случае может быть изготовлено из прошитой втулки, в другом —
из предварительно отштампованной плоской заготовки.
Благодаря тому, что в процессе обжатия механические свой-
ства и структура сварного шва улучшаются, в ряде случаев для
получения полых изделий можно использовать в качестве заго-
товок сварные трубы взамен бесшовных.
ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технологические процессы обжатия могут разрабатываться
в различных вариантах в зависимости от задач и характера про-
изводства. Однако во всех случаях при разработке технологиче-
ского процесса должны быть обеспечены три основных условия:
максимальное соответствие формы обработанной заготовки форме
готовой детали; качество обработки при выбранных режимах про-
цесса, удовлетворяющее техническим условиям на изделие, и эко-
номическая целесообразность принятого процесса по сравнению
с другими видами обработки.
Технологический процесс разрабатывают в следующей после-
довательности: составляют чертеж поковки; выбирают режимы об-
работки; определяют размеры исходной заготовки и число пере-
ходов; конструируют инструмент; рассчитывают усилия обжатия,
определяют мощность и подбирают основное оборудование; раз-
рабатывают вспомогательные и отделочные операции и назна-
чают операции контроля.	,
Рассмотрим основные этапы разработки технологического про-
цесса применительно к методу обжатия.
В зависимости от свойств материала и размеров обрабаты-
ваемых деталей, а также от мощности располагаемого оборудо-
вания обжатие заготовки может осуществляться в холодном или
горячем состоянии.
Целесообразнее применять холодное обжатие, так как при
этом достигаются лучшая чистота поверхности, более высокая точ-
ность и создаются более благоприятные условия для ведения про-
цесса. Однако :в этом случае вследствие значительного сопротив-
ления деформированию требуется приложение больших усилий,
что ограничивается мощностью машин. Поэтому, как правило,
при обработке сплошных изделий диаметром свыше 60 мм.
а также при осуществлении обжатий с большой степенью без
промежуточных отжигов применяют нагрев заготовок.
146
При нагреве диаметр заготовки, предназначенной к обработке,
по сравнению с обжатием «вхолодную» может быть принят
в 1,5—2 раза больше.
Существенным недостатком нагрева является образование ока-
лины, которая снижает качество поверхности изделия и, попадая
в машину, ускоряет ее износ.
При нагреве полых заготовок особенно необходимо избегать
образования окалины, так как последняя, находясь на внут-
ренней поверхности, при обжатии на оправке внедряется
в металл.
Образование окалины на внешней поверхности влияет на ка-
чество поверхности изделия значительно меньше, чем при любом
другом методе обработки давлением.
Это объясняется тем, что в процессе обжатия на подаваемую
заготовку <с большой частотой наносятся удары бойками, вслед-
ствие чего окалина удаляется. Таким образом, наружная поверх-
ность изделия, полученного методом горячего обжатия, почти пол-
ностью свободна от окалины.
Другой особенностью горячего обжатия по сравнению с об-
работкой на прессах и молотах является то, что конечная темпе-
ратура нагрева стальной заготовки может быть снижена до 980—
1000°, так как весьма большая скорость и частота обжатия позво-
ляет более продолжительное время сохранить тепло [23].
При выборе числа переходов и операций обработки исходят из
суммарной степени обжатия, определяемой по уравнению (2),
и технологических возможностей оборудования. Наиболее эффек-
тивная обработка достигается при применении максимально до-
пустимых обжатий, не требующих инструмента сложной конфигу-
рации.
Нарушение последнего условия удорожает стоимость изготов-
ления инструмента и снижает его стойкость. Поэтому окончатель-
ному выбору количества переходов должно предшествовать тща-
тельное сравнение различных вариантов процесса обжатия, обо-
снованное экономическими предпосылками.
Путем анализа большого числа материалов, характеризующих
технологические возможности метода обжатия для некоторых слу-
чаев, выявлены степени максимально допустимых обжатий за
один проход (табл. 21).
Обжатие полых заготовок осуществляется без внутреннего под-
пора (свободный обжим) и с внутренним подпором (обжим на
оправке).
Применение свободного обжима возможно только при устой-
чивости заготовки. Если отношение толщины стопки заготовки
к ее диаметру менее 0,025—0,03, то на необжитой части заготовки
образуются поперечные складки, направленные внутрь заго-
товки [4].
В дополнение к первому условию о применимости свободного
обжима можно добавить, что обжатие без оправки допускается
Ю*
147
Таблица 21
Значения допустимых степеней обжатия за один проход
Вид заготовки	Профиль бойка	Степень обжатия в %	
		без нагрева	с нагревом
Сплошная	Цилиндрический без заходного конуса	5—10*	30—40
	С заходным конусом	25—35	35-50
Полая	Цилиндрический без заходного конуса	15-30**	35—50
	С заходным конусом	25-45	40-65
* Меньшие значения относятся к заготовке диаметром более 40 мм. ♦♦ Меньшие значения относятся к заготовкам диаметром более 70 мм.			
в тех случаях, если внутренние размеры и толщина стенок детали
не оговорены в чертеже.
Максимально допустимая степень обжатия ^„1ах за один про-
ход при обжатии без оправки, исключающая потерю устойчиво-
сти сечения, зависит от конструкции и чистоты рабочих поверхно-
стей бойков, применяемой смазки и отношения .
Для определения q'm!a можно использовать с некоторым допу-
щением зависимости, выявленные при редуцировании полых за-
готовок в жестких бойках. Так для сталей 10 и 25 при
-f- = 0,25-ь0,10 и угле при вершине конуса матриц а = 15-^25°
аср
U'CD
отношение -j—1,25-М ,35.
“min
При обжатии на оправке, форма которой соответствует внут-
реннему контуру детали, q'm^ может быть увеличена.
Если оправка является только средством для профилирования
внутренней поверхности и уменьшения толщины стенки детали,
то при разработке процесса следует исходить из положений, оп-
ределенных для сплошных заготовок.
После определения числа проходов обжатия и количества опе-
раций приступают к конструированию обжимного инструмента.
Как правило, для выполнения ряда проходов используется один
комплект бойков, а степень обжатия изменяется. Потребность
в ряде операций вызывает необходимость изготовления несколь-
ких комплектов инструмента.
148
Наиболее высокие требования к качеству материала загото-
вок предъявляются для случаев холодного обжатия.
Так, опытом работы на ротационно- и радиально-обжимных
машинах [33] установлено, что твердость материала для холод-
ного обжатия изделий диаметром более 5 мм должна быть не бо-
лее 15 RC, а временное сопротивление <зв не более 75 кг/мм2. Ма-
териал исходной заготовки диаметром менее 5 мм может быть
более твердым. Однако в этом случае необходимо производить
обжатие на небольшую глубину и осуществлять межоперацион-
ный отжиг. Материал, подвергаемый обжатию, должен обладать
достаточной пластичностью и иметь нижний предел относитель-
ного удлинения не менее 8%, а относительного сужения не менее
25% [3].
Если по техническим условиям поверхность готового изде-
лия необходимо закалить, то исходная заготовка должна иметь
минимально обезуглероженный слой, так как последний не сни-
мается с изделия, ввиду отсутствия в большинстве случаев меха-
нической обработки. Качество поверхности изделия при переходе
от заготовки из холоднокатаного материала к горячекатаному
ухудшается.
При холодном обжатии, которое обычно ограничено разме-
рами сплошных заготовок (50—60 мм), целесообразно применять
заготовки из калиброванного холоднотянутого или холодноката-
ного материала.
Для горячего обжатия вне зависимости от размеров изделия
применяют горячекатаный прокат.
Полые детали, как правило, изготовляются из трубчатых за-
готовок.
В зависимости от конфигурации и технических условий на гото-
вое изделие заготовка под обжатие может быть также получена
штамповкой или механической обработкой.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА УСИЛИЙ ОБЖАТИЯ
В соответствии с классификацией изделий, приведенной
в табл. 16, рассмотрим порядок расчета усилий обжатия на кон-
кретных примерах.
На фиг. 94 применительно к данной классификации показаны
наиболее характерные элементы конфигурации деталей, получае-
мых методом обжатия.
С целью упрощения расчетов примем диаметр заготовки d=
— 30 мм; диаметр изделия на первом перепаде сечения сЬ—25мм;
диаметр изделия на втором перепаде сечения г/г = 20 мм; угол при
вершине заходного конуса бойков а—11°20'; коэффициент трения
между бойками и заготовкой при холодном обжатии ц=0,15; ма-
териал заготовки — горячекатаная сталь 45 (алч — 36 к?1мм2 по
ГОСТу 1050-57); длину ручья бойков (фиг. 94, a) — мм; длину
большей цилиндрической части ручья бойков (фиг. 94, в, г) // «=
149
=35 мм; длину меньшей цилиндрической части ручья бойков
(фиг. 94, в, г) I/' =20 мм;
Пример 1. (фиг. 94,а).
Степень деформации
30» — 25»
S 30»
100% = 30%.
Предел текучести с учетом упрочнения ciK = 88 кг/ммг.
36 I 88
Среднее напряжение цикла as =—— = 62 кг)мм2.
Фиг. 94. Характерные конфигурации деталей, получаемых
обжатием.
Потребное усилие обжатия определяем по формуле (35)
Р=25 • 50 • 62(1 +-| 0,15	102 т.
\	1 3 ’ 2df
При горячем обжатии значение os и ц лучше принимать для
нижних температурных пределов.
Этот расчет можно применить для определения усилий обжатия
изделий первой и второй групп подгруппы «а» I и II класса,
а также для третьей и четвертой групп II класса. Для случаев
обжатия с переменной степенью расчет производят по первой
ступени перепада диаметров, т. е. по диаметру изделия d\.
Пример 2 (фиг. 94,6).
Максимальная степень деформации
е = 30\~2(1’ • 100% = 55%.
150
Предел текучести °SK —102 кг/мм?.
,,= “ + 1“ =69 кг/яЯ-.
По формуле (21) определяем диаметр нейтральной поверхности:
А	30	по
4)—4-0,15 г ------------- . 	. _ _—23лм<.
“от /	if
У 0,2 — 2 - 0,15 \0,2	' 0,2* — (0,22 — 4 • 0,15*) (gg) °
Подставляя в формулу (24) исходные данные и найденное зна-
чение с?о, получим
Р^.б^+ОЛб^Р)--,^
. /i Л 1С0,2\Г/П>5\3	,1) ,пл
4-11—0,15у) (-1Q-) —1 В — 12,4 т.
Подобно этому примеру определяют усилия обжатия для изде-
лий I класса, первой и второй групп подгруппы «б». Если обжатие
выполняется по кривой линии (I класс, четвертая группа, под-
группа «б»), то при расчете можно с некоторым допущением при-
нимать коническую поверхность.
Усилие обжатия в горячем состоянии для данного примера оп-
ределяем по формулам (14) и (17), приняв соответствующие зна-
чения И (Л.
Пример 3 (фиг. 94, в) рассмотрим применительно к горячему
обжатию. В нагретом состоянии предел текучести as незначи-
тельно отличается от временного сопротивления аь и может быть
принят равным <^=10 кг\м.м2.
Коэффициент трения принимаем равным 0,4.
Полное усилие обжатия будет равно сумме усилий, прилагаемых
на участках If и If, т. е.
р=р1 + р2.
Слагаемые Pi и Рг определяем по аналогии с примером 1 по
формуле (35).
Р,=25 • 35 • 10(1 4-40,412,2 /и;
Р2 — ‘2О • 20 • 10 (1 4- I 0,4^) = 5,1 т.
Суммируя полученные значения, получим
Р= 12,2+ 5,1 = 17,3 т.
Этот пример характерен для изделий I класса (табл. 16), вто-
рой группы, подгруппы «а» при получении левого участка.
151
Пример 4 (фиг. 94, г) также в основном иллюстрирует случаи го-
рячего обжатия, так как кромки бойков, выполненные под прямым
углом в месте перехода к наименьшему сечению, при холодном об-
жатии вызывают появление больших удельных давлений.
Профиль инструмента состоит из двух рабочих участков, один
из которых представляет боек с заходным конусом, а второй ци-
линдрический ручей длиной 1р.
В связи с этим общее усилие обжатия будет слагаться из уси-
лий, определяемых по формулам (17) и (35). Исходя из условий
вывода формулы (17), коэффициент трения и для этого случая по
верхнему пределу примем равным 0,5.
Таким образом,
Р = Р1 + Р2;
л=^К1+«)^-2^+(1-«)^],
где
= ]/ 30 • 25 = 27,4 мм.
Подставляя значение d0 в выражение Pi, получим
А = 27^22 [(1 + 0,2) 302 — 2 • 27,42 + (1 — 0,2) 252] = 14,2 т-
Р2 = 20 • 20 • 10[1+40,5^1 = 5,3 т.
[ о ZvJ
Общее усилие
Р= 14,2+ 5,3 =19,5 т.
Пример 5 (фиг. 94, д) характеризует получение деталей
II класса, первой, второй и третьей групп, подгруппы «б», когда
длинные конические участки обжимаются бойками сравнительно
небольшой длины с переменной степенью обжатия.
В этом случае за расчетное усилие деформирования принимается
усилие, потребное для обжатия наименьшего диаметра изделия при
переходе от одного конуса к другому. Расчет усилия производится
по формуле (24) с подстановкой значения угла а', определяемого
из уравнения
а' ___ d — ^mln
2 — 2 (lK + ln)
(106)
где dm)n= 15 мм — диаметр изделия в месте перехода конусов;
/„ = 35 мм — длина профильного конуса бойков;
/„— длина рабочей части заходного конуса,
а
*8 2
(107)
152
где а1 = 3° — угол профильного конуса бойков;
у = 4°15'; а'= 8*30'.
Дальнейший расчет производится в том же порядке, что и в при-
мере 2. При степени деформации е=75°/о	=73 кг/мм* 1 2 * *.
По формуле (21) находим диаметр нейтральной поверхности для
случая холодного обжатия	"
4.0.1,> у— ------ ---------...................
0,2 /	/	/	4-0,15*
1 /	1 I 1/ .	/30\ °-2 I
У 0,2 +2-0,15 ^2~ ' 0,22—(0,22 — 4 • 0,15s * * В)	j J
Подставляя в формулу (24) значение а' и d0, получим
/>=П573{(°',+0-15' ¥)[(¥)’->] +
+ (1 — 0,15^)1]J = 23,2 т.
Пример 6 (фиг. 94,е). При обработке на оправках с небольшой
степенью обжатия и для некоторых случаев соединительных опе-
раций, выполняемых на деталях, подобных деталям I класса чет-
вертой и пятой групп, подгруппы «а», потребное усилие деформиро-
вания может быть определено по формуле (36).
В этом случае примем диаметр заготовки d3 — 25 мм, наруж-
ный диаметр изделия после обжатия dH = 23 мм, а внутренний
rfe = 10 мм, т. е. равным диаметру оправки.
Длина цилиндрического ручья бойков /ч=25 мм. Условия тре-
ния для случая холодного обжатия будем считать одинаковыми
как между бойком и заготовкой, так между заготовкой и оправкой,
т. е. ц=0,15. При степени деформации е=15% предел текучести с
учетом упрочнения для стали 45 равен = 77 кг!мм2, следо-
вательно,	,' '	 <
36 г 77	__ _	.	.
а,—~ 56,5 кг/мм
= 1,05 • 56,5 • 25 • 23 [1 + 0,15 ^Г) -|- “j 51,2 т.
153
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ БРАКА ПРИ ОБЖАТИИ
Заусенцы вдоль обработанной детали, вызываемые тем, что
обработанная деталь в процессе обжатия вращается с той же ско-
ростью, что и шпиндель. Необходимо уменьшить скорость враще-
ния заготовки.
Продольные борозды, возникающие вследствие того, что грани
штампа остры. Необходимо притупить грани по радиусу (7].
Небольшие зазубрины, расположенные перпендикулярно коси
штампа и возникающие вследствие слишком острого угла пере-
хода заходного конуса к цилиндрической части ручья и недоста-
точной чистоты ручья. В этом случае необходимо выполнить со-
пряжение более плавно.
Раскалывание металла в направлении подачи, происходящее в
результате затрудненного и неравномерного перемещения бойков,
вследствие неплотного прилегания вставных планок к стенкам па-
зов шпинделя. При нормальной работе машины между бойками
и планками зазор должен быть в пределах допуска по ходовой
посадке. Трещины образуются вследствие большой твердости ма-
териала заготовок, поэтому рекомендуется производить отжиг ма-
териала перед обжатием. Шероховатая поверхность получается
в результате недостаточной чистоты поверхности ручья бойков.
Плены на изделии, возникающие вследствие слишком боль-
шого давления. Рабочая длина обжатия на сплошной заготовке
не должна превышать средний диаметр в 10 раз, иначе возникает
чрезмерное давление.
Складки на трубах, появляющиеся в случае обжатия трубы,
у которой диаметр превышает толщину стенок более чем в 35 раз,
без оправки [33].
Нарушение точности из-за неудовлетворительного состояния
машины и бойков.
Скручивание волокон материала изделия, происходящее ввиду
неправильного выбора скорости вращения заготовки. Во избежа-
ние этого в практике принято принимать отношение скорости вра-
щения заготовки к скорости вращения шпинделя при степени обжа-
тия 30—40%, как 1:10.
ГЛАВА VI
ИНСТРУМЕНТ
Инструмент, применяемый в процессе обжатия, включает в
себя бойки и оправки. Последние применяются при обработке по-
лых профилей.
При конструировании инструмента необходимо совместно ре-
шать две основные задачи. С одной стороны, форма изделия, точ-
ность обработки и чистота ее поверхности зависит от геометрии ин-
струмента и качества его изготовления; с другой, экономиче-
ская целесообразность изготовления изделий методом обжатия
определяется затратами на инструмент, которые зависят от гео-
метрии ‘Инструмента, материала инструмента и обрабатываемой
заготовки, формы заготовки, условий трения и вида смазки, ре-
жима работы и технологии изготовления инструмента.
Поэтому при разработке конструкции необходимо исходить не
только из минимального количества переходов или максимальной
степени обжатия, потребных для получения изделия необходимой
конфигурации, но и учитывать вышеотмеченные факторы.
КОНСТРУИРОВАНИЕ БОЙКОВ
Геометрия бойков определяется конфигурацией внешнего и
внутреннего контура, углом а заходного конуса, профилем сече-
ния ручья и соотношением длин конусной и цилиндрической по-
лостей ручья.
При выборе внешнего контура бойков исходят из конструкции
узла крепления его к подвижным частям механизма обжатия.
Так, в ротационно-обжимных машинах, где бойки не имеют
жесткого крепления к ползунам, контур первых выполняется в
соответствии с размерами пазов шпинделя, в котором они переме-
щаются.
Торцы бойков, контактирующие с ползунами через компенса-
ционные прокладки, имеют плоскую поверхность. При этом в од-
пошпиндельных машинах угол между торцовой и фронтальной
плоскостями (фиг. 95, а) равен 90°. В двухтиинделыплх машинах
торцовая поверхность (([лиг. 95, б) ио отношению к фронтальной
наклонена под углом <| 2:4° [7|. ('оо1ветственно с этим поверх-
ность ползуна, соприкасающаяся с бойком, также» имеет наклон
в обратную сторону по oiношению к юрну бойка.
155
Инструмент на радиально-обжимных машинах жестко соеди-
няется с рабочими органами механизма обжатия.
В зависимости от формы обжимаемого изделия внутренний
контур рабочей полости бойков может быть различным.
Для обжатия изделий цилиндрической формы средняя по-
лость бойков имеет цилиндрическую поверхность, служащую для
калибровки изделия, а крайние — коническую (заходные конусы),
осуществляющую деформацию.
На фиг. 96,а и б показаны бойки, применяемые для обжатия
изделий на конус, когда общая длина обработки не превышает
Фиг. 95. Бойки, применяемые для обжатия изделий цилиндри-
ческого профиля.
длины ручья бойков. Второй конус (фиг. 96,6) необходим для
обеспечения лучшего захода заготовки в бойки.
Инструмент, используемый для обжатия пологих конусов,
длина которых превышает длину рабочей полости бойков, пока-
зан па фиг. 96,в. В этом случае деформирование заготовки осу-
ществляется тремя конусами: заходным с углом а при вершине,
профильным ai и обратным аг. При этом обратный конус, как
было указано ранее, осуществляет обжатие конических поверх-
ностей, имеющих наклон только в одном направлении.
Изменение величины угла при вершине заходного конуса при
прочих постоянных условиях работы оказывает влияние па нерав-
номерность напряженного состояния и деформации, величину
удельного давления и условия захвата металла. Поэтому правиль-
ный выбор угла заходного конуса имеет большое значение для
увеличения стойкости инструмента и нормального протекания
процесса обжатия.
15<>
Если деталь имеет форму конуса, то указанный угол бойков
определяется формой детали при соблюдении обязательного ус-
ловия захвата заготовки бойками, т. е. чтобы р > tg а.
Если же деталь не имеет конических участков и конусность
инструмента требуется только как средство для уменьшения сече-
Фиг, 96. Бойки, применяемые для обработки изделий кониче-
ского профиля.
ния заготовки, то при холодном обжатии сплошных стальных за-
готовок лучшим условием деформации отвечает угол заходного
конуса в пределах 8—20°. Угол свыше 16° применяется, как пра-
вило, при механической подаче, так при а=17° и р=0,15 (что от-
вечает холодному обжатию со смазкой) условия захвата отсут-
ствуют и весь металл течет в сторону уширения конуса.
На ротационно-обжимных машинах английской фирмы «SH-
vens and Bullivent» угол заходного конуса бойков принят равным
17—18°. В этом случае для обеспечения условия захвата на по-
верхность бойков нанесена тщательно отполированная волнистая
157
пилообразная насечка глубиной 0,5 кии шагом 3,3 мм, направлен-
ная в сторону подачи заготовки.
При обработке заготовки из цветных металлов угол а может
быть принят 35°, а при обжатии полых профилей его можно уве-
личить до 55° [33].
Опыт чехословацкой промышленности показывает, что при об-
жатии заготовок из высокоуглеродистых и легированных сталей
угол заходного конуса следует уменьшить до 8—9°.
В ротационно-обжимных автоматах угол заходного конуса
бойков принимают для:
а град.
Изготовления конических штифтов.......................  8
Обжатия шпинделя веретена............................. 11
Обжатия острия швейных игл диамером в мм:
0,75-0,30 .........................................  10-30
0,30—0,22 ........................................ 5-10
Углы си профильного конуса и аг обратного конуса в бойках,
показанных на фиг. 96,в, берутся равными или несколько боль-
шими угла конуса изделия.
Профиль сечения бойков определяется отношением радиуса их
2т*
ручья гр к половине диаметра изделия d\. Отношению >1
отвечает овальный профиль ручья, при котором не допускается
защемление в месте разъема бойков, что повышает их долговеч-
ность и обеспечивает чистоту поверхности обработки.
При обжатии свинца [7] процесс протекает удовлетворительно
2г„
при отношении -^- = 1. При переходе от мягкой стали или латуни
к обжатию легированных сталей данное соотношение должно воз-
растать. Больший обвал профиля более необходим для изго-
товления конусных и мелких изделий, а также изделий со сплош-
ными профилями.
Овальность профиля достигается установкой прокладки ме-
жду заготовками бойков при изготовлении в них рабочей полости.
Толщина прокладок составляет от 2 до 15% диаметра заготовки
и зависит от свойств обрабатываемого материала. Для заготовок
малых диаметров из материала повышенной твердости прини-
мают более толстые прокладки.
Овальность профиля также обеспечивается закруглением кро-
мок ручья в месте сопряжения его с зеркалом бойков. Радиус за-
кругления в месте сопряжения конической поверхности ручья
с зеркалом бойка для заготовок диаметром 2—20 мм рекомен-
дуется выбирать в пределах 0,5—5 мм. Радиус сопряжения на ци-
линдрическом участке необходимо принимать равным 0,3—3 мм.
Овальный профиль ручья бойков имеет радиус, равный более
половины диаметра изделия. С увеличением овальности угол ох-
вата заготовки бойками уменьшается, вследствие чего удельное
158
Фиг. 97. Распределение напряжений в ме-
сте сопряжения радиуса ручья с зеркалом,
бойков.
давление при деформировании будет несколько снижаться за
счет течения избыточного металла в сторону.
Для обжатия хрупких и малопластичных материалов профиль
бойков должен быть принять таким, чтобы обеспечить угол ох-
вата заготовки не менее 150°. В этом случае радиус ручья бой-
ков принимается равным половине диаметра изделия, а радиус
закругления кромки ручья бойка определяется расчетным путем
[8], исходя из условия, что составляющая Pt (фиг. 97) напряже-
ния Р в точках В и В\ сопряжения радиусов должна быть меньше
предела текучести мате-
риала заготовки. Соглас-
но расчету
, Гр sin <|/
f 3=3 -----
р 1 — sirup' ’
где г’р — радиус закругле-
ния кромок ру-
чья бойков;
гр — радиус полости
ручья бойков.
sin ф' =
Л1 (^1 + 1)

&t = tg 7'^ sin у' = р.
В этих формулах
Pt принимается равным 0,5а, заготовки;
Р___Р-С
— F ’
где Р — напряжение, отвечающее моменту соприкосновения бойка
с заготовкой;
Рс — усилие,- возникающее в момент соприкосновения бойка
с заготовкой;
F — площадь проекции поверхности соприкосновения бойка
с заготовкой.
В целях увеличения скорости подачи, а следовательно, по-
вышения производительности труда диаметр ручья при обжатии
малоответственных изделий в операциях острения, сборочных, за-
готовительного характера, после которых изделие будет подвер-
гаться дополнительно обработке давлением и горячем обжатии
целесообразно выполнять несколько больше диаметра изделия.
Если обжатие производится одновременно тремя и более бой-
ками, то зазор для истечения избыточного металла не
15<>
предусматривается и ручьи бойков выполняются равными диаметру
изделия.
Длина заходного конуса 1К находится в зависимости от угла
а и степени обжатия заготовки. Минимальное значение может
быть определено из соотношения
= <108)
2tg у
где d — диаметр заготовки;
d\ — диаметр изделия.
Для свободного захода заготовки в бойки длину конусной ча-
сти несколько увеличивают. В целях качественной и точной об-
работки конусную часть рекомендуется принимать не более 60%
от всей длины бойка. Однако независимо от длины бойков макси-
мальная длина заходного конуса при обжатии сплошного изделия
не должна превышать его средний диаметр более чем в 10 раз [7].
sj В месте перехода конической зоны бойков в цилиндрическую
происходит наибольшая деформация материала и возникают наи-
большее удельное давление и силы трения. В результате этого
на бойки в данном месте налипает металл, что затрудняет подачу
изделий, ухудшает качество обработки поверхности и снижает
стойкость инструмента. Чтобы указанного явления не было, ра-
диусы переходов принимают равными диаметру цилиндрической
части ручья, а рабочие полости бойков и особенно места пере-
ходов от одного диаметра к другому полируют до зеркального бле-
ска.
Длину цилиндрической (калибрующей) части бойков в прак-
тике принимают
/« = (0,7 + 2)/,.
Приведенные данные по проектированию относятся в основ-
ном к случаю холодного обжатия в обжимных бойках, типовые
конструкции которых показаны на фиг. 95 и 96, а, б.
Для профильного обжатия определение геометрии бойков
производится следующим образом.
При выборе радиуса ручья бойков гр (см. фиг. 96, в) и ши-
рины рабочего желобка 2е обычно исходят из наибольшего раз-
мера диаметра заготовки d и наименьшего конечного диаметра
готового изделия d}. Практикой установлено, что бойки с гр —
= (1,2+ 1,3) удовлетворяют условиям работы [7].
В основу определения величины е принято следующее.
По окончании обжатия всего профиля бойки приходят в со-
прикосновение с изделием в месте его наименьшего диаметра
</min. Из треугольника АВС находим, что угол АСВ равен 135и.
С другой стороны,
cos 135° —0,707 =
+ (Гр — rmln + Й')2 — Г*
'1р(Гр— ГП1|П + *')
1во
Преобразуя это выражение, получим
р3 + 1,414 (rp — rmin + k')p — 2rp (rmln — k') + rraln — k')* = 0.
Решив это уравнение, найдем значение р.
Величину е определяем из треугольника BDC.
BD = e=p^—0,707р.	(109)
Из треугольника СОЕ й' = 1,414йя, где k„ составляет поло-
вину величины зазора между бойками, который обычно прини-
мается (0,015 — 0,02) d [7].
Наибольший зазор перед началом обжатия
nj _____________________ 2ЛЛ + (d — dmin)
—	1,414
Длина заходного конуса
1	(	—rfS \
1К =----ЧЦ<*-4п.п + 0,5+—з^).	(110)
2tg7
В пр.актике Коломенского завода «Текмаш» длину 1п профиль-
ного и /о выходного обратного конусов принимают равной
(0,3—0,4) 1К. Длину цилиндрического участка, который делается
не во всех случаях, берут в пределах 3—5 мм для изделий диа-
метром до 20 мм.
Некоторые конструкции бойков, используемых для холодного
обжатия на ряде отечественных заводов, показаны на фиг. 98.
Бойки (фиг. 98, б) для холодного,обжатия концов трубок пе-
ред волочением изготовляют из сталей ХВГ или Х12М. с твердо-
стью RC 62—64, выдерживая следующие соотношения размеров:
d+0,03	д	^4-0,03	Ц
4,1	0,5	7,5	0,8
3,55	0,3	6,5	0,5
9,5	0,8	5,5	0,5
Бойки для холодного обжатия на конус алюминиевых труб
изготовляют из стали Х12Ф1 с твердостью RC 58ч-60. В этом
случае в конструкции бойков выдерживают соотношения разме-
ров:
d X 8	d,
40 х 1	32
30 X 1	22,5
30X1,5	23,5
25 X 1	22
25 X 1,5	23,5
Непараллельность плоскостей А и Б, Г и В 1выде>рживают не
более 0,01 на длине 47 мм, а смещение оси ручья относительно
оси симметрии не более 0,01.
11 Зак. 2/545	161
В бойках, предназначенных для горячей обработки, заходный
конус отсутствует и обжатие изделий типа ступенчатых валов
производится непосредственно в цилиндрических ручьях. Чтобы
получить более чистую поверхность обработки и избежать перере-
зывания волокон металла, кромки ручья в месте сопряжения
Фиг. 98. Бойки для холодного обжатия;
а — заготовок при изготовлении конических штифтов; б — концов трубок перед волочением;
в — алюминиевых труб на конус
с плоскостями бойков закругляют по радиусу, равному (0,1-5-
-5-0,25)d. Большие отношения соответствуют меньшим диаметрам
изделий или большим степеням обжатия.
Бойки для горячего обжатия вольфрамовых прутков, устанав-
ливаемые па ротационно-обжимных машинах моделей В201
В202 и В203, имеют заходпую конусную полость с углом при вер-
шине 90° (фиг. 99, а).
Выбор бойков такой конструкции объясняется лучшей пластич-
ностью материала в нагретом состоянии и наличием в большин-
стве случаев механической подачи заготовок в зону обжатия.
162
Изготовляют бойки из сталей РФ1 'И РФ2 с твердостью
RC 61—63.
Фиг. 99. Бойки для горячего обжатия.
Соотношения размеров бойков в зависимости от диаметра пе-
рехода заготовки приведены в табл. 22.
Таблица 22
Размеры бойков, применяемых для обжатия вольфрамовых прутков
Диаметр перехода di в мм	Размеры бойка				
	d		L	с	А,
3,8	4,1	0,6	4,40	0,2	4,83
3,5	3,8	0,6	4,20	0,2	4,60
3,25	3,5	0,6	4,0	0,2	4,40
з,о	3,25	0,5	3,80	0,2	4,20
2,75	3,0	0,5	3,60	0,15	3,80
2,5	2J5	0,5	3,40	0,15	3,/0
2,25	2,5	0,5	3,0	0,15	3,30
11*
163
Если подача при горячем обжатии осуществляется вручную,
в бойках необходимо предусматривать заходный конус. На МЗМА
при наличии ручной подачи заготовок обжим вала рулевого уп-
равления в горячем состоянии осуществляют в двух ручьях. Вна-
чале заготовку в ручье бойка 1 (фиг. 99, б) обжимают на конус,
Фиг. 100. Бонки, применяемые при горячем обжатии на радиально-обжимных
машинах.
а — дли заковки концов труб; б — для обработки ступенчатых валов; в — для профилирования
заготовок метчиков
а затем окончательно в ручье бойка 2. Такие бойки изготовляют
из стали 5ХНМ с твердостью RC 41—46.
Па фиг. 100 приведены общие виды бойков, применяемых
при горячем обжатии.
Так как после горячего обжатия материал изделия претер-
певает усадку, то при профилировании бойков это необходимо
учитывать, увеличивая размер ручья на 0,25 мм (для диаметра
20 мм) и 0,5 мм (для диаметра 80 мм). В машинах, обеспсчи-
164
вающих переменную степень обжатия, профиль ручья бойков,
предназначенных к обработке различных валов, выполняется в со-
ответствии с размерами изделий. Точность обработки при этом
достигается регулировкой программирующего устройства, управ-
ляющего процессом,
to
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ БОЙКОВ
Технология изготовления бойков является одним из основ-
ных. факторов, обеспечивающих приемлемость процесса обжатия.
Именно на этом этапе производства закладывается основд той
точности и чистоты обработки, которую предполагается получить
на изделии.
Для изготовления бойков как у нас, так и в других стра-
нах применяют стали различных марок в зависимости от обра-
батываемого материала, режимов работы и характера производ-
ства. В пашей стране бойки для холодного обжатия изготовля-
ются из высокоуглеродистых инструментальных сталей У8, У10,
У12, быстрорежущих ЭМ1, РФ1, легированных ХВГ, 5ХВ2С, ЭХ12,
ЭХ12М и других, а также из твердых сплавов.
Коломенский завод «Текмаш» при изготовлении шпинделей
веретен из стали ШХ9 применяет бойки из стали У8 со вставками
из твердого сплава ВК8В.	'
Обжатие трикотажных игл из стали У7А и У10 на Кунцев-
ском игольно-пл этиновом заводе производили бойками, изготов-
ленными из стали У10А. С целью увеличения стойкости ручьи
бойков начали изготовлять со вставками из твердого сплава
ВК15.
На медико-инструментальном заводе им. Ленина бойки для
обжатия концов трубок изготовляют из стали Х12М и ХВГ.
На заводах Чехословакии для холодного обжатия применяют
бойки из инструментальных сталей У8 и У10.
Для холодного и горячего обжатия концов трубных загото-
вок под последующее волочение используют бойки из стали ШХ15.
Испытания бойков показали, что при холодном обжатии наи-
лучшая стойкость обеспечивается при изготовлении бойков из
легированных сталей ХВГ, 5ХВГС и ЭХ12М по сравнению с вы-
сокоуглеродистыми и быстрорежущими сталями. Твердые сплавы
имеют большую стойкость, однако их обработка является затруд-
нительной и не всегда приемлемой для предприятий.
Изготовлять бойки рекомендуется в следующей технологиче-
ской последовательности |7]: предварительная обработка зеркала
бойков; строгание и шлифование граней и боковых скосов сбор-
ного комплекта бойков в сыром виде; предварительное обра-
зование профиля рабочей полости в специальном приспособлении,
обеспечивающем соосность размеров; термическая обработка (за-
калка и отпуск); шлифование граней и боковых скосов в ком-
плекте; доводка рабочей полости ручья бойков.
165
При изготовлении инструмента особое внимание следует уде-
лять выбору исходных заготовок, термической обработке и точ-
ности изготовления ручья.
Лучшими свойствами обладает инструмент, изготовленный из
кованых заготовок. После термообработки рабочие полости бой-
ков должны иметь твердость R.C 61—6.4.
Если твердость будет ниже указанной, то бойки быстро из-
нашиваются и точность при обжатии не выдерживается. При на-
личии большей твердости бойки в процессе работы часто раска-
лываются. От точности изготовления бойков зависит точность, об-
жатия, поэтому бойки необходимо обрабатывать комплектно либо
каждый в отдельности от одинаковых базовых плоскостей в спе-
циальных приспособлениях.
По данным американской фирмы «Fenn», точность обработки
бойков должна превышать на один класс точность, обусловлен-
ную техническими условиями на изделие. Так, если требуется
получить изделие по 3-му классу точности, то инструмент для
обжатия должен быть выполнен по 2-му классу.
Чистота поверхности ручья бойков должна быть не ниже той
чистоты, которая оговорена в чертеже изделия. С этой целью
бойки подвергают полировке и доводке различными пастами.
Наибольший износ бойков наблюдается в заходном конусе,
где в основном производится деформирование. Износ характери-
зуется образованием кольцевой канавки в том месте, где торец
заготовки при ее заходе в бойки соприкасается с конической по-
лостью. Образование канавки вначале затрудняет, а затем делает
невозможной подачу изделия и может привести к разрыву бойков.
Такой износ проявляется тогда, когда торец заготовки не заточен
или заточен таким образом, что соприкосновение заготовки с бой-
ком происходит по кольцевой линии. Если тореп заготовки заточен
на угол, равный углу конуса бойка, то соприкосновение осуществ-
ляется по плоскости, чго снижает удельные давления на инстру-
мент и способствует меньшему износу.
В бойках, применяемых для профильного обжатия
(см. фиг. 96,в), износу подвергается как заходный, так и профиль-
ный конус. При этом износ имеет более равномерный характер, так
как благодаря обжатию с переменной степенью место контакта по-
верхности конусов с заготовкой меняется после каждой очередной
подачи.
Износ бойков проявляется также в уменьшении овальности по-
перечного сечения, что вызывает увеличение контактной поверх-
ности ручья с заготовкой. Установлено [32], что расстояние от края
ручья до поверхности контакта должно быть не менее 0.125 диа-
метра ручья. Если овальность станет слишком малой, то бойки
при работе могут расколоться.
Небольшие следы износа можно ликвидировать притиркой.
При большом износе бойков поверхности их разъема и радиусы
закруглений перешлифовывают. Изношенные бойки можно вос-
ки;
станавливать .многократно до тех пор, пока не будет использован
весь закаленный слой металла.
При горячем обжатии для инструмента используют легирован-
ные, инструментальные, а иногда и быстрорежущие стали.
Бойки к радиально-обжимным машинам фирмы GFM изготов-
ляют из хромоникелемолибденовой стали. После термообработки
рабочую поверхность бойков покрывают слоем твердого сплава
толщиной 3,17 мм при длине ручья от 54 до 70 мм.
Полость бойков после обработки подвергают шлифовке.
Изношенные бойки восстанавливают перешлифовкой и навар-
кой слоя твердого сплава.
ОПРАВКИ
Исходным материалом для оправок служат такие же высоко-
углеродистые и легированные стали, как и для бойков. Для хо-
лодного профилирования внутренних шлицевых канавок приме-
няют оправки из инструменталь-
ной стали с содержанием 1,2% С
и 0,6.% Мп, закаленные в воде.
В качестве тонких оправок могут
служить рояльная проволока или
другие виды струн.
Для горячего обжатия оп-
равки изготовляют из высоко-
прочных жаростойких сплавов и
обычно подвергают закалке. Если
позволяют размеры, то внутри оп-
равки вдоль оси предусматри-
вают полость; через которую в
процессе обжатия пропускают
воду или другую жидкость.
С целью облегчения ввода на-
ружный диаметр оправки должен
быть на 0,4—0,7% меньше внут-
реннего диаметра изделия, а за-
ходная часть ее должна иметь
конус. Все следы механической обработки (особенно поперечные)
на наружной поверхности оправок должны быть тщательно выве-
дены для облегчения удаления оправки из изделия после обжатия.
Легкая смазка также облегчает извлечение оправки.
Чистота наружной поверхности оправки должна соотвегство-
вать чистоте поверхности изделия, а точность — несколько пре-
вышать ее. Так, при горячей обработке внутренних поверхностей
диаметром 85 мм допуски на наружный диаметр оправки выдер
живают в пределах ±0,1 : 0,2 мм. Высокая точность изго-
товления оправок особенно необходима для случаен холод-
ного обжатия.
Овальность профиля ручья бойков при работе с оправками
должна быть несколько увеличенной, так как при обычном сече-
нии ручья деталь может быть напрессована на оправку.
В зависимости от характера операции, конструкции оправки
и машины в целом оправки устанавливают в механизме подачи,
в бойках или в корпусе механизма обжатия. Во всех этих
случаях оправка должна свободно вращаться вокруг своей
оси вместе с изделием, а в некоторых случаях и независимо
от него.
Установка оправки непосредственно в бойки (фиг. 101) позво-
ляет сравнительно прости обеспечить одновременно обжим по
внешнему контуру изделия и калибрование внутреннего диа-
метра.
В ’ вертикальных радиально-обжимных машинах оправки за-
крепляют на конце стержня, проходящего через шпиндель зажим-
ной головки. После обжатия изделие снимается с оправки с по-
мощью специального гидравлического приспособления, располо-
женного в верхней части машины.
СТОЙКОСТЬ ИНСТРУМЕНТА
Межремонтная стойкость инструмента определяется количест-
вом годных изделий, изготовленных комплектом инструмента в пе-
риод между очередными восстановлениями его от износа, а пол-
ная стойкость — общим количеством качественных изделий, из-
готовленных комплектом инструмента от начала его работы до
полного износа.
Для обеспечения нормальных условий работы бойков необхо-
димо соблюдать в соответствующих пределах все рекомендуемые
элементы геометрии, особенно овальность профиля ручья заход-
ного конуса. Нарушение этого приводит к преждевременному из-
носу и даже к раскаливанию бойков. Выявлено, что наибольшее
число поломок бойков (до 90%) происходит при отсутствии над-
лежащей овальности [32] .
Стойкость бойков при холодном обжатии сплошных стальных
заготовок диаметром до 20 мм с увеличением угла а при вершине
заходного конуса больше 20° снижается примерно на 10—15%.
Стойкость бойкою снижается также с увеличением прочности
обрабатываемого материала. Так, например, наклеп, полученный
при изготовлении пругков, снижает стойкость бойков. Снятие на-
клепа отжигом перед обжатием повышает их стойкость на 10—
15% при всех прочих одинаковых условиях [10].
Если концу заготовки придать форму конуса с углом, равным
углу при вершине заходпой рабочей полости, давление по значи-
тельной части поверхности ручья распределяется равномерно и
стойкость инструмента повышается в 1,5 раза.
Испытания инструмента па стойкость [8] показывают, что с
увеличением твердости рабочей поверхности их стойкость возра-
|(>Н
стает, причем при одинаковой твердости бойков (RC 63), изготов-
ленных из сталей ЭУ10, ЭХ12, ЭРФ1, наибольшую стойкость
имеют бойки из стали ЭХ12.
В табл. 23 приведены данные по стойкости бойков.
Таблица 23
Сравнительные данные по стойкости обжимных бойков
		Вид обработ- ки	Наибольшая степень обжа- тия в %	£ S	Стойкость		
Материал рабочей поверхности бойков	Обрабатывае- мый материал			Твердость 1 стру^ента	до восстанов- ления	пол- ная	Ссылки на литературу
Сталь ЭХ12М Сталь ХВГ Сталь У10 Твердый сплав ВК8В Твердый сплав ВК*5 ‘ Сталь 5ХНВ Стеллит Твердый сплав .цельзит*	Ст. ШХ9 Ст. ШХ9 Ст. ШХ9 Ст. ШХ9 Ст. У7—У10 Труба из стали 45 Валы из конструк- ционной стали Трубы из конструк- ционной стали	Хо- лод- ная То же В 9 Я Я Я * Горя- чая То же я я	40 40 40 40 60 35 До 80 До 60	60—62 62—64 62—64 41—46	4000 6 000— 8000 1500— 2000 30 000—40000 30000—40000 2500 1500 2000	15000 15000	[9] [7] [7] [7] * ** [23] (24)
* По данным Кунцевского игольно-платинового завода. ** По данным завода МЗМА.							
С увеличением подачи и степени обжатия износ инструмента
повышается, так как это связано с увеличением усилия
обжатия.
Применение смазки в процессе обжатия уменьшает износ ин-
струмента. Для охлаждения инструмента, помимо смазки, приме-
няют воду, если имеются соответствующие полости в корпусе ма-
шины, или обдувают его воздухом.
С целью повышения срока использования бойков рабочие по-
лости в них изготовляют по двум, а в некоторых случаях
(см. фиг. 98) по четырем граням.
Стойкость оправок может быть иллюстрирована таким при-
мером. Обрабатывали заготовку ствола пулемета из кремиемар-
ганцовистой стали с содержанием углерода 0,6% после термооб-
работки с пределом прочности = 85+93 кг/лы»2.
169
Длина обработанной части 650 мм, наружный (больший) диа-
метр 42 мм, диаметр со стороны дульной части 27 мм. Обжатие
по наружному диаметру составляло около 0,8 мм на сторону.
Диаметр отверстия до обработки был равен 9,4±0,5 мм, после
обжатия 7,5+0,01 мм. При холодном обжатии на одной оправке
без замены было получено от 600 до 1000 изделий [23].
Так как оправки после износа восстанавливать перешлифовкой
не представляется возможным в связи с нарушением размеров,
при разработке технологических процессов необходимо осуще-
ствлять подбор изделий по таким группам, чтобы по мере износа
использовать оправки для изделий с меньшими размерами.
ГЛАВА VII
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ РОТАЦИОННО- И РАДИАЛЬНО-ОБЖИМНЫХ
МАШИН
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МЕТОДА ОБЖАТИЯ
Основными факторами, определяющими целесообразность
внедрения технологического процесса, в том числе и процесса
обжатия, являются качество получаемых изделий и их стоимость.
Качество изделий характеризуется точностью их изготовления,
чистотой поверхности и изменением структуры металла в про-
цессе обработки.
Точность обработки
Точность обработки изделия методом обжатия зависит в пол-
ной мере от качества изготовления инструмента, жесткости и ка-
чества сборки механизма обжатия, упругих свойств обрабатывае-
мого материала и тщательной наладки вспомогательных уст-
ройств машины.
Как подтверждают данные отечественной и зарубежной лите-
ратуры, метод обжатия предопределяет высокую точность обра-
ботки, которая для случаев холодного обжатия соответствует
2—3-му, а для горячего 4—5-му классам.
В условиях отлаженного производства на радиально-обжим-
ных машинах фирмы GFM допуски на обработку не превышают
при горячем обжатии по наружному контуру ±0,3 мм, по внут-
реннему ±0,1 мм. При холодном обжатии допуски соответственно
обеспечиваются в пределах ±0,1 мм и ±0,01 мм.
В табл. 24 приведены данные по точности изготовления изде-
лий для конкретных примеров обработки.
Как видно из приведенных данных, точность обработки мето-
дом обжатия настолько высока, что дальнейшая механическая
обработка, за исключением шлифования и последующих доводоч-
ных операций, является для большинства изделий излишней.
Чистота обработки
Наряду с точностью при обработке обжатием достигается вы-
сокое качество наружной поверхности, в результате чего этот ме-
тод иногда применяют только с целью улучшения чистоты поверх-
ности.
171
Чисюта поверхности изделий, обрабатываемых на обжимных
машинах, как подтверждают исследования (3], зависит от мате-
риала, степени деформации и чистоты поверхности исходной за-
готовки (фиг. 102).
Таблица 24
Данные, характеризующие точность обработки изделий
на ротационно- и радиально-обжимных машинах
Диаметр изделия в лсм		Температур- ный режим обработки	Отклонения размера после обработки в мк		Ссылки на литературу
наружный	внутренний		по dH	по dA	
20			Без нагрева	±20—30		[10]
10	—	То же	±20	—	[7
25—40	7,5		—	±10	[23
10—200	-—	» •»	±200		[33
—	10		—	±То	[3[
32,3	29,9	•	В	—	± о 50	[3]
13-50	—		±13	—	♦
19—89	6,3—82,5		±13	±1.5	♦
22—63,5	12,7—50,8	- -	±13	±1.5	*
154	130	С нагревом	±200	±100	
150	75	То же	±2С0	±100	
25—110	—		±40	—-	*
65—120	50-95	•	в	±40	±13	*
Примечание. Точность по внутренней поверхности приведена для случая обработки на оправке. * По данным фирмы .Куртис Райт*.					
Помимо отмеченных факторов, чистота поверхности изделий
зависит от чистоты поверхности инструмента, шага обжатия (от-
ношение скорости подачи к числу обжатий в единицу времени) и
скорости течения металла в очаге деформации. Так, при обжа-
тии заготовки с круглым отверстием на четырехгранной оправке
наибольшее течение металла возникает там, где заготовка с са-
мого начала соприкасается с оправкой, т. е. на углах оправки,
а не посередине грани, где соприкосновение оправки с заготовкой
начинается только в конце процесса.
На фиг. 103 представлены для сравнения фотографии по-
верхности трех участков изделия. Как видно, лучшая чистота по-
верхности после обжатия имеет место на трех участках, где на-
блюдается наибольшая скорость течения металла. При холодном
обжатии чистота обработки достигает 8—9-го классов, при горя-
чем 6—7. В отдельных случаях при удачном сочетании всех фак-
торов, влияющих па качество обработки, холодным обжатием
172
можно получить очень высокую чистоту поверхности на изделии.
Так, шпиндель веретена, полученный профильным обжатием в ме-
ханизме с двумя парами бойков, имеет поверхность, соответ-
ствующую 10—11-му классам.
Фиг. 102. Качество поверхности, обработанной ротационным
обжатием, в зависимости от:
а — степени деформации; 6 — поверхности исходной заголовки, полученной:
1 — сверлением; 2 — ючением; 3 — разверткой; 4 — шлифованием.
При обжатии цилиндрических изделии диаметром 6—20 мм
при работе двумя бойками также достигаются 10-й и 11-й классы
чистоты.
В рассмотренных случаях материал исходных заготовок пред-
ставлял холоднотянутую пли калиброванную сталь.
173
Благодаря высокому качеству получаемой поверхности про-
цесс обжатия в ряде случаев может заменить собой одновремен-
но точение и шлифование (например, при обработке хвостовиков
Фиг. 103. Качество поверхности,
полученной ротационным обжа-
тием, в зависимости от скорости
деформации:
а — вблизи ребра оправки; б — на поло-
вине расстояния между ребром оправки
и серединой ее грани; в — на середине
грани.
автомобильных и тракторных кла-
панов, сверл, различных валиков, не
подвергающихся термообработке,
и др.).
Механические свойства
Помимо качества обработки по-
верхности, в процессе обжатия улуч-
шается структура металла и повы-
шаются его механические свойства.
Холодное обжатие металла, про-
текающее при температуре ниже
температуры рекристаллизации, вы-
зывает равномерное измельчение и
вытягивание кристаллических зерен
и примесей в направлении дефор-
мации растяжения. Таким образом,
создается волокнистая и мелкозер-
нистая структура.
По данным металловедческих
исследований шпинделей веретен,
проведенных Всесоюзным научно-
исследовательским институтом тек-
стильного машиностроения, струк-
тура металла шпинделя, подвергну-
того холодному ротационному обжатию, после закалки имеет более
мелкоигольчатый мартенсит и равномерно распределенные мелкие
карбиды по сравнению со структурой исходных заготовок, под-
вергнутых подобной термообработке.
При холодном обжатии все показатели сопротивления дефор-
мации в связи с упрочнением увеличиваются.
Глубина наклепа после обжатия сплошных и полых заготовок
в холодном состоянии достигает 1500 мк [22].
Появление наклепа влечет за собой повышение твердости. Так,
по сравнению с исходной заготовкой (НВ 156—159) твердость
шпинделя веретена (сталь ШХ9), полученного обжатием, дости-
гает НВ 185—270. При этом максимальному значению соответ-
ствуют участки с наибольшей степенью обжатия.
В процессе обжатия сплошных заготовок твердость в точках,
расположенных ближе к центру, больше, чем у наружных, так как
внутренние слои металла больше деформируются.
При исследовании полых изделий выявлено, что твердость по
сечению распределяется равномерно в обе стороны от нейтраль-
ной поверхности (фиг. 104).
174
Исследования, проведенные как у нас в стране (кафедре ме-
талловедения МВТУ им. Баумана), так и за рубежом, подтверж-
дают, что наряду с повышением твердости при холодном обжатии
Фиг. 104. Схема распределения твердости по сечению:
а — структура изделия; б — распределение твердости (в единицах Виккерса)
наблюдается значительный рост прочности металла, сопровож-
даемый резким понижением пластичности (табл. 25).
Пластичность металла может быть восстановлена последующей
термообработкой (высоким отпуском), ’ однако при этом предел
Таблица 25
Изменение механических свойств материала изделия
в зависимости от степени обжатия
Диаметр заготовки в мм	Предел проч- ности мате- риала до де- формации В KZjMM?	Степень обжатия в %	Предел проч- ности мате- риала после деформации в кг/мм?	Относитель- ное удлинение после дефор- мации в %	Ссылки на литературу		
6 6 6 6 6 6 3,9 3,9 38 40 11,3—11,4 11,3—11,4	73,0 73,0 73,0 73,0 73,0 73,0 74,2 74,2 93 41 68,5 (58,5	0 24,5 30,2 35,0 42,0 52,2 0 20,0 4,2 32,5 0 23-25,4	73,0 77,1 87,9 98,8 106,2 124,1 74,2 91,5 103,8 81,0 68,5 89,6	5,0 4,0 3,7 3,0 2,4 1,7 11,3 5,3 21,8 7,2	h	8] 8 8 8 8 8 8 8 >з 3 7 7	
175
прочности понижается, оставаясь несколько выше, че^м у исход-
ной заготовки.
Такой характер изменения механических свойств предопреде-
ляет целесообразность использования метода обжатия в тех слу-
чаях, когда требуется повысить прочность изделия без примене-
ния термической обработки.
Экономия металла
Этот показатель является одним из существенных при выборе
и обосновании технологического процесса. Как и при иных методах
обработки давлением, обработка деталей на ротационно- и ра-
диально-обжимных машинах характеризуется снижением расхода
металла на единицу изделия.
Значительная экономия металла достигается при холодном
обжатии, обеспечивающем высокую точность обработки.
При сравнении раздельного и профильного обжатия преиму-
щество имеет последний способ. Так, при профильном обжатии
в сравнении с токарной обработкой вес исходной заготовки шпин-
деля веретена уменьшается на 40% (или на ПО г), а при раз-
дельном до 32%.
Обработка стержней тракторных и автомобильных клапанов
методом холодного обжатия вместо точения и шлифования позво-
ляет экономить 12—14% стали.
Внедрение метода профильного ротационного обжатия при из-
готовлении медицинских пинцетов дает возможность сэкономить
в год свыше 100 т высоколегированной стали 3X13.
По данным сравнительного исследования [25], выполненного
с целью обоснования перевода изделий типа ступенчатых валов
со штамповки на горячее обжатие, экономия металла составляет
от 20 до 60%. В основу исследования были приняты внедренные
процессы обжатия, характеризующиеся снижением веса заготовки
следующих изделий: ступенчатого вала с 23,5 до 14 кг, шлицевого
вала с 39,5 до 24,5 кг и вала турбины с 5,5 до 4,4 кг.
Проведенный автором расчет (предполагаемая экономия на •
каждой детали 20—25% стали) подтверждает, что перевод груп-
пы тракторных деталей (типа ступенчатых валов) на Владимир-
ском, Челябинском и Липецком тракторных заводах с обычной
облойной горячей штамповки на изготовление методом обжатия
даст экономию металла свыше 12 тыс. т в год (при условной годо-
вой программе 100 тыс. тракторов).
П роизводительность
Приведенные в табл. 18 и 19 данные о производительности ме-
тода обжагия позволяют сулить о целесообразности внедрения
в производство этого процесса. Достаточно сказать, что полый
ступенчатый вал с семью внешними и четырьмя внутренними пе-
176
реходами, имеющий средний диаметр около 50 л»Л1, обрабаты-
вается методом горячего обжатия за 40 сек.
По сравнению с точением, холодное ротационное обжатие
обеспечивает не только значительную экономию металла, но и бо-
лее высокую производительность, возрастающую в 3—7 раз, в за-
висимости от степени механизации оборудования. Последняя оп-
ределяется, как правило, массовостью производства и влияет на
снижение только вспомогательного времени процесса. Учитывая
это, в табл. 26 поместили исходные данные для определения ма-
Таблица 26
Сравнительные данные, характеризующие производительность
обжимных машин
Диаметр исходной заготовки в мм	Число обжатий заготовки в минуту		
	Ротационно-обжимные машины	Вертикальные радиально-обжимные машины	Горизонтальные радиа л ьно-обжимные машины
2 8 20 40 60 90 "	150 200 250	6000 2880 2500 1200 1000	600 610 550 540	1000 655 655 800 800 550 450 300
шинного времени обработки применительно к размерам изделий
и современным конструкциям машин.
Машинное время tM определяется по формуле
t	(Ш)
где /0 — длина обжимаемого участка;
m — число обжатий в минуту;
s — необходимая величина подачи заготовки в период между
двумя обжатиями, определяемая по формуле (51).
СРАВНЕНИЕ МЕТОДА ОБЖАТИЯ С ДРУГИМИ ПРОГРЕССИВНЫМИ
МЕТОДАМИ ОБРАБОТКИ
Обработка изделий на ротационно- и радиально-обжимных
машинах, несмотря на относительно высокие показатели, имеет
ряд недостатков. Наиболее существенными из них являются боль-
шой шум, создаваемый машинами в процессе обработки, и недо-
статочно высокая производительность по сравнению с другими
прогрессивными видами обработки. Поэтому ряд типовых изде-
лий, приведенных в классификации на табл. 16, иногда целесо-
образнее изготовлять па другом оборудовании, обеспечивающем
большую пли равную производительность, ио нс создающем
шума, характерного для ротационно-обжимных машин.
12 Зак. 2/645	1.77
Таблица 2'
Сравнительные технико-экономические показатели обработки изделий
методами ротационного обжатия, поперечной прокатки
и свободной ковки
	Ротационное обжатие		Поперечная прокатка		Свободная ковка
Наименование показателей	Температурный режим обработки				
	Без нагрева	С нагре- вом	Без на- грева	С нагре- вом	С нагре- вом
Диаметр исходной заготов- ки в мм\ сплошной	 полой 		0,3—60 1—120	1—250 1—320	1 До 10 До 20	1 5-250 5-250	До 2800 До 630
Отношение длины обрабо- танного изделия к диа- метру заготовки: наибольшее	 наименьшее		Heorpat То	[иченное же	50-24* 1,4—0,8*	50-24* 1,4-0,8*	Неогра- ниченное То же
Наибольшая степень обжа- тия за один переход в %**: на конус 	 на цилиндр 		1 100 10	100 40	50 50	50 50	100 40
Наибольший угол перехода между смежными сече- ниями изделия (а2) в гра- дусах: для стали 	 для цветных сплавов и труб 		10 27,5	90 90	45 45	45 45	90 90
Отношение диаметра заго- товки к наименьшему радиусу сопряжения по- верхностей	внешних смежных участков . . .	10	6	15	15	15
Точность обработки в клас- сах 		2-3	4-5	2-3	5-9	11-12
Чистота обработанной по- верхности 		v8 v9	v6v7	v6v7		
Экономия металла по отно- шению к механической обработке в % 		До 50	До 50	До 40	До 40	До 15
Скорость в м!мин'. для обработки изделий диаметром до: 10 мм	 70 мм	 250 мм		1,6	6 2,4	1,0	2,0 5 До 4	—
178
Продолжение табл. 27
Наименование показателей	Ротационное обжатие		Поперечная прокатка		Свободная конка
	Температурный режим обработки				
	Без нагрева	С нагре- вом	Без нагрева ,	С нагре- вом	С нагре- вом
Площадь, занимаемая обо- рудованием, в м2: для обработки изделий диаметром до: 10 мм	 70 мм	 250 мм	 Мощность главного привода в кет: для обработки изделий диаметром до: 10 мм	 70 мм	 - 250 мм	 Вес оборудования в т для обработки изделий диа- метром до: 10 мм	 70 мм	 250 мм	 Примечание. Форма сечен: * Минимальное значение отне ♦♦ Приведена для сплошных : стью. ♦♦♦ В знаменателе приведены д для подачи длинных прутков. **♦♦ В знаменателе приведены .	1/12*** 6 0,75 ия заготовки >сится к заго заготовок из данные, отно данные, отне	8,4/30**** —/58,3**** 22 95 15 70 может, был товкам диам материалов сящиеся к м >сящиеся к г	7 3 > круглой и етром 230 мл , обладают! ашинам, ос» оризонтальв	-13 35 95 7 50 1100 3 25 800 граненой. <, максималь 1х средней i [ащенным ус [ым машина!	1,8 4 15 7 28 3,8 13,4 74,6 ное Юлсле. частично тройством и.
Так, методом периодической поперечной прокатки изготов-
ляют сплошные и полые периодически профили круглого сечения,
подобные изделиям первых четырех групп, представленных
в табл. 16.
В индивидуальном и мелкосерийном 'производстве изделия
типа ступенчатых валов обрабатывают свободной ковкой на мо-
лотах.
Для предварительной оценки выбранного технологического
процесса в та'бл. 27 приведены сравнительные технико-экономиче-
ские показатели методов обжатия, поперечной прокатки и свобод-
ной ковки.
Детали первой группы (табл. 16) можно изготовить истече-
нием как в горячем, так и в холодном состоянии в зависимости
от материала и размеров обрабатываемой заготовки. Детали пер-
вой <и второй групп, имеющие до семи ступеней диаметра,
12*
179
Сравнительные данные технико-экономических показателей
Наименование и эскиз детали	Коли- чество деталей в пар- тии в тыс. шт.
1	2
Шпиндель веретена	2600
Вес дета- ли в кг	Материал	Метод обработки
3	4	5
0,11	Сталь 111X9	Обжатие
338
Поперечная про-
катка
Вал электродвигателя
Ступенчатый валик
200	5,5	Сталь 5	Обжатие
			Поперечная про- катка
			Точение из прут- ка
10	0,6	Сталь 45	Обжатие
			Прокатка в ко- вочных валь- цах
Сверло по ГОСТу 888-41							100	0,25	Сталь Р-9	Обжатие
	Z-90.5 			_ 255 	*		£					Прокатка в ко- вочных валь- цах
				160 									
Заделка концов тросов							10,0			Обжатие
<3	ъ-р-	й ; 1 Ф 16								Опрессовка в штампах
			70	L								
180
Таблица 28
различных методов обработки
	Температур- ный режим обработки	Расход металла в кг	Стоимость металла на одну деталь в руб.	2 сз &з в РУб.	Себестоимость		Экономия (—) или перерасход (-I-) по о । ноше- нию к обжа- тию в тыс. руб.
					на одну деталь в руб.	на партию в тыс. руб.	
	6	7	8	9	10	11	12
	Холодный	0,138	0,0276	0,0095	0,0371	97,0	—
	Горячий	0,150	0,03	0,0105	0,0405	105,0	+8,0
		6,2	0,404	0,062	0,466	93,0	—
	»	7,7	0,73	0,0605	0,7905	158,0	+65,0
	Холодный	8,4	0,545	0,069	0,614	121,0	+28,0
	Горячий	0,7	0,063	0,00445	0,0675	0,6750	—
	•	1,25	0,113	0,00183	0,1148	1,148	4-0,473
		0,28	0,70	0,0764	0,7764	77,64	—
		0,28	0,70	0,0760	77,60	77,69	—0,04
	Холодный	—	—	0,(Х)160	0,00160	0,016	—
	я	—	—	0,0004	0,0004	0,004	—0.012
181
Наименование и эскиз детали			Коли- чество деталей в пар- тии в тыс. шт.	Вес дета- ли в кг	Материал	Метод обработки	
1			2	3	4	5	
Ступенчатый валик			1,0	1,25	Сталь 35	Обжатие	
isjl ^1 CNI 1—130 -4—65 — h	350		-60-					Точение	
Ступенчатый вал из легирован-
ной стали
0,2 64,0
Сталь
1Х18Н9Т
Обжатие	
Свободная ковка	
Точение от прут- ка	
Метчик ручной М20
(ГОСТ 1602-43)
100	0,140 Сталь У12А Обжатие
Механическая
обработка
Медицинский пинцет ПА-15 дли- ной 1» 150 мм	2000	0,05	Сталь Х13	Обжатие Точение от прут- ка	
Шлицевый валик
10	2,44	Сталь 45	Обжатие	
			Редуцирование роликами	
			Фрезерование	
182
Продолжение табл. 28
	Температур- ный режим обработки	Расход МСТИ'Mil d кг	Стоимость металла на одну деталь в руб.	Е сз кз в руб.	Себестоимость		Экономим ( ) или перерасход ( | ) по опюше нию к обжа- тию в тыс. руб.
					на одну деталь в руб.	на партию в тыс. руб.	
	6	7	8	9	10	И		12
	Холодный	1,36	0,116	0,083	0,199	0,199	—
	То же	1,92	0,163	0,15	0.313	0,313	Н-0,114
	Горячий	70	70,0	0,653	70,6	14,12	—
	я	80	80,0	2,01	82,0	16,4	-1- 2.28
	Холодный	128	128,0	5,02	133,0	26,60	+12,48
	Горячий	0,080	0,072	0,0710	0,143	14,3	—
	Холодный	0.0230	0,092	0,0320	0,124	12,4	— 1,70
		0,0063	0,038	0,132	0,17	340,0	—
		0,0080	0,048	0,162	0,21	420,0	4*80,0
		2,9	0,246	0,11	0,356	3,56	—
		2,9	0,246	0.103	0,319	3,49	-0,07
		3,1	0,263	0,172	0,435	4,35	+0,79
183
изготовляют в настоящее время штамповкой в сходящихся матри-
цах [29J.
На ковочных вальцах и вертикально-ковочных машинах типа
«Риддер» изделия первой, второй и третьей группы, подгруппы а
предварительно формуются, а затем окончательно штампуются
на прессах или молотах.
Небольшие детали из прутков и трубчатых заготовок типа
ступенчатых валиков изготовляют также различными методами
редуцирования [4].
При выборе оптимального технологического процесса учиты-
вают технические условия на деталь и ее технологичность, сте-
пень организации работы предприятия (наличие установленного
оборудования, инструмента, развитие кооперации и т. д.) и тип
производства (индивидуальный, серийный и массовый).
Исходя из этого, при предварительном сопоставлении возмож-
ных вариантов технологического процесса останавливаются на
таком, который обеспечивает лучшее качество обработки и боль-
шую экономическую эффективность.
Полный расчет технико-экономической эффективности возмож-
ных вариантов технологических процессов представляет некото-
рую трудность из-за отсутствия в ряде случаев необходимых ис-
ходных данных.
Поэтому для ориентировочного сравнения иногда бывает до-
статочно ограничиться данными по расходу металла и трудо-
емкости процесса (табл. 28), полагая прочие расходы приблизи-
тельно одинаковыми, и производить расчет по формуле
с = сл + 5М«,	(П2)
где с — себестоимость одной детали от внедрения сравниваемых
вариантов процесса;
см—стоимость металла на одну деталь;
са — заработная плата на каждую из операций технологичес-
кого процесса;
ka — коэффициент, учитывающий дополнительную заработную
плату и начисления на нее, ka= 1 -f-/7d + (1 -|-/7д)/7я;
Пд— процент дополнительной заработной платы;
Пя — процент начислений на заработную плату.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Бар барич М. В. и Кирпичников Ф- П-, Новые методы попе-
речной и поперечно-винтовой прокатки металлов, филиал ВИНИТИ, Тема 1,
№ Б-57-18, 1957.
2.	Б о б о р ы к и н Ю. А., Применение процесса вибрационной обработки
металла давлением, «Кузнечно-шпамповочное производство» № 6, 1959.
3.	Г о з д з и е в с к и й X., Развитие ротационно-ковочных машин,
«Werkstallstechnik und Mashinenbau» № 8, 1955.
4.	Де op ди ев Н. Т., Обработка деталей редуцированием, Машгиз, 1960.
5.	Игнатов А. А., Кривошипные горячештамповочные прессы, Машгиз,
1953.
6.	Д е н г р а н д| С. В.; Дробное деформирование при обработке жаропроч-
ных сплавов. «Исследования по жаропрочным сплавам» т. IV, АН СССР, 1959.
7.	Л ю б в и н В. И., Обработка деталей ротационным обжатием, Маш-
гиз, 1959.
8.	Л ю б в и н В. И., Обработка деталей редуцированием, Машгиз, 1949.
9.	Л ю б в и н В. И., Обработка конусных деталей методом редуцирования,
ИТЭИН, 1954.
10.	Л ю б в и н В. И . Обработка металлов методом редуцирования,
ИТЭИН, 1954.
11.	Мансуров А. М., Технология горячей штамповки, Машгиз, 196U.
12.	Назаренко Е. С., Расчет энергетической характеристики кривошип-
ных прессов простого действия, «Исследования и расчеты машин кузнечно-
штамповочного производства», кн. 1, ЭКНИКМАШ, Машгиз, 1959.
13.	Основы теории обработки металлов давлением, под редакцией Сто-
рожева М. В., Машгиз, 1959
,	14. Павлов И. М., Возможные условия обработки давлением жаропроч-
ных материалов, «Исследования по жаропрочным сплавам», т. IV, АН СССР,
1959.
15.	Рождественский Ю. А., Влияние циклического нагружения на
процесс пластического деформирования металла, сб. статей «Машины и техно-
логия обработки металлов давлением», Машгиз, 1951.
16.	Руководство по паспортизации горизонтально-ковочных и ротационно-
ковочных машин, Машгиз, 1955.
17.	СКВ, Расчеты при модернизации открытых кривошипных прессов про-
стого действия. Машгиз, 1956.
18.	Способ изготовления спиральных сверл, Реферативный журнал «Маши-
ностроение» № 8, реферат № 38567п, 1960.
19.	Справочник металлиста, т- 2, Машгиз, 1958.
185
20.	С т о р о ж е в М. В. и Попов Е. А., Теория обработки металлов дав-
лением, Машгиз, 1957.
21.	У иксов Е. П., Инженерные методы расчета усилий при обработке ме-
таллов давлением, Машгиз, 1955.
22.	Ш н е й д е р Ю. Г., Холодная бесштамповая обработка точных дета-
лей давлением, Машгиз, I960-	*
23.	Шоуальтер Г. А., Точная ковка, сб. иностранных переводов. «Ма-
шиностроение» № 9, 1958.
24.	Экспресс-информация, «Кузнечно-прессовое оборудование» №	7»
ВИНИТИ, 1953.
25.	Экономичность ротационной ковки, «Steel» XI, т. 143, № 19, 1959.
26.	MGkelt Н., Arbeitwrise und Leistung von Umlaufpressen, .Werkstat-
tstechnik und Maschinenbau* N 8, 1955.
27.	Pulsating die cold forming machine, .Automation*, 6,№ 8, 100, 1959.
28.	Rotary precesion forging plant at Buffolo, .Engineer*, N 5374, 1959.
29.	Seifert Harold C., Cold forming of multiple diameter shafts, “Machinery*
(USA), N 10, 1959.
30.	“Steel*, Aug. 15, vol. 137, N 7, 1955.
31.	.The Iron Age*, Marz, 28, 1957.
32.	.The Machinist*, L, N 16, 1948.
33.	Havlik, Rotacui kovaui ve Ferobui praxi, .Stroirenska vyroba* N 2
t. 3, 1955.
ОГЛАВЛ ЕН ИЕ
Предисловие
Глава I. Общие понятия и особенности процесса ротационного обжатия 5
Глава II. Основные факторы и параметры процесса обжатия ...	11
Влияние трения и вида нагрузки на условия деформации	11
Напряженное состояние и механическая схема деформации
при обжатии......................................... И
k	Определение усилий обжатия................................ И»
Определение относительной подачи.......................... 32
Глава III. Классификация и конструкции обжимных машин .	.	•	35
Ротационно-обжимные машины ...........................
Радиально-обжимные машины......................... 61
Механизация и автоматизация обжимных машин	.	.	85
Глава /V.' Конструирование и расчет обжимных машин • •	.	.	97
Некоторые рекомендации по выбору машин и проектирова-
нию их узлов *........................................... 97
Расчет ротационно-обжимных машин.......................... 99
Расчет раднально-обжимных машин.......................•	112
Глава V. Технология ротационного обжатия.............................121
Классификация изделий, получаемых	обжатием	....	123
Обработка изделий цилиндрической и	конической	формы	125
Обработка сплошных изделий................................128
Обработка полых изделий...................................135
Примеры получения изделий методом обжатия	...	144
Особенности разработки технологического процесса .	•	146
Примеры расчета усилий обжатия	.................149
.Основные виды брака при обжатии . .	.....	154
I лава VI. Инструмент................... ...	153
Конструирование бойков	.......	155.
Изготовление и ремонт бойков ....	....	165
Оправки ...”..........................................16/
Стойкость инструмента ...	......	168
Глава VII. Технико-экономическая целесообразность применения ротаци-
онно- и радиально-обжимных машин ...	.	171
Технико-экоьомическне показатели метода обжатия .	,	171
Сравнение метода обжатия с другими прогрессивными ме-
тодами обработки................................,	177
Литература .....	...............................185
Юрий Сергеевич Радюченко
РОТАЦИОННАЯ КОВКА
Переплет художника Е. В. Бекетова
Технический редактор Г. В. Смирнова
Корректор Е. Якиманская
Сдано в производство 8/VI 1961. г. Под-
писано к печати 2/XII 1961 г. Т-13719.
Тираж 5000 экз. Печ. л. 12,0 (в т. ч. 1 вкл.)
Уч-изд. 11,25 л. Бум. л. 6,0. Зак. 2/545
Формат (ЮХ90>/1в. Нена 66 коп.
Ленинградская типография Госгортехиздата,
Ленинград, ул. Салтыкова-Щедрина, 54