RU2438826C2 - Способ изготовления полых поковок - Google Patents
Способ изготовления полых поковок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438826C2 RU2438826C2 RU2010112083/02A RU2010112083A RU2438826C2 RU 2438826 C2 RU2438826 C2 RU 2438826C2 RU 2010112083/02 A RU2010112083/02 A RU 2010112083/02A RU 2010112083 A RU2010112083 A RU 2010112083A RU 2438826 C2 RU2438826 C2 RU 2438826C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- workpiece
- forging
- billet
- hollow
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых поковок ковкой на оправке. В полость нагретой до температуры деформации полой заготовки устанавливают оправку. Производят ковку заготовки на оправке, после чего оправку удаляют. В процессе ковки заготовки и удаления оправки в заготовке и оправке возбуждают ультразвуковые колебания. Колебания направлены параллельно силам трения между заготовкой и оправкой и поверхности их контакта. Для осуществления ковки может быть использовано четырехбойковое ковочное устройство. В результате уменьшаются силы трения между заготовкой и оправкой, что позволяет снизить нежелательные нагрузки на кузнечно-прессовое оборудование. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления полых поковок ковкой на оправках. Изобретение может быть использовано в кузнечных и кузнечно-прессовых цехах на машиностроительных и металлургических заводах при изготовлении на гидравлических ковочных прессах и радиально-ковочных машинах (РКМ) полых поковок труб, валов, осей, цилиндров (гладких и ступенчатых), круглого поперечного сечения из различных сталей и сплавов. Известен способ изготовления полых поковок, включающий нагрев полой заготовки, установку в ее полость оправки и последующую ковку заготовки одновременно четырьмя бойками на РКМ за один или несколько проходов с подачами и кантовками (Ростовщиков В.А. Технология и оборудование для формообразования поковок горячим радиальным обжатием // Кузнечно-штамповочное производство, 1987. №6. С.10-13).
Этот способ отличается высокой производительностью и позволяет получать полые поковки высокой точности с минимальными припусками на механическую обработку.
Недостатком данного способа является то, что иногда, при неправильном выборе режимов ковки или подстуживании заготовки в процессе ковки, возможно залипание оправки на заготовке и последующее ее заковывание, что приводит к резкому росту сил трения между оправкой и заготовкой, приводящему, в свою очередь, к повышению нагрузок на манипуляторы и механизм крепления оправки, превышающих допустимые. Резкое повышение нагрузок на манипуляторы и механизм крепления оправки может привести к их поломке. Кроме того, на РКМ не всегда возможно изготовить поковки большой массы, а сами РКМ относятся к уникальному и дорогому оборудованию.
Известен также способ изготовления полых поковок, включающий нагрев полой заготовки до температуры деформации, установку в ее полость оправки, ковку заготовки на гидравлическом ковочном прессе на оправке и последующее удаление оправки (Кузьминцев В.Н. Ковка на молотах и прессах: Учебник для средних проф.-техн. Училищ. - М.: Высш. школа, 1979. С.98-99).
В известном способе в нагретую полую заготовку устанавливают длинную оправку с небольшим зазором и удерживают при ковке с одной или двух сторон на цепях крана или манипулятором, а ковку производят двумя бойками, обжимая участки заготовки в определенной последовательности без перемещения заготовки относительно оправки. После окончания ковки оправку удаляют из поковки гидравлическим экстрактором или путем перемещения стола пресса.
Известный способ позволяет получать различные полые поковки, в том числе больших поперечных сечений, из полых заготовок и слитков на гидравлических ковочных прессах.
Недостатком известного способа является то, что при его осуществлении требуются большие усилия для снятия заготовки с оправки, а в некоторых случаях, из-за заковывания оправки и возникающих при этом больших силах трения между оправкой и заготовкой, не удается снять последнюю с оправки без изменения формы заготовки. Это чаще всего наблюдается при получении поковок большой длины, у которых длина поковки превышает длину исходной заготовки более чем в 6 раз. Возникающие из-за роста сил трения большие нагрузки на манипулятор и пресс могут привести к поломке оборудования. Кроме того, увеличиваются энергозатраты в процессе ковки и удаления оправки.
В основу изобретения поставлена задача, путем усовершенствования способа изготовления полых поковок, уменьшить силы трения между оправкой и заготовкой, и за счет этого уменьшить нежелательные нагрузки на кузнечно-прессовое оборудование и уменьшить энергозатраты. Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления полых поковок, включающем нагрев полой заготовки до температуры деформации, установку в ее полость оправки, ковку заготовки на оправке и последующее удаление оправки, новым является то, что в процессе ковки и удаления оправки в заготовке и оправке возбуждают ультразвуковые колебания, направленные параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой.
Поставленная задача достигается также тем, что ковку заготовки осуществляют в четырехбойковом ковочном устройстве.
Предлагаемый способ изготовления полых поковок осуществляют следующим образом.
Полую заготовку нагревают до температуры ковки и подают с помощью транспортного средства к гидравлическому ковочному прессу или РКМ, где ее захватывает манипулятор. Манипулятор доставляет эту полую заготовку в рабочую зону ковочного агрегата, после чего с помощью специального устройства или манипулятора в эту заготовку устанавливают оправку. Затем осуществляют ковку заготовки на оправке бойками пресса или РКМ. В процессе ковки в заготовке и оправке возбуждают ультразвуковые колебания, направленные параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой. Известно, что возбуждение ультразвуковых колебаний в инструменте и заготовке в процессе деформации приводит к снижению сил контактного трения между заготовкой и инструментом (см. А.С. СССР №232729, МПК В23k, 1968 г.). В процессе ковки полой заготовки на оправке уменьшается трение между заготовкой и оправкой и, как следствие, усилие деформирования. Максимальное уменьшение сил трения между заготовкой и оправкой достигается в том случае, когда ультразвуковые колебания направлены параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой. Силы трения между заготовкой и оправкой, препятствующие удалению оправки из заготовки, параллельны продольной оси оправки. Следовательно, ультразвуковые колебания возбуждают параллельно продольной оси оправки. При последующем удалении оправки из полости заготовки в заготовке и оправке также возбуждают ультразвуковые колебания, направленные параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой (параллельно продольной оси оправки). Это также существенно уменьшает трение между заготовкой и оправкой и, как следствие, усилие снятия заготовки с оправки. Все это приводит к уменьшению нагрузок на механизмы ковочного оборудования. В первую очередь это относится к нагрузкам в направлении продольной оси оправки, которые могут привести к поломке механизмов кузнечно-прессового оборудования. Кроме того, уменьшаются энергозатраты в процессе ковки и снятия заготовки с оправки.
Процесс ковки может осуществляться в четырехбойковом ковочном устройстве на гидравлическом ковочном прессе (см. патент РФ №2314175, МПК В21J 3/02, 2005 г.). В этом случае также в заготовке и оправке возбуждают ультразвуковые колебания.
Возможен также случай, когда в процессе ковки в заготовке и оправке ультразвуковые колебания не возбуждают. В этом случае ультразвуковые колебания возбуждают только в процессе удаления оправки. Такой вариант изготовления можно осуществлять в процессе изготовления полых поковок как при ковке на РКМ, так и при ковке на прессе, в том числе при ковке полых заготовок на ковочном прессе двумя бойками (см. Кузьминцев В.Н. Ковка на молотах и прессах: Учебник для сред. проф.-техн. училищ. - М.: Высш. школа, 1979. - С.98-99). В этом случае существенно уменьшаются силы трения между заготовкой и оправкой и, как следствие, уменьшается усилие снятия заготовки с оправки.
Пример 1. Полую заготовку из стали 38Х2Н2МА с размерами: наружный диаметр 750 мм, внутренний диаметр 480 мм, длина 3000 мм, нагрели в камерной газовой печи до температуры 1150°С и подали с помощью крана к гидравлическому ковочному прессу силой 25 МН, где эту заготовку зажали в губках манипулятора. Предварительно перед ковкой на ковочный пресс установили четырехбойковое ковочное устройство с четырьмя бойками. Полую заготовку с помощью манипулятора завели в рабочую зону пресса, а в саму заготовку с помощью другого манипулятора установили оправку диаметром 440 мм. После этого осуществляли ковку этой полой заготовки одновременно четырьмя бойками с подачами и кантовками заготовки. В процессе всей ковки в заготовке и оправке возбуждали ультразвуковые колебания с частотой 18,2 кГц и амплитудой 12 мкм, направленные параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой, то есть параллельно продольной оси оправки. Эти колебания сообщали оправке и заготовке с помощью магнитострикционного преобразователя ПМС 15А-18, питающегося от ультразвукового генератора УЗК 1-4.
Для сравнения провели ковку такой же полой заготовки в четырехбойковом ковочном устройстве на прессе силой 25 МН без возбуждения ультразвуковых колебаний в заготовке и оправке.
Сравнение двух способов изготовления полых поковок показало, что при ковке с возбуждением ультразвуковых колебаний усилие ковки уменьшалось на 15-20%, а усилие перемещения оправки уменьшалось в 2,2-3,0 раза, по сравнению с известным способом, что указывает на существенное уменьшение сил трения между заготовкой и оправкой. Уменьшились также энергозатраты на весь процесс изготовления поковки. Залипания и заковов оправки в процессе ковки не было.
Пример 2. Полую заготовку из стали 38Х2Н2МА с размерами: наружный диаметр 1100 мм, внутренний диаметр 500 мм, длина 1020 мм, нагрели в камерной газовой печи до температуры 1150°С и подали с помощью крана к гидравлическому ковочному прессу силой 25 МН, где эту заготовку зажали в губках манипулятора. Затем с помощью манипулятора полую заготовку завели в рабочую зону пресса, а в саму заготовку с другой ее стороны установили длинную оправку диаметром 480 мм. Ковку на прессе осуществляли двумя бойками: нижний вырезной, верхний плоский, с кантовками и подачами. Ковку на оправке закончили, когда доковали до наружного диаметра 750 мм, а длина поковки при этом стала 3010 мм. После этого в заготовке и оправке возбуждали ультразвуковые колебания, направленные параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой (параллельно продольной оси оправки) и, одновременно, стягивали заготовку с оправки с помощью манипулятора и бойков пресса. В процессе снятия заготовки с оправки, в заготовке и оправке возбуждали ультразвуковые колебания с частотой 18,2 кГц и амплитудой 12 мкм, направленные параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой. Эти колебания сообщали оправке и заготовке с помощью магнитострикционного преобразователя ПМС 15А-18, питающегося от ультразвукового генератора УЗК 1-4. Заготовка легко удалилась из оправки. Для сравнения изготовили таким же способом, но уже не возбуждая в заготовке и оправке ультразвуковые колебания, поковку с теми же размерами.
Сравнение двух способов изготовления полых поковок показало, что при снятии заготовки с оправки с возбуждением в них ультразвуковых колебаний, направленных параллельно силам трения и поверхности контакта заготовки с оправкой, усилие снятия заготовки с оправки уменьшалось в 1,8-2,4 раза по сравнению с известным способом. Это указывает на существенное уменьшение сил трения между заготовкой и оправкой при реализации предлагаемого способа.
Таким образом, предлагаемый способ изготовления полых поковок, по сравнению с известными, позволяет существенно уменьшить силы трения между заготовкой и оправкой и, как следствие, уменьшить за счет этого нагрузки на механизмы кузнечно-прессового оборудования, а также уменьшить энергозатраты на весь процесс изготовления поковок.
Claims (2)
1. Способ изготовления полых поковок, включающий нагрев полой заготовки до температуры деформации, установку в ее полость оправки, ковку заготовки на оправке и последующее удаление оправки, отличающийся тем, что в процессе ковки заготовки и удаления оправки в заготовке и оправке возбуждают ультразвуковые колебания, направленные параллельно силам трения между заготовкой и оправкой и поверхности контакта заготовки с оправкой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ковку заготовки осуществляют в четырехбойковом ковочном устройстве.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112083/02A RU2438826C2 (ru) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Способ изготовления полых поковок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112083/02A RU2438826C2 (ru) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Способ изготовления полых поковок |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010112083A RU2010112083A (ru) | 2011-10-10 |
RU2438826C2 true RU2438826C2 (ru) | 2012-01-10 |
Family
ID=44804580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010112083/02A RU2438826C2 (ru) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Способ изготовления полых поковок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2438826C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111715831A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-29 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种含芯棒旋锻工艺中的芯棒不粘模装置和方法 |
-
2010
- 2010-03-29 RU RU2010112083/02A patent/RU2438826C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУЗЬМИНЦЕВ В.Н. Ковка на молотах и прессах, Учебник для средних профессионально-технических училищ. - М.: Высшая школа, 1979, с.98-99. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111715831A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-29 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种含芯棒旋锻工艺中的芯棒不粘模装置和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010112083A (ru) | 2011-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104607580A (zh) | 一种超大规格铝合金矩形环的锻造成型工艺 | |
RU2234998C1 (ru) | Способ изготовления полой цилиндрической длинномерной заготовки (варианты) | |
JP5632671B2 (ja) | 鍛造用金型装置 | |
CN111531097A (zh) | 一种消除筒类锻件壁厚不均缺陷的锻造方法 | |
RU2438826C2 (ru) | Способ изготовления полых поковок | |
RU2486985C2 (ru) | Способ изготовления полых поковок и ковочный комплекс для его осуществления | |
Pater et al. | A new cross wedge rolling process for producing rail axles | |
RU2406588C2 (ru) | Способ ковки заготовки в четырехбойковом ковочном устройстве | |
RU2431539C1 (ru) | Способ изготовления крупногабаритных полых поковок | |
RU2337784C2 (ru) | Способ изготовления кованых заготовок | |
JP2008238234A (ja) | 鍛造リング製造用温間鍛造プレス装置と、これを用いた鍛造リングの製造方法 | |
KR20160077008A (ko) | 플루이드 엔드 및 기타 공작물을 위한 순형상 단조 | |
RU2474484C1 (ru) | Способ изготовления поковок с мелкозернистой структурой | |
RU2456111C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистой структуры в заготовках из металлов и сплавов | |
RU2349436C1 (ru) | Способ изготовления штампов для высадки концов труб | |
RU2763950C1 (ru) | Способ изготовления диска-кольца для газотурбинного двигателя | |
RU2468882C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
RU2283714C2 (ru) | Способ ковки заготовок в четырехбойковом ковочном устройстве | |
RU2394663C1 (ru) | Способ ковки слитков в четырехбойковом ковочном устройстве | |
RU2284874C2 (ru) | Способ изготовления поковок | |
RU2392086C1 (ru) | Способ изготовления обечайки реактора | |
RU2362648C2 (ru) | Способ изготовления полых поковок прямоугольного поперечного сечения | |
CN111644550B (zh) | 一种锻造多级台阶轧辊的方法 | |
RU2386499C2 (ru) | Способ производства судовых длинномерных полых валов большого и среднего диаметров из маломагнитных коррозионно-стойких сталей | |
JP2009285665A (ja) | 高温拡管成形性に優れたアルミニウム合金製継目無押出管およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170330 |