RU1819695C - Способ прокатки профил с тонкостенными фланцами - Google Patents

Abstract

Использование: при прокатке профилей с тонкостенными фланцами, гребни которых выполн ютс  презиционно точной формы, например профиль дл  изготовлени  поршневых колец. Сущность изобретени : осуществл ют высотное обжатие гребней со свободным уширением при одновременном действии раст гивающих напр жений в гребн х фланцев, подвергаемых прецизионной обработке. Дл  этого на входе в валки подкой отгибают в сторону, противоположную этим фланцам, до обеспечени  в их гребн х раст гивающих напр жений изгиба , составл ющих 0,1.„О,65 предела пропорциональности . 1 з.п. ф-лы, 7 ил. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к прокатке фланцевых профилей.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества профил  за счет обеспечени  прецизионной формы гребней фланцев.

Фиг. 1 иллюстрирует калибровку профил  по проходам: на фиг. 2 и 3 - увеличенные в масштабе 20:1 темплеты профил  в пред- чистовом (шестом) и чистовом (седьмом) проходах соответственно; на фиг. 4 - схема осуществлени  способа; на фиг. 5 - схема взаимодействи  темплетов профил  при осуществлении способа; на фиг. 6 - схема нагружени  фланца; на фиг. 7 - деформируемый гребень фланца профил  (узел I на фиг. 2).

Тонкостенный фланцевый профиль поршневое кольцо (материал - сталь 65Г) получают за семь проходов, формиру  в

проходах 1-6 основные элементы профил : стойку 1 и фланцевый элемент, состо щий из хвостовика 2 и наиболее ответственной детали поршневого кольца, контактирующей со стенками цилиндра двигател  внутреннего сгорани  - скребка 3, именуемого в дальнейшем фланец. Чистовые размеры фланца следующие: толщина плоскости 4 гребн  фланца 0.24002 мм; высота фланца 1,25 мм; средн   толщина фланца 0,6 мм. Радиус скруглений в месте перехода плоскости гребн  в тело гребн  - не более 0,02 мм. Столь малые размеры элемента фланца профил  и его прецизионные размеры (особенно размеры и допуски плоскости 4 гребн  фланца, через контакт которой со стенками цилиндра двигател  не должны просачиватьс  газы из зоны их сгорани ) предъ вл ют жесткие требовани  к регулированию процесса пластического течени 

00

Ю

О

ю ел

металла при формировании вершины гребн  фланца. Требуемый профиль получаетс  только при использовании признаков за вл емого способа. Чистовую проработку гребней фланцев высотным обжатием вершины 5 фланца (скребка 3) осуществл ют холодной прокаткой в четырехвалковой клети б с рабочими валками 7 и опорными роликами 8. Дл  возможности одновременного осуществлени  перед входом в очаг деформации упругости изгиба подката 9. входна  проводка 10 отстоит от очага деформации 11 на рассто нии а и расположена под линией прокатки на входом Ь, котора  может быть изменена подъемом или опусканием проводки 10, т.е. тангенс угла «упругого изгиба подката 9 равен Ь/а (Упругий изгиб подката перед входом в очаг деформации может быть осуществлен иными устройствами, например, качающейс  клетью). Готовый профиль отводитс  от клети через выводную проводку 12.

При упругом изгибе подката, темплеты 13 профил  поворачиваютс  на угол Д0, в результате чего гребни фланца (скребков 3} взаимодействуют друг с другом с раст гивающими напр жени ми изгиба (i. Напр жени  Ог регулируют схему напр женного состо ни  в очаге деформации. Дл  этого усилие прокатки Р, обжимающее фланец, выбираетс  таким, чтобы напр жени  в деформируемом гребне фланца достигали величины Опц, т.е. максимально возможного значени  при деформации металла в упругом состо нии. Добавлением напр жений ог от упругого изгиба подката, металл переводитс  в пластическое состо ние.

Поскольку наибольших значений при упругом изгибе напр жени  достигают на периферии профил , то в первую очередь начинаетс  пластическа  деформации гребней фланцев, т.е. ограниченной области профил . При этом величиной упругой деформации подката (углом а) регулируют высоту h зоны 14 пластической деформации гребн . Такую регулировку можно легко осуществл ют в процессе прокатки.

Кроме того, поскольку при высотной осадке фланца силой продольного сжати  (усилием прокатки) Р схема нагружени  фланца (фиг. 6) дополн етс  раст гивающими напр жени ми Ой , то продольна  устойчивости фланца повышаетс  (Любошиц М.И., Ицкович Г.М. - Минск.: Вышэйша  школа, 1969, с. 361, табл. 12.1). Втора  схема стержн  в верхнем р ду один конец стержн  жестко защемлен, другой свободен соответствует деформации фланца без осевой поддержки темплета фланца в зоне дефор0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мируемого гребн  напр жени ми ог упругого изгиба подката. Треть  схема стержн  в верхнем р ду оба конца стержн  жестко защемлены (заделки, однако, могут сближатьс ) соответствует предлагаемому техническому решению. Последний вариант выгоднее, так как этой схеме соответствует коэффициент приведени  длины ft 0,5, вчетверо меньший, чем в альтернативной схеме, В соответствии с формулой 12.2, приведенной на с. 360 того же источника, это означает, что к деформационному скребку можно приложить усилие деформации в 42-16 раз большее, чем без осевой поддержки раст жением темплета фланца упругим изгибом подката, с точки зрени  продольной устойчивости деформируемого фланца).

П р и м е р. В предчистовом проходе полностью сформировали готовый профиль, за исключением гребней фланцев (скребков 3), вершина 5 которых имела эллиптическую форму. Высота фланцев составл ла 1,35мм, т.е. превышение высоты фланца над чистовым размером составл ло 0,1 мм. В последнем проходе произвели чистовую проработку гребней до размера 1.25 мм. Высотное обжатие гребней осуществл ли в клети с рабочими металлокерамическими валками 7, имеющими диаметр 100 мм. Опорные ролики 8 имели диаметр 150 мм. Усилие прокатки Р составл ло 90 кг. Среднее удельное давление на площади контакта фланца с валками (2 мм ) равн лось 90/2 45 кг/мм2, что соответствовало онц стали 65Г - материала поршневого кольца.

Одновременно с обжатием фланцев упругим изгибом подката перед входом в очаг деформации, в гребн х фланцев наводили дополнительные раст гивающие напр жени , составл ющие (0,1...0,65) егпц материала профил  - стали 65Г, т.е. (л (0,1...0,65) 45 кг/мм2 4.5... 29,3 кг/мм2. Величина напр жений регулировалась следующим образом . По известным формулам .курса сопротивление материалов (Любошиц МЛ/1,, Ицкович Г.М., 7.5 и 7.7) дл  изготавливаемого профил  поршневое кольцо выводили зависимость между углом упругого изгиба подката профил  и раст гивающими напр жени ми в гребне фланца аъ (кг/мм2) 141,3 а (рад). Значени  О2 при различных углах а указаны в табл. 1.

Входную проводку 10 устанавливали на рассто нии а 0,5 м от клети 6. Опуска  проводку 10 на высоту b 15...105 мм, осуществл ли упругий изгиб подката 9 перед входом в очаг деформации на угол а 0,03...0,21 рад, что согласно табл. 1, обеспечивало изменение напр жений oi в пределах 4,5 - 29,3 кг/мм2.

Напр жени  от упругого обжати  фланца усилием прокатки, совместно с напр жени ми от упругого изгиба подката, обеспечивали пластическую деформацию гребн  фланца поршневого кольца до размера 1,25 мм. Качество издели  при этом, оцениваемое прецизионностью формы гребней фланцев, отражено в табл. 2.

Как следует из табл. 2. при создании в гребн х фланцев профил  раст гивающих напр жений изгиба СБ, составл ющих менее 0.1 предела пропорциональности материала профил , гребни фланцев профил  имеют грибовидную форму. Т.е., несмотр  на то, что торцова  поверхность гребн  при этом имеет прецизион но плоскую форму, качество издели  не повышаетс .

При создании в гребн х фланцев профил  раст гивающих напр жений изгиба 2, составл ющих более 0,65 предела пропорциональности Ьлц наблюдаютс  пластические загибы гребней фланцев вследствие чрезмерной интенсивности создаваемых напр жении и св занного с этим распространени  очага пластической деформации за пределы гребн  фланца. В результате требуема  форма гребн  фланца. Б результате требуема  форма гребн  фланца не выдерживаетс  и качество издели  не повышаетс .-. .. : . :.-. . . ; . - . . .

При обеспечении в гребн х фланцев поршневого кольца раст гивающих напр жений от упругого изгиба подката перёд входов в очаг деформации в пределах 0,1...0,65 предела пропорциональности материала профил , качество издели  повышаетс . Торцева  поверхность и форма самого гребн  имеют требуемую прецизионную точность (отклонени  формы менее 0,02 мм).

Claims (2)

1. Способ прокатки профил  с тонкостенными фланцами, например поршневого кольца, включающий формирование в черновых проходах профил  фланцев и последующую чистовую обработку гребней фланцев высотным обжатием их со свободным уширением, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества профил 

за счет обеспечени  прецизионной формы гребней фланцев, их высотное обжатие производ т при одновременном действии раст гивающих напр жений в результате упругого изгиба подката перед входом в

очаг деформации в направлении, противоположном расположению этих фланцев.

2. Способ по п. 1. отличающийс  тем, что упругий изгиб подката осуществл ют до обеспечени  в гребн х фланцев, под- вергаемых прецизионной обработке, раст гивающих раст жений изгиба, составл ющих 0,1...0,65 предела пропорциональности материала профил .

Табл ица 1

Фиг. 5

Таблица 2

)

WV

III

7Т7 ГГ

-ФИ г. 6