RU2601840C2

RU2601840C2 - Method of hollow spherical forgings producing

Info

Publication number: RU2601840C2
Application number: RU2015109799/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Марчук; Петр Павлович Кальченко; Олег Евгеньевич Марков; Сергей Владимирович Мартынов; Андрей Александрович Чучков
Original assignee: Публичное акционерное общество "Русполимет" (ПАО "Русполимет")
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-11-10
Also published as: RU2015109799A

Abstract

FIELD: metal processing.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used for production of hollow spherical forgings like large-size bearing rings. Initial billet is produced with spherical outer surface by rolling of hollow cylindrical billet over outer surface on cylindrical mandrel. Then obtained billet is rolled out by striker with spherical cutout on barrel-shaped mandrel. At that, during rolling process mandrel is replaced with increase in barrel-shaped surface dimensions.

EFFECT: result is enabling possibility of producing different cross-section forged pieces, close in shape and size to finished parts.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использовано для изготовления поковок на прессах или молотах ковкой, например для изделий типа крупногабаритных колец подшипников.The invention relates to the field of technology, namely to the processing of metals by pressure, and can be used for the manufacture of forgings on presses or hammers forged, for example, for products such as large-sized bearing rings.

Известен способ изготовления полых поковок, позволяющий получить полое сферическое тело из слитка, заключающийся в обкатке прошитой заготовки бойком сферической формы, который имеет соответствующий вырез (см. пат. Украины №37022 А, кл. B22J 1/04, опубл. 2001).There is a method of manufacturing hollow forgings, which allows to obtain a hollow spherical body from an ingot, which consists in running in a stitched blank with a spherical shape that has a corresponding cut-out (see US Pat. No. 37022 A, class B22J 1/04, publ. 2001).

Недостатком известного способа является невозможность изготовления раскаткой на цилиндрической оправке пустотелой поковки со сферической формой по внутренней поверхности.The disadvantage of this method is the inability to manufacture by rolling on a cylindrical mandrel a hollow forgings with a spherical shape on the inner surface.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления полых поковок, преимущественно с выпуклой наружной и вогнутой внутренней поверхностями, заключающийся в изготовлении полого полуфабриката с кольцевым выступом (выступами) на наружной поверхности и последующей его раскатке с помощью профильной оправки и бойка, после чего заготовку калибруют фигурным бойком со сферическим вырезом на профильной оправке (см. авт. св. СССР №1204309 А, кл. B21J 5/06, опубл. 15.01.1986).The closest analogue, selected as a prototype, is a method of manufacturing hollow forgings, mainly with convex outer and concave inner surfaces, which consists in the manufacture of a hollow semi-finished product with an annular protrusion (protrusions) on the outer surface and its subsequent rolling using a profile mandrel and striker, after whereby the workpiece is calibrated with a curly striker with a spherical cut on a profile mandrel (see ed. St. USSR No. 1204309 A, class B21J 5/06, publ. 15.01.1986).

Недостатком известного способа является появление зажимов по наружной поверхности в местах перехода, первоначально выполненных, уступов и выступов.The disadvantage of this method is the appearance of clamps on the outer surface at the transition points, originally made, ledges and protrusions.

Общими существенными признаками известного способа и того, что заявляется, является раскатка полой заготовки до сферической формы по ее наружному и внутреннему диаметру бойком со сферическим вырезом на профильной оправке до поковочных размеров.Common essential features of the known method and what is claimed is the rolling of a hollow billet to a spherical shape along its outer and inner diameter by a striker with a spherical cut on a profile mandrel to forging sizes.

В основу изобретения поставлена задача исключения появления зажимов по наружной поверхности за счет формирования наружной сферической поверхности при изготовлении исходной заготовки перед раскаткой вместо формирования уступов.The basis of the invention is the task of eliminating the occurrence of clamps on the outer surface due to the formation of the outer spherical surface in the manufacture of the original workpiece before rolling instead of forming ledges.

Поставленная задача решается за счет того, что полую цилиндрическую заготовку обкатывают на цилиндрической оправке до сферической формы, далее заготовку раскатывают бойком со сферическим вырезом на оправке бочкообразной формы с заменой оправки с меньшей бочкой на большую, при этом замену оправок проводят до обеспечения заданных размеров внутренней сферической полости поковки.The problem is solved due to the fact that the hollow cylindrical workpiece is rolled on a cylindrical mandrel to a spherical shape, then the workpiece is rolled briskly with a spherical cutout on a barrel-shaped mandrel with replacing the mandrel with a smaller barrel for a larger one, while replacing the mandrels to ensure the specified internal spherical dimensions forging cavities.

Технический результат: предложенный способ изготовления полых сферических поковок повышает качество и расширяет номенклатуру изготавливаемых полых деталей с различными формами поперечного сечения, например с внешней и внутренней сферами или с внутренней сферой и внешней цилиндрической поверхностью, а также расширяет технологические возможности получения поковок, близких по форме и размерами к готовым деталям, что приводит к уменьшению расхода металла и трудоемкости механообработки.Technical result: the proposed method for the manufacture of hollow spherical forgings improves the quality and expands the range of manufactured hollow parts with various cross-sectional shapes, for example, with the outer and inner spheres or with the inner sphere and the outer cylindrical surface, and also extends the technological capabilities for producing forgings similar in shape and dimensions to finished parts, which leads to a decrease in metal consumption and the complexity of machining.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

- фиг. 1 - положение полой заготовки, обкатанной до сферической формы по наружному диаметру с цилиндрической внутренней поверхностью;- FIG. 1 - the position of the hollow billet, run to a spherical shape on the outer diameter with a cylindrical inner surface;

- фиг. 2 - исходное положение полой заготовки перед раскаткой на оправке с бочкообразной формой и верхним бойком со сферическим вырезом;- FIG. 2 - the initial position of the hollow billet before rolling on a mandrel with a barrel-shaped shape and the upper striker with a spherical cut;

- фиг. 3 - положение заготовки перед раскаткой на оправке второго типоразмера после предварительной раскатки;- FIG. 3 - position of the workpiece before rolling on the mandrel of the second standard size after preliminary rolling;

- фиг. 4 - положение заготовки перед раскаткой на оправке третьего типоразмера после второй предварительной раскатки.- FIG. 4 - the position of the workpiece before rolling on the mandrel of the third standard size after the second preliminary rolling.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В исходную полую заготовку 1, предварительно обкатанную по наружной поверхности до сферической формы на цилиндрической оправке 7 с помощью сферической плиты 8 и бойка со сферическим вырезом 4 (фиг. 1), заводят бочкообразную оправку 2 (фиг. 2). После этого заготовку с оправкой размещают на раскаточные стойки 3 и раскатывают с величиной обжатия 30…50 мм до размера отверстия заготовки, превышающего диаметр оправки второго типоразмера.A barrel-shaped mandrel 2 (Fig. 2) is brought into the initial hollow billet 1, previously rolled on the outer surface to a spherical shape on a cylindrical mandrel 7 using a spherical plate 8 and a hammer with a spherical notch 4 (Fig. 1). After that, the workpiece with the mandrel is placed on the rolling racks 3 and rolled with a compression value of 30 ... 50 mm to a hole size of the workpiece exceeding the diameter of the mandrel of the second standard size.

После первой раскатки проводят замену оправки 2 на оправку 5 с большей величиной бочки. После второй раскатки проводят замену оправки 5 на оправку 6 других типоразмеров (фиг. 3 и 4 соответственно) и раскатывают аналогичным образом. Раскатка сферических заготовок данным способом связано с частой заменой оправок. Эту замену целесообразно проводить с помощью ковочных манипуляторов.After the first rolling, the mandrel 2 is replaced by a mandrel 5 with a larger barrel size. After the second rolling, the mandrel 5 is replaced by the mandrel 6 of other sizes (Fig. 3 and 4, respectively) and rolled out in a similar way. The rolling of spherical blanks in this way is associated with the frequent replacement of mandrels. It is advisable to carry out this replacement using forging manipulators.

Моделирование предложенного способа проводилось в лабораторных условиях при раскатке кольцевых заготовок из свинца С1 до получения поковки с внешней и внутренней сферическими поверхностями. В процессе раскатки заготовок установлено, что течение металла преобладает в радиальном и тангенциальном направлениях, в результате чего происходит постоянное формоизменение внутренней и внешней полости заготовки до образования внутренней и внешней сферических поверхностей согласно профилю рабочего инструмента.Modeling of the proposed method was carried out in laboratory conditions when rolling ring blanks of lead C1 to obtain forgings with external and internal spherical surfaces. In the process of rolling blanks, it was found that the metal flow prevails in the radial and tangential directions, as a result of which the internal and external cavities of the workpiece are constantly shaped to form internal and external spherical surfaces according to the profile of the working tool.

Проведенный эксперимент подтверждает возможность получения поковки с геометрией, близкой к сферической форме по наружной и внутренней поверхности без зажимов и складок по наружной поверхности заготовки.The experiment confirms the possibility of obtaining forgings with a geometry close to spherical in shape on the outer and inner surfaces without clamps and creases on the outer surface of the workpiece.

Claims

A method of manufacturing a hollow spherical forgings, including rolling the original workpiece briskly on the mandrel, characterized in that the initial billet is obtained with the outer surface of a spherical shape by rolling a hollow cylindrical workpiece on the outer surface on a cylindrical mandrel, while rolling the resulting workpiece is carried out briskly with a spherical cut on the mandrel barrel-shaped with replacement in the process of rolling mandrels with an increase in the size of the barrel-shaped surface to obtain a given shape of the inner sphere forged surface.