RU2086330C1

RU2086330C1 - Method of making complex-shape parts by rotation drawing

Info

Publication number: RU2086330C1
Application number: RU94017356A
Authority: RU
Inventors: С.И. Юрков; Н.Н. Слепов; М.Л. Еговцев; В.К. Железников; А.Г. Кокорин; В.А. Невзоров
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1997-08-10

Abstract

FIELD: rotation drawing of preliminarily heated parts of hard-to-form metals and alloys. SUBSTANCE: method comprises steps of setting blank on rotating mandrel, moving tool relative to mandrel, rolling out blank at moving tool and changing its inclination angle relative to mandrel axis. Preliminarily heated blank is subjected to deforming. Relative tool motion is realized at motion of mandrel along axis. Angle between tool rotation axis and mandrel axis is decreased at deforming process. EFFECT: simplified process of deforming blanks of hard-to-form metals and alloys. 2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно к способам ротационной вытяжки предварительно нагретой заготовки из труднодеформируемых металлов и сплавов для получения деталей сложной конфигурации типа полусфер, конусов или сочетания этих поверхностей вращения. The invention relates to the processing of metals by pressure, and more particularly to methods of rotational drawing of a preheated billet from hardly deformable metals and alloys to obtain parts of complex configuration such as hemispheres, cones, or a combination of these surfaces of revolution.

Известен способ ротационного выдавливания конических деталей из плоских заготовок, в котором выдавливание осуществляют при движении ролика во взаимно перпендикулярных направлениях: одно вдоль оси оправки, другое - перпендикулярно оси оправки [1]
Недостатком указанного способа является сложность обеспечения необходимой жесткости конструкции.A known method of rotational extrusion of conical parts from flat billets, in which extrusion is carried out when the roller moves in mutually perpendicular directions: one along the axis of the mandrel, the other perpendicular to the axis of the mandrel [1]
The disadvantage of this method is the difficulty of ensuring the necessary rigidity of the structure.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ ротационной вытяжки полых деталей с фланцем, включающий ротационную вытяжку оболочки и формообразование фланца детали циклическим перемещением давильного инструмента по траектории, направленной под углом к оси обработки, при этом в процессе движения по траектории изменяется угол наклона инструмента [2]
Недостатком указанного выше способа являются ограниченные технологические возможности, например, в части ротационной вытяжки толстостенных заготовок из труднодеформируемых сплавов, т.к. проведение деформирования со значительным слоем перемещаемого металла и одновременной реализации сложного перемещения раскатного ролика требует обеспечения высокой жесткости конструкции.The closest in technical essence to the claimed is a method of rotational drawing of hollow parts with a flange, including rotational drawing of the shell and shaping of the flange of the part by cyclic movement of the pressing tool along a path directed at an angle to the machining axis, while the tool tilt angle changes along the path [ 2]
The disadvantage of the above method is the limited technological capabilities, for example, in terms of rotational drawing of thick-walled workpieces from hard-alloyed alloys, because carrying out deformation with a significant layer of displaced metal and at the same time implementing complex movement of the rolled roller requires high structural rigidity.

В основу настоящего изобретения поставлена задача расширения технологических возможностей способа в части ротационной вытяжки толстостенных заготовок из труднодеформируемых сплавов путем организации деформирования с менее жесткими требованиями к кинематической и силовой схемам устройства. The basis of the present invention is the task of expanding the technological capabilities of the method in terms of rotational drawing of thick-walled workpieces from hard-to-deform alloys by organizing deformations with less stringent requirements for the kinematic and power circuits of the device.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения деталей сложной формы, включающем установку заготовки на вращающуюся оправку, относительное осевое перемещение инструмента, деформирование при движении инструмента с изменением угла наклона его относительно оси оправки, согласно изобретению деформированию подвергают предварительно нагретую заготовку, относительное осевое перемещение инструмента осуществляют при движении оправки вдоль оси по направлению к инструменту, а угол между осью вращения инструмента и осью оправки уменьшают относительно его первоначального положения. The problem is solved due to the fact that in the method of producing parts of complex shape, including installing the workpiece on a rotating mandrel, the relative axial movement of the tool, deformation when the tool moves with a change in its angle relative to the axis of the mandrel, according to the invention, the preheated workpiece is subjected to deformation, relative axial the movement of the tool is carried out when the mandrel moves along the axis towards the tool, and the angle between the axis of rotation of the tool and the axis o Rawka decrease relative to its initial position.

Возможность решения поставленной задачи обусловлена тем, что сложное движение одного органа заменено на сумму простых движений нескольких органов, организовать и контролировать каждое из которых энергетически выгоднее и конструктивно проще, кроме того движения суммируются так, что необходимые усилия могут быть достигнуты при меньших энергетических затратах. The possibility of solving this problem is due to the fact that the complex movement of one organ is replaced by the sum of the simple movements of several organs, it is energetically more convenient and structurally easier to organize and control each of them, in addition, the movements are summed up so that the necessary efforts can be achieved at lower energy costs.

На фиг.1 приведена схема реализации способа начальное положение раскатки; на фиг.2 конечное положение. Figure 1 shows a diagram of the implementation of the method, the initial position of the rolling; figure 2 final position.

Способ реализуется следующим образом. Заготовка 1 устанавливается на оправку 2. Включается привод вращения оправки (не показан). Раскатные головки с раскатными роликами 3, которые непосредственно производят обработку заготовки, устанавливаются в исходное положение для начала деформирования. При этом угол между осью вращения ролика и осью вращения оправки α₁, α₂ - минимальное значение угла для деформирования данной детали.The method is implemented as follows. The blank 1 is mounted on the mandrel 2. The mandrel rotation drive (not shown) is turned on. The rolling heads with rolling rollers 3, which directly process the workpiece, are set to the initial position to start the deformation. The angle between the axis of rotation of the roller and the axis of rotation of the mandrel α ₁ , α ₂ - the minimum value of the angle for deformation of this part.

Включается привод вертикального перемещения оправки. В момент касания заготовкой раскатных роликов начинается процесс формирования детали заготовки. В процессе движения оправки вдоль оси вверх ролики внедряются в заготовку на необходимую глубину. The drive moves the vertical movement of the mandrel. The moment the workpiece touches the rolled rollers, the process of forming the workpiece part begins. In the process of moving the mandrel along the axis upwards, the rollers are introduced into the workpiece to the required depth.

Затем включается привод поворота раскатных головок, при этом раскатные ролики 3, закрепленные на раскатных головках, могут проворачиваться относительно своей оси. Это вращение осуществляется за счет сил трения, возникающих при внедрении роликов в заготовку. Изменение угла поворота раскатных головок и величины перемещения оправки с установленной на ней заготовкой осуществляют согласованно в зависимости от формы поверхности, которую необходимо получить при деформировании, при этом каждому положению оправки соответствует строго определенное угловое положение раскатных головок. В процессе деформирования часть металла заготовки перемещается раскатным роликом по оправке. Угол наклона раскатных головок к оси оправки только уменьшается до α₂ (см. фиг. 2), обеспечивая однонаправленное движение оправки и ролика. Относительное движение инструмента и заготовки позволило упростить силовую схему, что в свою очередь повысило жесткостные характеристики устройства и тем самым повысило надежность деформирования для большей номенклатуры обрабатываемых материалов и расширило технологические возможности способа.Then, the rotation drive of the roll heads is turned on, while the roll rollers 3 mounted on the roll heads can be rotated about their axis. This rotation is carried out due to the friction forces arising from the introduction of rollers into the workpiece. Changing the angle of rotation of the rolling heads and the amount of movement of the mandrel with the workpiece mounted on it is carried out in coordination depending on the shape of the surface that must be obtained during deformation, with each position of the mandrel corresponding to a strictly defined angular position of the rolling heads. In the process of deformation, part of the metal of the workpiece is moved by a rolling roller along the mandrel. The angle of inclination of the rolling heads to the axis of the mandrel only decreases to α ₂ (see Fig. 2), providing unidirectional movement of the mandrel and the roller. The relative movement of the tool and the workpiece made it possible to simplify the power circuit, which in turn increased the stiffness of the device and thereby increased the deformation reliability for a larger range of processed materials and expanded the technological capabilities of the method.

В институте данный способ разработан для ротационной вытяжки полусферических деталей из дисковой заготовки размерами: Д=660 мм, Н=110 мм, из стали 15ХМ (Гост 4543-71) для получения детали с размерами: Д=670 мм, Н=402 мм. At the institute, this method was developed for the rotational extraction of hemispherical parts from a disk billet with dimensions: D = 660 mm, H = 110 mm, from steel 15XM (GOST 4543-71) to obtain a part with dimensions: D = 670 mm, N = 402 mm.

Заготовка, предварительно нагретая до 950-1000^oC, устанавливается на оправку. Раскатная головка устанавливается в исходное положение под углом 60^oC к продольной оси шпинделя. В процессе деформирования раскатной ролик внедряется в заготовку на глубину ≈ 46 мм. Деформирование осуществляется при перемещении оправки на величину 650 мм со скоростью 2.20 мм/мин и соответствующим поворотом оси ролика от 60 до 27^o.The preform, preheated to 950-1000 ^o C, is installed on the mandrel. The rolling head is set to its original position at an angle of 60 ^o C to the longitudinal axis of the spindle. In the process of deformation, the rolling roller is introduced into the workpiece to a depth of ≈ 46 mm. The deformation is carried out by moving the mandrel by an amount of 650 mm with a speed of 2.20 mm / min and the corresponding rotation of the axis of the roller from 60 to 27 ^o .

Вытяжка и формирование профиля детали обеспечивается перемещением металла роликом относительно оправки. В результате вытяжки толщина полученной детали составила 38 60 мм. The hood and the formation of the profile of the part is provided by moving the metal roller relative to the mandrel. As a result of drawing, the thickness of the obtained part was 38–60 mm.

После деформирования объем механообработки сведен до минимума (снятие припусков, выполнение канавок, проточек, резьбовых отверстий и т.д.)е After deformation, the volume of machining is minimized (removal of allowances, grooves, grooves, threaded holes, etc.) e

Claims

A method of obtaining parts of complex shape with a rotary hood, in which the workpiece is mounted on a rotating mandrel, deformed with a tool set to change the angle of inclination relative to the axis of the mandrel during the deformation process, characterized in that before deformation the workpiece is heated to a plastic state, during deformation the workpiece is moved to a rotating mandrel along the axis towards the tool, and the angle of inclination of the axis of rotation of the tool to the axis of rotation of the mandrel reduces the relative But its original position.