RU2650654C1 - Способ радиальной ковки короткомерных заготовок - Google Patents
Способ радиальной ковки короткомерных заготовок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650654C1 RU2650654C1 RU2016149925A RU2016149925A RU2650654C1 RU 2650654 C1 RU2650654 C1 RU 2650654C1 RU 2016149925 A RU2016149925 A RU 2016149925A RU 2016149925 A RU2016149925 A RU 2016149925A RU 2650654 C1 RU2650654 C1 RU 2650654C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- short
- extension
- workpiece
- blank
- extension cord
- Prior art date
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/04—Shaping in the rough solely by forging or pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
- B21J13/08—Accessories for handling work or tools
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке короткомерных заготовок. Заготовку одним концом, выполненным с охватывающей конической поверхностью, соединяют с одним концом удлинителя, имеющим охватываемую коническую поверхность. Заготовку подают к бойкам удлинителем и производят ее деформирование до получения готового профиля бойками при их возвратно-поступательном перемещении. При этом перед соединением удлинителя с заготовкой последнюю нагревают. После соединения заготовку с удлинителем выдерживают для передачи тепла от заготовки к удлинителю с обеспечением натяга между их коническими поверхностями. В результате обеспечивается надежное соединение короткомерной заготовки с удлинителем, что гарантирует стабильность процесса радиальной ковки. 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам радиальной ковки короткомерных заготовок.
Известны способы радиальной ковки [см., например, книгу: Ковка на радиально-обжимных машинах / В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др.- М.: Машиностроение, 1990. - с. 33], при которых обжатие заготовки бойками осуществляется при удержании заготовки вдоль оси ковки и ее подаче к бойкам сначала одним манипулятором, далее двумя манипуляторами, а затем вторым манипулятором. Однако при таком способе радиальной ковки невозможна ковка короткомерных заготовок, длина которых меньше допустимой по условиям эксплуатации радиально-ковочных машин.
Известен способ обработки металлов давлением путем пилигримовой прокатки короткомерных заготовок из технологических отходов в виде пильгерголовок [Заготовка для пилигримовой прокатки труб, АС СССР №797811, опубл. 23.01.1981 г. Бюл. №3]. При этом способе для обеспечения возможности получения годных профилей торцы технологических отходов в виде пильгерголовок соединяют друг с другом сваркой, а затем подают на трубопрокатную установку с пиллигримовыми станами, где прокатывают в трубу постоянного по длине сечения.
Недостатком такого способа переработки короткомерных заготовок в годные профили является сложность обеспечения сварки без образования грата, низкая пластичность сварных швов. Особенно ненадежно сварное соединение короткомерных заготовок при их обработке радиальной ковкой, где на заготовку постоянно действуют ударные нагрузки и вибрация.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обработки металлов давлением [Заготовка для холодной прокатки труб, АС СССР №1227270, опубл. 30.04.1986 г. Бюл. №16], который может быть использован при обработке короткомерных заготовок. При этом способе перед обработкой давлением короткомерную заготовку, длина которой меньше допустимой по условиям эксплуатации технологического оборудования, соединяют с другой заготовкой, выполняющей роль удлинителя, путем ввода концов заготовок друг в друга. В местах соединения концы короткомерной заготовки и удлинителя выполняют коническими. При этом задний конец короткомерной заготовки выполняют с охватывающей конической поверхностью, а соединяемый с ним конец удлинителя выполняют с охватываемой конической поверхностью. Подача короткомерной заготовки к технологическому инструменту для обработки металлов давлением и удержание короткомерной заготовки вдоль технологической оси осуществляется с помощью удлинителя.
Относительно надежная связь короткомерной заготовки с удлинителем при применении такого соединения возможна только при действии на короткомерную заготовку продольного осевого усилия в сторону удлинителя.
Ненадежное соединение короткомерной заготовки и удлинителя приведет при деформации короткомерной заготовки к ее смещению с технологической оси, к провороту короткомерной заготовки относительно удлинителя, вырыву удлинителя из короткомерной заготовки. Все это является причиной нестабильного осуществления процесса деформации короткомерных заготовок, частых аварийных ситуаций, что снизит качество получаемых из короткомерных заготовок готовых профилей и уменьшит производительность.
Таким образом, основными недостатками принятого в качестве прототипа технического решения являются нестабильное осуществление технологического процесса, являющееся причиной низкого качества получаемых из короткомерных заготовок готовых профилей и ограниченной производительности.
Задачей изобретения является достижение стабильности процесса радиальной ковки короткомерных заготовок.
Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе радиальной ковки короткомерных заготовок, включающем соединение охватывающей конической поверхности одного из концов короткомерной заготовки с охватываемой конической поверхностью одного из концов удлинителя, удержание короткомерной заготовки вдоль оси ковки, ее подачу к бойкам удлинителем и деформирование до получения готового профиля бойками при их возвратно-поступательном перемещении, согласно изобретению, перед соединением удлинителя с короткомерной заготовкой последнюю нагревают, а после соединения выдерживают для передачи тепла от короткомерной заготовки к удлинителю с обеспечением натяга между их коническими поверхностями.
Нагрев короткомерной заготовки перед соединением с удлинителем в связи с известным эффектом линейного и объемного теплового расширения материалов [Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. Справочник по физике. М., Изд.-во «Наука», издание четвертое, переработанное. 1968. с. 270] позволяет увеличить поперечное сечение ее охватывающей конической поверхности. После соединения с охватываемой конической поверхностью «холодного» удлинителя произойдет передача тепла от нагретой короткомерной заготовки к удлинителю. Снижение температуры короткомерной заготовки приведет к уменьшению поперечного сечения ее охватывающей конической поверхности, а повышение температуры охватываемой конической поверхности удлинителя приведет увеличению ее поперечного сечения. Благодаря этому обеспечится прочное практически неразъемное соединение короткомерной заготовки с удлинителем.
Все это позволяет обеспечить точную подачу заготовки вдоль технологической оси, устранит проворот короткомерной заготовки относительно удлинителя и вырыв удлинителя из короткомерной заготовки.
Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет достигнуть стабильности при осуществлении процесса радиальной ковки короткомерных заготовок.
Предложенный способ радиальной ковки короткомерных профилей проиллюстрирован на чертежах.
На фиг. 1 показан вид на бойки радиально-ковочной машины вдоль оси ковки при удержании «холодного» удлинителя манипулятором, перед соединением горячей короткомерной заготовки с удлинителем.
На фиг. 2 показан вид на бойки радиально-ковочной машины вдоль оси ковки при удержании удлинителя манипулятором после соединения горячей короткомерной заготовки с удлинителем и выдержки для передачи тепла от горячей короткомерной заготовки к удлинителю.
На фиг. 3 показан вид на бойки радиально-ковочной машины вдоль оси ковки при удержании удлинителя и короткомерной заготовки манипулятором перед началом ковки.
На фиг. 4 показан вид на бойки радиально-ковочной машины вдоль оси ковки при удержании удлинителя одним манипулятором и короткомерной заготовки другим манипулятором после окончания ковки с получением готового профиля.
Радиальная ковка осуществляется следующим образом (фиг. 1-4).
На ось ковки подается в холодном состоянии удлинитель 1 и зажимается губками манипулятора А (фиг. 1). На переднем конце удлинителя 1 предварительно выполняется коническая поверхность, которая называется охватываемой поверхностью. Далее на ось ковки поворотным устройством (на чертеже не показано) подается горячая короткомерная заготовка 2 с предварительно выполненной на заднем ее конце внутренней конической расточкой, называемой охватывающей поверхностью.
Манипулятором А удлинитель 1 подается вдоль оси ковки в сторону горячей короткомерной заготовки 2 (фиг. 2) так, что охватываемая коническая поверхность удлинителя 1 входит в охватывающую коническую поверхность горячей короткомерной заготовки 2. Указанные конические поверхности соприкасаются друг с другом, и происходит передача тепла от горячей короткомерной заготовки 2 к удлинителю 1. Температура короткомерной заготовки 2 (особенно в зоне охватывающей конической поверхности) уменьшается, а температура удлинителя 1 (особенно в зоне охватываемой конической поверхности) увеличивается. Благодаря известному эффекту линейного и объемного теплового расширения материалов поперечные сечения охватывающей конической поверхности короткомерной заготовки 2 уменьшатся, а поперечные сечения охватываемой конической поверхности удлинителя 1 увеличатся. За счет этого между короткомерной заготовкой 2 и удлинителем 1 образуется неразъемное соединение (посадка с натягом).
Далее короткомерная заготовка 2 с помощью удлинителя 1 и манипулятора А подается к бойкам 3 (фиг. 3) и осуществляется процесс радиальной ковки указанными бойками, совершающими возвратно-поступательное перемещение. Процесс радиальной ковки продолжается до получения требуемого готового профиля 4. При этом после увеличения длины короткомерной заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения в работу может вступать и манипулятор В (фиг. 4).
Таким образом, предложенный способ позволяет осуществлять радиальную ковку короткомерной заготовки за счет ее надежного соединения с удлинителем, обеспечивая точную подачу заготовки вдоль технологической оси, устранить проворот короткомерной заготовки относительно удлинителя и вырыв короткомерной заготовки из удлинителя. Этим гарантируется стабильность осуществления технологического процесса, обеспечивая качество получаемых из короткомерных заготовок готовых профилей и высокую производительность.
Рассмотрим реализацию предложенного способа радиальной ковки на радиально-ковочной машине (РКМ) модели SKK-14 фирмы GFM, работающей на одном из предприятий г. Челябинска, при осуществлении радиальной ковки короткомерной заготовки ∅140 мм и длиной 200 мм из нержавеющей стали 12X18H9. Минимальная длина исходной заготовки для ковки на РКМ модели SKK-14 согласно технической характеристике этой машины равна 500 мм. Для возможности ковки короткомерной заготовки изготовлен удлинитель ∅50 мм и длиной 350 мм из стали Ст. 3. На одном конце удлинителя на длине 27 мм выполнялась коническая поверхность в виде усеченного конуса с углом в вершине, равным 10 град. На одном торце короткомерной заготовки ∅140 мм на глубину 25 выполнялась внутренняя коническая расточка с углом в вершине конуса, равным 10 град. Диаметр расточки в плоскости торца короткомерной заготовки равен 48,75 мм. После нагрева объем короткомерной заготовки согласно [Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. Справочник по физике. М., Изд.-во «Наука», издание четвертое, переработанное. 1968. с. 270] станет равным
В данной формуле:
V0 - объем короткомерной заготовки до нагрева;
αγ - средний коэффициент объемного теплового расширения материала короткомерной заготовки в данном интервале температур;
Δt - изменение температуры короткомерной заготовки.
Коэффициенты линейного расширения стали 12Х18Н9 приведены, например, по таблице [Коррозионно-стойкие стали и сплавы. Ульянин Е.А. Справочник. М., «Металлургия», 1980. с. 78].
Средний коэффициент объемного теплового расширения материала согласно [Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. Справочник по физике. М., Изд.-во «Наука», издание четвертое, переработанное. 1968. с. 270] равен
С использованием приведенных зависимостей можно определить площадь сечения расточки в плоскости торца короткомерной заготовки после нагрева по формуле
где S0 - площадь сечения расточки в плоскости торца короткомерной заготовки до нагрева.
Диаметр расточки в плоскости торца короткомерной заготовки после нагрева равен
В результате расчета по формулам (3) и (4) при нагреве до температуры 1100°C диаметр расточки после нагрева будет примерно равен D≈49,8 мм.
После входа конической охватываемой поверхности удлинителя в коническую охватывающую поверхность горячей короткомерной заготовки, их соприкосновения, передачи тепла от горячей короткомерной заготовки к удлинителю и снижения температуры короткомерной заготовки до 1000°C диаметр расточки после нагрева будет примерно равен D≈49,7 мм. При этом за счет нагрева конической части удлинителя до примерно 150°C его диаметр увеличится примерно на 0,15 мм. Следовательно, суммарный натяг в коническом соединении короткомерной заготовки и удлинителя составит 0,25 мм, что обеспечит практически неразъемное соединение короткомерной заготовки с удлинителем.
Указанная короткомерная заготовка с помощью соединенного с ней удлинителя продеформирована, получен готовый круглый профиль ∅70 мм и длиной примерно 800 мм. Готовый профиль с помощью абразивно-отрезного станка отделен от удлинителя.
Технология с применением предложенного способа планируется к постоянному использованию на РКМ модели SKK-14.
Claims (1)
- Способ радиальной ковки короткомерных заготовок, включающий соединение охватывающей конической поверхности одного из концов короткомерной заготовки с охватываемой конической поверхностью одного из концов удлинителя, удержание короткомерной заготовки вдоль оси ковки, ее подачу к бойкам удлинителем и деформирование до получения готового профиля бойками при их возвратно-поступательном перемещении, отличающийся тем, что перед соединением удлинителя с короткомерной заготовкой последнюю нагревают, а после соединения выдерживают для передачи тепла от короткомерной заготовки к удлинителю с обеспечением натяга между их коническими поверхностями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149925A RU2650654C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Способ радиальной ковки короткомерных заготовок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149925A RU2650654C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Способ радиальной ковки короткомерных заготовок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650654C1 true RU2650654C1 (ru) | 2018-04-16 |
Family
ID=61976466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149925A RU2650654C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Способ радиальной ковки короткомерных заготовок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650654C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4321813A (en) * | 1980-01-07 | 1982-03-30 | Caterpillar Tractor Co. | Pusher block for rotary forging machines and method of using same |
SU1181765A1 (ru) * | 1983-07-13 | 1985-09-30 | Предприятие П/Я Г-4086 | Способ изготовлени каналов стволов спортивно-охотничьего оружи и устройство дл его осуществлени |
SU1801650A1 (ru) * | 1991-03-07 | 1993-03-15 | Ryazanskij Z Tyazhelogo Kuznec | Устройство для калибровки отверстий в трубчатых деталях 2 |
RU2406588C2 (ru) * | 2008-12-19 | 2010-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Способ ковки заготовки в четырехбойковом ковочном устройстве |
US9505050B2 (en) * | 2014-12-02 | 2016-11-29 | Gfm Gmbh | Forging machine |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016149925A patent/RU2650654C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4321813A (en) * | 1980-01-07 | 1982-03-30 | Caterpillar Tractor Co. | Pusher block for rotary forging machines and method of using same |
SU1181765A1 (ru) * | 1983-07-13 | 1985-09-30 | Предприятие П/Я Г-4086 | Способ изготовлени каналов стволов спортивно-охотничьего оружи и устройство дл его осуществлени |
SU1801650A1 (ru) * | 1991-03-07 | 1993-03-15 | Ryazanskij Z Tyazhelogo Kuznec | Устройство для калибровки отверстий в трубчатых деталях 2 |
RU2406588C2 (ru) * | 2008-12-19 | 2010-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Способ ковки заготовки в четырехбойковом ковочном устройстве |
US9505050B2 (en) * | 2014-12-02 | 2016-11-29 | Gfm Gmbh | Forging machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1050306A (en) | Friction welding methods and apparatus | |
Zhbankov et al. | Rational parameters of profiled workpieces for an upsetting process | |
Pater et al. | Numerical analysis of the skew rolling process for main shafts | |
Pater et al. | Numerical analysis of a skew rolling process for producing a stepped hollow shaft made of titanium alloy Ti6Al4V | |
EP0610509B1 (en) | Method for obtaining hollow forgings by radial forging of continuous blanks | |
Ossenkemper et al. | Analytical and experimental bond strength investigation of cold forged composite shafts | |
Pater et al. | Numerical analysis of the skew rolling process for rail axles | |
Lis et al. | Numerical analysis of a skew rolling process for producing a crankshaft preform | |
Gronostajski et al. | Die profile optimization for forging constant velocity joint casings | |
Gontarz et al. | Numerical analysis of unconventional forging process of hollowed shaft from Ti-6Al-4V alloy | |
CN102152070A (zh) | 一种制造环型件的方法 | |
US20130025338A1 (en) | Tube-forging method | |
RU2650654C1 (ru) | Способ радиальной ковки короткомерных заготовок | |
US20090014082A1 (en) | Exhaust apparatus and method | |
Pater | Analysis of helical rolling process of balls formed from a head of a scrapped rail | |
JP4673090B2 (ja) | 等速ジョイント用外輪部材の製造方法及びパンチ | |
RU2426617C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных оболочек | |
Şchiopu et al. | A new net-shape plating technology for axisymmetric metallic parts using rotary swaging | |
RU2414983C2 (ru) | Способ высадки концов насосно-компрессорных труб | |
JP4956113B2 (ja) | 等速ジョイント用アウタ部材の製造方法 | |
US20190040485A1 (en) | Stainless steel tubes and method for production thereof | |
RU2392078C1 (ru) | Способ изготовления труб с фланцами | |
RU2545980C1 (ru) | Способ изготовления крутоизогнутого угольника | |
Gontarz et al. | Theoretical and experimental research on a method for producing a triangular rosette-shaped flange | |
RU2703075C1 (ru) | Пуансон для закрытой матрицы горячего штампа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191220 |