SE426145B - Forfarande for formning av en endvegg med ett koncentriskt urtag i ett rorformigt arbetsstycke - Google Patents

Description

8 10 15 20 25 30 ß' H0 201153-7 matris med en inre öppning, koncentrisk med yttersidan som är jämnt konjugerad med väggen hos öppningen, samt pressa bottnen in i öppningen av honmatrisen medelst en hanmatris.

Detta resulterar i en bockning av metallen hos kroppen i enlighet med radien hos honmatrisytorna och sålunda i bil- dandet av ett koncentriskt urtag i bottnen.

Ovannämnda förfarande kan icke användas för framställning av transportörrullar i ett stycke, eftersom man enligt detta förfarande.enbart kan erhålla en ändvägg med ett urtag vid den ena änden av ett ihåligt cylindriskt arbetsstycke, medan dettas andra ände är öppen. Vidare har ett genom detta för- farande åstadkommet urtag ett begränsat diameteromfång, eftersom diametrarna beror på reduktionsgraden hos materi- alet.

Det ifrågavarande problemet kan lösas exempelvis genom att obegränsat omstuka änden av ett rörformigt arbetsstycke inåt.

Ett förfarande för dylik omstukning innefattar insättning av änden av ett rörformigt arbetsstycke i en matris, som är avsedd för axiell rörelse av det rörformiga arbetsstycket under upphettníng av metallen hos detta i deformationsom- rådet. Detta medför en bockning av arbetsstyckets vägg efter en fri bockningsradie inuti det rörformiga arbetsstycket_och en förflyttning av metallen hos den bookade kanten i en riktning motsatt rörelsen för den återstående delen av ar- betsstycket. iEn inre hals erhålles i arbetsstyoket, vilken hals är förenad med arbetsstyckets sidovägg medelst en ändyta som har en toroídyta (se 0 V Popov, "Izgotovleníe Tselnoshtampovannykh Tonkostennykh Detaley Peremennogo secheníya" /Produktion of All-Stamped Thin-Walled Parts of Variable Sections/, 197U, Moscow, Mashínostroenie" Publishing House, pp 57-62).

Enbart halsar med en bestämd diameter i förhållande till ytterdiametern hos ett arbetsstycke kan erhållas genom ovan- nämnda förfarande vid tunnväggiga, rörformiga arbetsstycken, eftersom förfarandet under andra omständigheter är osäkert. 10 15 20 25 30 35 HO 8201153-7 Vidare kan formen hos ändväggen av arbetsstycket icke vara annan än toroidform. Vidare begränsas förfarandets effek- tivitet genom nödvändigheten av upphettning i deformations- området.

Ovannämnda nackdelar hos tidigare kända pressningsförfaran- den å ena sidan samt den enkla utrustningen och höga effek- tiviteten hos de kända valsningsförfarandena å andra sidan har gjort att man hållit sig till de sistnämnda förfarandena vid sökandet efter sätt att i ett stycke framställa stommar till transportörrullar.

Inom detta område är känt ett förfarande för att i ett cylindriskt föremål forma en ändvägg med ett koncentriskt urtag av godtycklig förutbestämd storlek och form genom att i ordningsföljd först valsa urtaget och därefter änd- väggen och sidoväggen hos föremålet utifrån ett runt plåt- ämne (se V G Kaporovich, "Obkatka v proizvodstve metalloi- zdeliy" /Rolling in Metal Products Manufacturing/, 1973, Moscow, "Mashinostroenie" Publishing House, p 97).

Detta förfarande är emellertid enbart lämpligt för formning av ihåliga cylindriska föremål med en öppen ände och med en diameter som är jämförbar med föremålets längd, medan nämnda stommar innefattar nämnda ändväggar med urtag vid båda dess ändar och där längden är flera gånger större än diametern.

Det är känt ett förfarande att forma en ändvägg med ett kon- centriskt urtag i ett rörformigt arbetsstycke, vilket för- farande utgör ett steg i framställningsprocessen av en stål- flaska (se V G Kaporovich, "Proizvodstvo detaley iz trub obkatkoy" /Production of Parts from Tubing by Rolling/, 1978, Moscow, "Mashinostroenie" Publishing House, pp 129, 67-69, 16-17). Förfarandet innefattar deformering av en sidovägg hos ett arbetsstycke vid en ände av detta i en riktning för tillslutning av arbetsstyckets ändkanter till bildande av ett valv, formning av en plan ändvägg av det bildade valvet samt omstukning av nämnda ände av det rote- rade arbetsstycket inåt vid en smidestemperatur. Deforme- 10 15 20 25 30 35 im 8201153-7 ringen av sidoväggen och formningen av den plana ändväggen utföres i ordningsföljd medelst olika verktyg för valsning, vilka i detta fall är fastsatta i en enda hållare. Omstuk- ningen av änden inåt utföres i enlighet med förfarandet enligt US patentskriften 2 UH9 247, vilket förfarande inne- fattar axiell matning av ett verktyg av speciell utformning vilket roteras kring dess axel. Verktyget innefattar en stomme med ett centralt hål och ett inre utsprång vid dess botten. Tre U-formade tappar av ett slitstarkt material är med presspassning införda i nämnda hål så att var och en av dem följer sidoväggen, en del av botten och utsprånget och skjuter ut från insidan av stommen med 20 till 35% av tappens diameter. Under den axiella förskjutningen upp- hettas änden av arbetsstycket till en smidningstemperatur.

Sidoväggen av arbetsstycket utgör en styrning för den axiella rörelsen av verktyget, vars utsprång pressas inåt genom den förformade plana ändväggen. Urtaget som formats i ändväggen av arbetsstycket öppnas för att därigenom bilda en genomgångshals p g a trycket hos verktygets utsprång.

Formning av det rörformiga arbetsstycket genom omstukning är enbart möjlig efter en radie som är lika med eller mindre än en fri bockningsradie (se 0 V Popov, "Izgotovlenie tsel- noshtampovannyh tonkostennyh detaley peremennogo sechenia" /Éroduction of All-Stamped Thin-Walled Parts of Variable Sections/, 197Ä, Moscow, "Mashinostroenie" Publishing House, pp 57-58). Genom detta förfarande kan alltså erhållas en invändig hals, vars diameter icke kan vara mindre än De - HR, där De är ytterdiametern hos den del av det rörformiga arbets- stycket som skall deformeras och R är en fri bockningsradie som har ett alldeles bestämt värde för varje rörformigt arbetsstycke och beror pâ diametern och väggtjockleken hos arbetsstycket. Den invändiga halsen sammanfaller med sido- väggen hos arbetsstycket med hjälp av ändväggen, som inte kan ha någon annan form än toroidform (begränsad av nämnda radie). Ett ytterligare arbetssteg erfordras för att forma ändväggen med en annan form.

Nackdelarna med det beskrivna förfarandet kan även hänföras till att omstukningsoperationen kan utföras säkert enbart 10 15 20 25 30 35 ÄO 5 8201153-7 med rör vars diameter ej överstiger 50 mm och har en rela- tiv väggtjocklek ( g = 100%, där t är väggtjockleken) som ej överstiger 3,5%. e Ett överstigande av dessa gränser leder till en avsevärd förtjockning av väggen i deformaa tionsomrâdet, vilket förhindrar ett säkert utövande av för- farandet.

Prestandamöjligheterna hos detta förfarande är begränsade såväl beträffande valet av ursprungliga dimensioner hos arbetsstycket som dimensionerna och formerna av de ändväggar och halsar (urtag) som skall formas. Ändamålet med uppfinningen är att föreslå ett förfarande för formning av en ändvägg med ett koncentriskt urtag i ett rör- formigt arbetsstycke, vilket förfarande utökar såväl dimen- sionsomfånget hos de arbetsstycken, som skall användas, samt omfånget av dimensionerna och formerna hos ändväggarna och urtagen, som skall framställas till följd av en kontinuerlig rörelse av metallen hos arbetsstycket till området för bockning av arbetsstyckets vägg vid den inåtriktade omstuk- ningsoperationen.

Detta ändamål uppnås vid ett förfarande för formning av en ändvägg med ett koncentriskt urtag i ett rörformigt arbets- stycke, vilket förfarande innefattar deformering av sido- väggen vid änden av arbetsstycket i en riktning för till- slutning av ändkanterna för bildande av ett valv, formning av en plan ändvägg av det bildade valvet samt omstukning av änden av det roterade arbetsstycket inåt vid en smid- ningstemperatur. Förfarandet kännetecknas av att formningen av ändväggen utföres i två steg, varvid i det första steget ändväggen förformas på toppen av valvet med en plan yt- formation med en diameter som överstiger diametern hos bottendelen av urtaget med ett värde av 2R till ER, där R är radien av en fri bockning av arbetsstyckets vägg, medan det andra steget för den slutliga formningen av ändväggen utföres samtidigt med omstukningen inåt av arbetsstyckets ände genom inpressning av den plana ytan inuti arbets- stycket medelst ett pressverktyg, vars form svarar mot formen och dimensionerna hos urtaget, varvid slutformningen av ändväggen utföres genom utvändig valsning av arbets- 10 15 20 25 30 35 HO 8201153-7 stycket med hjälp av ett valsningsverktyg.

Den plana ytan i centrum av den förformade ändväggen bildar ett fast stöd för pressverktyget. Om denna yta ej finns eller om dess diameter är mindre än diametern hos verktyget kommer stukningen av ändväggen att äga rum utan inpress- ning av arbetsstyckets ändvägg. Ovannämnda överdimension hos diametern av den plana ytan i förhållande till diame- tern hos bottendelen av urtaget, som skall framställas, (som motsvarar ändytan av pressverktygetï tíllförsäkrar erforderliga villkor för pressning av urtaget i arbets- styckets ändvägg. En minskning av diametern av den plana ytan under nämnda undre gräns resulterar i en avrivning av bottendelen hos urtaget under pressningsoperationen. En ökning av denna diameter över nämnda övre gräns resulterar i otillåtna avvikelser från en förutbestämd geometrisk form hos urtaget.

En kombinerad pressning inåt och en utvändig valsning till- låter metallen i arbetsstycket att kontinuerligt och tvångsmässigt överföras till omrâdet för bockning av arbets- styckets vägg under den inåtriktade pressningsoperationen.

Vid formningen av urtagets vägg kan därför det förbrukade materialet lätt återfyllas med materialet hos ändväggen (eller även vid behov av sidoväggsmaterialet), vilket över- föres av valsningsverktyget till området för inpressningen.

Detta möjliggör erhållande av urtag med praktiskt taget obe- gränsat djup och med ett stort díameterområde. När denna metod användes beror den undre gränsen för urtagets diameter enbart på hållfasthetsförhâllandena hos pressverktyget och den övre gränsen på ytterdiametern hos arbetsstycket minus fyra gånger diametern hos den fria bockningen. Den konti- nuerliga och tvångsvisa överföringen av metall till området för bockningen förhindrar bildandet av väggbuktningar som kan påverka processens säkerhet. Detta gör det möjligt att utöka omfånget hos dimensionerna (diametrar och relativ väggtjocklek) hos de utnyttjade arbetsstyckena.

Slutformningen av ändväggen kan åstadkommas genom utvändig och tangentiell valsning av arbetsstycket. Det skall beaktas 10 15 20 25 SO 35 H0 8291155-7 att vid behandling av ett stålarbetsstycke bör förhållandet mellan pressverktygets matningshastighet och valsnings- verktygets hastighet väljas inom området O,U0 till 0,75.

Om det övre gränsvärdet överskrides kan ett friktionsverk- tyg icke klara av att mata materialet till området för den invändiga pressningen och detta resulterar i en förstöring av formen hos det urtag, som skall erhållas, i jämförelse med den förutbestämda formen.

Om matningshastighetsförhållandet är mindre än nämnda undre gränsvärde, matas materialet till pressverktyget i allt för stor utsträckning och detta leder till bildandet av veck i föremålet och i vissa fall till ett brott i urtagets vägg eller till en fullständig avrivning av urtaget.

Vid förformningen bör ändväggen lämpligen formas till en stympad kon med en lutningsvinkel hos generatrislinjen rela- tivt axeln inom området 30-H00. Härigenom uppnås de gynn- sammaste förhållandena för formning av en ändvägg med ett urtag genom åstadkommande av det kortaste avståndet vid överföríngen av materialet till området för den inåtriktade pressningen samt en mindre väggstyvhet, i jämförelse med förhållandena vid ett krökt valv, vilket underlättar defor- mationsprocessen. Vidare tillåter en sådan form en förenkling av utformningen av ett valsningsverktyg och beräkningen av avrundningar för bildande av ett urtag med önskadedimension- EI'- Genom nämnda lutningsvinkelområde för den stympade konen tillförsäkrar generatrislinjen en tillräcklig precision av ändytan, varjämte ett urtag erhålles med en valfri energi- åtgång. Ett överskridande av nämnda övre gräns resulterar i en ändvägg med oriktig tjocklek. Med en lutningsvinkel understigande nämnda undre gräns ökar styvheten hos änd- väggen liksom den energiåtgång som erfordras för att pressa ett urtag.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, där figur 1 visar änden av ett rör- formigt arbetsstycke som skall bearbetas, figur 2 visar 10 15 20 25 30 35 H0 8201153-7 formningen av ett valv i det rörformiga arbetsstycket i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen, figur 3 visar förformningen av en ändvägg i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen, figur H-8 visar efterföljande steg i formningsprocessen av ett urtag med samtidig och slutlig formning av ändväggen i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen, och figur 9~11 visar slutbehandlingssteget vid formningen av urtaget med samtidig och slutlig formning av ändväggen i enlighet med utföringsformer av uppfinningen.

Förfarandet för formning av en ändvägg med ett koncentriskt urtag i ett rörformigt arbetsstycke enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen innefattar följande.

Vid ett rörformigt arbetsstycke 1 (figur ll upphettas en ände, som skall bearbetas, till en smidningstemperatur, vilken exempelvis för stål uppgår till 95o-125o°c. Den kalla änden av arbetsstycket fixeras därefter i en chuck i en valsningsmaskin, varvid arbetsstycket bringas att rotera med ett varvtal av 350-800 r/m. En svarv kan lämpligen an- vändas som valsningsmaskin. Sidoväggen hos den upphettade änden av arbetsstycket 1 formas på känt sätt i en riktning för tillslutning av ändkanterna för att bilda ett valv 2 (figur-2) genom tangentiell valsning medelst ett friktions- verktyg 3. En ändvägg förformas medelst ett verktyg 3 som dimension, varvid ändvâggen under denna bearbetningsfas formas till en stympad kon H (figur 3) med en plan yta 5 i ett område som motsvarar läget hos toppen har motsvarande av valvet 2 (figur 2).

En diameter D hos den plana ytan 5 (figur 3), som mäts på en omkrets som ligger vid skärningspunkten mellan utsidan av denna plana yta och en fortsättning av sidoytan av konen Ä, väljes så att den överstiger diametern av bottendelen av urtaget med ett värde av 2R till 3R, där R betecknar.radien av en fri bockning av arbetsstyckets vägg, som på känt sätt beror på väggens tjocklek och arbetsstyckets diameter. En lutningsvinkel mellan generatrislinjen hos den stympade konen H och arbetsstyckets axel väljes mellan 30 och UO°. 10 15 20 25 35 U0 8201155-7 En ytterligare bearbetning (figur U) utföres samtidigt med hjälp av två verktyg, nämligen ett pressverktyg 6 och ett valsningsverktyg 7. Pressverktyget 6 har formen av en dorn, vars form och dimensioner motsvarar den förut- bestämda formen och dimensionerna hos urtaget. Dornen är roterbart fixerad i spindeldockan hos en svarv. Valsnings- verktyget 7 utgöres av ett känt friktionsverktyg (se exem- pelvis V G Kaporovich. "Proizvodstvo detaley iz trub ob- katkoy" /Production of parts from Tubing by Rolling/, 1978, Moscow, "Mashinostroenie" Publishing house, p 9), vilket är framställt av en rektangulär stång vilken pro- filerats för tangentiell valsning så att lutningsvinkeln hos arbetsytan generatrislinje kontinuerligt varierar från en vinkel m hos konen U till den förutbestämda lutninge- vinkeln mellan generatrislinjen hos ändväggen och arbets- styckets rotationsaxel, vilken vinkel i det visade exemplet uppgår till 900. Verktyget 7 är monterat på stativet hos samma svarv.

Verktyget 6 förflyttas i arbetsstyckets längdriktning tills det kommer till anliggning mot den plana ytan 5, och verk- tyget 6 bringas till anliggning mot sidoytan av konen H.

Därefter tillämpas samtidigt axiell matning av verktyget 6 samt tangentiell matning (vinkelrätt mot arbetsstyckets rotationsaxel).

Verktyget 6, som medelst sin främre ände anligger mot den - plana ytan 5, pressar ändväggen av arbetsstycket inåt i matningsriktningen, varvid den plana ytan 5 omställes paral- lellt med sig själv till följd av bockningen eller omstuk- ningen av den koniska delen av ändväggen. Valet av diameter hos den plana ytan 5 inom det tidigare nämnda området till- försäkrar formning av en krökning hos ändväggen längs per- imetern av bottendelen av det urtag, som skall framställas.

Om diametern hos den plana ytan är D(Do + R, kan den plana ytan rivas av. Detta skulle icke enbart orsaka en förstöring av väggen hos urtaget (vilket är möjligt för vissa typer av föremål) utan skulle fullständigt omöjliggöra en form- ning av ett urtag med ett förutbestämt djup. 10 15 20 25 50 35 BO 8201153-7 10 Om diametern är D)DG + BR, skulle krökningspartiet avvika en obestämd sträcka från ytan av verktyget 6, vilket skulle resultera i avvikelser från den förutbestämda geo- metriska formen och tvärsektionsdimensionerna av urtaget.

För att undvika en alltför stor ansamling av metall i ändväggen som slutligen formas, får lutningsvinkeln hos konens U generatrislinje icke överstiga nämnda övre gräns (H00). Värdet av den undre gränsen för denna vinkel be- gränsar energiåtgängen för matning av verktyget 6 under inpressningsoperationen.

Vid behandling av föremål som har mycket höga precisione- krav är det nödvändigt att krökningsstället som motsvarar förbindelsen mellan ändväggen och väggen av det urtag, som formas, i varje deformationsmoment ligger på en maximalt möjlig närhet till verktygets 6 sidoyta. Detta möjliggör formning av ett urtag, vars form och dimensioner motsvarar profilen av verktyget 6. För detta ändamål väljes matnings- hastigheterna hos verktyget 6 och verktyget 7 enligt ett bestämt förhållande, vilket beror på materialet och de relativa dimensionerna hos arbetsstycket och vilket bestäms genom praktiska försök. För arbetsstycken i stål med en diameter av 50-150 mm och ett förhållande mellan väggtjock- leken och diametern av upp till 0, OH, ligger nämnda för- hållande mellan matningshastigheterna inom området 0,40 till 0,75. ” Ett överskridande av den övre gränsen av nämnda omrâde resul- terar i att valsningsverktyget 7 icke klarar av att över- föra metallen hos arbetsstycket till platsen för krökningen av arbetsstyckets vägg, vilken plats för metallen ändras allt eftersom pressverktyget 6 rör sig. Till följd härav kan den förutbestämda geometriska formen hos urtaget bli felaktig.

Om förhållandet väljes med ett värde understigande O,üO resulterar det i en alltför stor matning av metall till platsen för krökningen, vilket kan orsaka veck och lokala bucklor samt brott i urtagets vägg.

För att underlätta beräkningen av verktygets 6 rörelse för 10 15 20 25 30 35 H0 8201153-7 11 att erhålla ett urtag med en förutbestämd form dimensioneras verktyget 7 så att vid valsning av den koniska ytan av arbetsstycket förflyttas generatrislinjen hos denna yta först parallellt med sig själv (figur 5 och 6) och vrids därefter till en vinkel som ökar den ursprungliga vinkeln w hos lutningen av generatrislinjen till den förutbestämda lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos ändytan och ar- betsstyckets axel (figur 7 och 8). I detta fall är djupet hos det erhållna urtaget lika med summan av rörelsen av verktyget 6 under valsningen av den koniska ytan med den parallella rörelsen av generatrislinjen och av rörelsen av samma verktyg med generatrislinjen vriden. Valsningsopera- tionen utföres i en enda rörelse av verktyget 7. Samtliga beskrivna behandlingssteg utföres vid en enda upphettning av arbetsstycket. När en ändyta 8 och ett urtag 9 (figur 9) med förutbestämda former och dimensioner erhållits, tillbaka- föres verktygen 6 och 7 till sina ursprungliga lägen och det behandlade föremålet avlägsnas från svarvens chuck.

För bättre förståelse av uppfinningen kommer densamma nu att förklaras under hänvisning till följande exempel.

'EXEMPEL I Ett rörformigt arbetsstycke av ett konstruktionsstâl inne- hållande ca 0,20% kol deformerades för erhållande av en plan ändvägg med ett koncentriskt, cylindriskt urtag med en diameter DO av H0 mm och ett djup h av HO mm (figur B).

Ytterdiametern De hos arbetsstycket var 108 mm och tjock- leken hos väggen var t = H mm. Den ände av arbetsstycket som skulle behandlas upphettades till en temperatur av 1100°C, och den andra änden av arbetsstycket fixerades i chucken hos en svarv. Ett varvtal n av 375 r/m inställdes på svarvens spindel. Arbetsstyckets sidovägg utsattes för en valsningsoperation i en riktning för tillslutning av änd- kanterna, och en stympad kon med en lutningsvinkel w mellan konens generatrislinje och rotationsaxeln av 300 formades.

Diametern D hos den plana ytan, som motsvarar den mindre diametern hos den stympade konen, uppgick till 65 mm. Genom att därefter mata ett cylíndriskt pressverktyg med en dia- 10 15 20 25 30 35 HO 8201153-7 12 meter Do av H0 mm (V0 = mm/s), pressades ett urtag sam- tidigt med utvändig valsning av den koniska ytan av änd- väggen.medelst ett friktionsverktyg, vars tangential- hastighet uppgick till VT = 10 mm/s. Lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos denna yta och arbetsstyckets rotations- axel varierades mellan 30 och 900.

Hela formningsoperationen av ändväggen med ett koncentriskt urtag utfördes i det rörformiga arbetsstycket upphettat enbart en gång. Slutformning av ândväggen utfördes med en enda rörelse av svarvens tvärslíd.

Väggen av arbetsstycket bockades efter en radie som mot- svarar radien av en fri bockning R = 13. Kvaliteten hos ytan av det erhållna urtaget och av ändytan var god och inga veck eller andra defekter observerades.

EXEMPEL II Ett rörformigt arbetsstycke av ett konstruktionsstål inne- hållande ca 0,U5% kol deformerades för erhållande av en konisk ändvägg med ett koncentriskt urtag med likaså konisk form (figur 9). Arbetsstyckets diameter De var 76 mm och väggtjockleken 3 mm.

Inställda parametrar: lutningsvinkeln mellan generatris~ linjen hos ändväggen av konen och dess axel var 500; genera- tríslinjens skärningspunkt (spetsen av konen) är belägen utvändigt, varvid diametern Do av urtagets bottendel var 20 mm och djupet av urtaget h = 26 mm.

Arbetsstyckets behandlingsände upphettades till en tempera- tur av 120000. Vidare bearbetning utfördes i samma ordnings- följd som beskrivits i Exempel I med följande parametrar: Varvtalet hos svarvens spindel n = 600 r/m; diametern av den plana ytan av den förformade ändväggen (väggen förformad till en stympad kon) D = 60 mm; lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos samma stympade kon och arbetsstyckets rotationsaxel\p,= H00; 10 15 20 25 30 35 H0 13 8291755-7 den axiella matningen av pressverktyget V0 = 10 mm/s; den tangentiella matningshastigheten hos valsningsverk- tyget VT = 15 mm/s.

Lutningsvinkeln mellan generatrislinjen och hos ändväggens kon och arbetsstyckets rotationsaxel under slutbearbetning- en av denna vägg varierades från MO till 500.

Arbetsstyckets vägg bockades efter radien R = 10 mm mot- svarande radien av en fri krökning.

Kvaliteten hos ytan av' det erhållna urtaget och hos änd- väggen var god, och några veck eller andra defekter obser- verades icke.

EXEMPEL III Ett rörformigt arbetsstycke av stål legerat med krom, kisel och mangan och innehållande ca 0,30% kol och 1% av såväl mangan, kisel som krom, deformerades för erhållande av en plan ändvägg med ett cylindriskt urtag med en dia- meter av 50 mm och ett djup av 60 mm (figur 8). Diametern De av arbetsstycket var 133 mm och tjockleken hos väggen var t = 5 mm. Behandlingsänden av arbetsstycket upphetta- des till en temperatur av 120000. Vidare bearbetning ut- fördes i samma ordningsföljd som beskrivits i Exempel I med följande parametrar: n = 375 r/m D = 90 mm m= s5° Voé 15 mm/s VT= 25 mm/s Lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos ändväggskonen och arbetsstyckets rotationsaxel varierades under slutbe- arbetningen från 350 till 900. Arbetsstyckets vägg bockades efter en radie som motsvarade radien av en fri bockning R = 16 mm. 10 15 20 25 30 35 #0 8201153-7 in Kvaliteten hos ytan av det erhållna urtaget och hos änd- väggen var god och inga veck eller andra defekter obser- verades.

EXEMPEL IV (Jämförande) Ett rörformigt arbetsstycke av stål legerat med krom, nickel och titan och innehållande ca 0,1%, 1,5% mangan, 0,7% kisel, 16% krom och 0,6% titan deformerades för erhållande av en plan ändvägg med ett cylindriskt urtag med en diameter av 30 mm och ett djup av HO mm (figur 8).

Diametern De av arbetsstycket var 89 mm och väggtjock- leken t = 3 mm. Det behandlade arbetsstycket upphettades till en temperatur av 120000. Vidare bearbetning utfördes i samma ordningsföljd som i Exempel I med följande para- metrar: n = 500 r/m D = 50 mm w= 25° V°= 6 mm/s VT= 10 mm/s Lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos ändväggskonen och arbetsstyckets rotationsaxel under slutbearbetningen av denna vägg varierades från 250 till 900. Arbetsstyckets vägg bockades efter en radie som motsvarar radien av en fri bockning R = 10 mm.

Kvaliteten av ytan hos det erhållna urtaget och av ändväggen var god och några veck eller andra defekter observerades icke. En ökning av effektâtgången vid rotationen av arbets- stycket berodde på alltför liten lutníngsvinkel hos genera- trislinjen hos konan.av den förformade väggen.

EXEMPEL V (Jämförande) Ett rörformigt arbetsstycke av stål legerat med krom, nickel och molybden och innehållande ca O,Ä% kol, 0,65% mangan, 0,30% kisel, 0,7% krom, 1,H5% nickel och 0,20% molybden de- 10 15 20 25 30 35 H0 15 8291153-7 formerades för erhållande av en plan ändvägg med ett cy- lindriskt urtag med en diameter av H0 mm och ett djup av H5 mm (figur 8). Diametern De av arbetsstycket var 108 mm och väggtjockleken t = 5 mm.

Den behandlade änden av arbetsstycket upphettades till en temperatur av 115000. Vidare bearbetning utfördes i samma ordningsföljd som beskrivits i Exempel I med följande parametrar: n = 750 r/m D = 78 mm w = 1I5° Vo= 5 mm/s VT= 8 mm/s Lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos ändväggskonan och arbetsstyckets rotationsaxel under slutbearbetningen av väggen varierades från Ä5° till 900.

Arbetsstyckets vägg bockades efter en radie som motsvarar radien av en fri krökning R = 13 mm.

Kvaliteten hos ytan av det erhållna urtaget och av ändytan var god och några veck eller andra defekter observerades icke.

En avsevärd ökning av väggtjockleken i ändväggsdelen obser- verades i jämförelse med den ursprungliga tjockleken hos arbetsstycket, vilket berodde på en större lutníngsvinkel hos generatrislinjen hos konan av den förformade ändväggen.

EXEMPEL vI (Jämförande) Ett rörformigt arbetsstycke av konstruktionsstål innehåll- ande ca 0,1% kol deformerades för erhållande av en konisk ändvägg (konens spets belägen utvändigt och lutningsvinkeln mellan generatrislinjen och axel lika med 600) med ett cylindriskt urtag med en diameter av 30 mm och ett djup av 40 mm. Diametern hos arbetsstycket var De = 108 mm och 10 15 20 25 50 35 H0 8201153-7 16 väggtjockleken t = 3,5 mm. Behandlingsänden av arbetsstyck- et upphettades till en temperatur av 95000. Vidare bear- betning utfördes í samma ordningsföljd som beskrivits i Exempel I med följande parametrar: n = 750 r/m D = 80 mm w= 30° Vb= 6 mm/s VT= 12 mm/s Lutningsvinkeln mellan generatrislínjen hos konen av änd- väggen och arbetsstyckets rotatiohsaxel varierades från 300 till 600 vid slutbearbetningen av denna vägg.

Arbetsstyckets vägg bockades enligt radien som motsvarar den fria bockningsradien R = 15 mm.

Kvaliteten av ytan hos den erhållna ändväggen var god, ytan hos urtaget blev vågformig och avvikelse från de förutbestämda dimensionerna hos urtaget observerades även, vilket berodde på en alltför_stor ökning av diametern D hos den plana ytan 'med avseende på diametern hos pressverktyget.

EXEMPEL VII (Jämförande) Ett rörformigt arbetsstycke av kromstål innehållande ca 0,38% kol, 0,65% mangan, 0,25% kisel och 1% krom deformerades för erhållande en plan ändvägg med ett cylindriskt urtag med en diameter av 50 mm och ett djup av 30 mm (figur 8). Diametern hos arbetsstycket var De = 60 mm och väggtjockleken t var 2 mm.

Arbetsstyckets behandlingsände upphettades till en tempera- tur av 1200°C.Denvidare bearbetningen utfördes i samma ord- ningsföljd som beskrivits i Exempel I med följande paramet- I'8.I' 2 750 r/m II 10 15 20 25 30 55 H0 8201353-7 17 Lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos konan av änd- väggen och arbetsstyckets rotationsaxel varierades från UOÛ till 900 under slutbearbetningen av denna vägg.

Arbetsstyckets vägg bockades enligt den radie som motsvara- de den fria bockningsradien R = 7 mm.

Den alltför lilla diametern D hos den plana ytan av den förformade ändväggen orsakade en avrivning av bottendelen av urtaget under pressningsoperationen av urtaget och den samtidiga valsningen av konen. ÉXEMPEL VIII (Jämförande) Ett rörformigt arbetsstycke av konstruktionsstål innehåll- ande ca 0,2% kol deformerades för erhållande av en plan ändvägg med en cylindrisk hals med en diameter av NO mm och ett djup av H0 mm (figur 8). Diametern av arbetsstycket var De = 108 mm och väggtjockleken t = Ä mm. Bearbetnings- änden av arbetsstycket upphettades till en temperatur av 125000. Den vidare bearbetníngen utfördes i samma ordnings- följd som beskrivits i Exempel I med följande parametrar: n = 375 P/m D = 65 mm u>= 30° Vo= 9 mm/s VT= 10 mm/s Lutningsvinkeln mellan generatrislínjen hos konen av änd- väggen och arbetsstyckets rotationsaxel varierades från 500 till 900 under slutbearbetningen av denna vägg.

Väggen hos arbetsstycket bockades efter den radie som mot- svarar den fria bockningsradien R = 13 mm.

Formen av urtaget visade sig bli konisk, vilket icke mot- svarade den förutbestämda formen, beroende på alltför hög hastighet hos pressverktygets matning med avseende på valsningsverktygets matningshastíghet. 10 15 20 25 30 35 NO 8201153-7 18 EXEMPEL IX (Jämförande) Ett rörformigt arbetsstycke av konstruktionsstål inne- hållande ca O,2% kol deformerades för erhållande av en plan ändvägg med en cylindrisk hals med en diameter av H0 mm och ett djup av H5 mm. Arbetsstyckets diameter var De = 108 mm och väggtjockleken var t = U mm. Det behand- lade arbetsstycket upphettades till en temperatur av 100000. Den vidare behandlingen utfördes i samma ordnings- följd som beskrivits i Exempel 1 med följande parametrar: H = 575 r/m D 65 mm w= 30° Vo= 2 mm/s VT= 10 mm/s Lutningsvinkeln mellan generatrislinjen hos konen av änd- väggen och arbetsstyckets rotationsaxel varierades från 300 till 900 under slutbearbetningen av denna vägg.

Arbetsstyckets vägg bockade enligt den radie som motsvarar den fria bockningsradien R = 15 mm.

Den alltför låga matningshastígheten hos pressverktyget med avseende på valsningsverktygets matningshastighet resul- terade i att formen hos det erhållna urtaget och av änd- väggen icke motsvarade den förutbestämda. Man kunde obser- vera sprickor i väggen av urtaget och på ytan av ändväggen erhölls veck och utbuktningar.

Ovan beskrivna exempel för praktisering av uppfinningen visar resultaten av de experiment som utförts på ett in- stituts laboratorium i samband med forskning efter sätt att framställa stommar till transportörrullar i ett stycke.

Inom detta undersökningsområde riktades främst intresset till formning av plana och koniska ändväggar med cylind- riska eller koniska urtag i arbetsstycken av stål med dia- metrar mellan 50 och 150 mm och med ett förhållande mellan väggtjocklek och diameter av 0,025 - 0,0ü0. Det finns emel- 10 15 20 25 BO 35 H0 8201153-7 19 lertid ingen anledning att tro att ovan beskrivna för- farande för formning av en ändvägg med ett koncentriskt urtag i ett rörformigt arbetsstycke enbart kan finna tillämpning för ovannämnda förhållanden. Självklart kan förfarandet tillämpas vid rörformiga arbetsstycken fram- ställda av godtycklig smidbar metall eller legering såsom brons, mässing, aluminium, etc. Givetvis föreligger ej heller någon principiell skillnad vid formningen av änd- väggar och urtag av praktiskt taget godtycklig geometrisk form, utan en ändvägg kan exempelvis ha formen av en kon vars spets är riktad inåt, såsom visas i figur 10, eller kan ett urtag i form av en rotationskropp med en båg- formig generatris föreligga, såsom visas i figur 11 (i detta fall utgöres verktyget 6 av en konventionell isär- tagbar dorn; se exempelvis V G Kaporovich, "Obkatka v proizvodstve metalloizdely" /Rolling in Metal Products Manufacture/, 1973, Moscow, "Mashinostroenie" Publishing House, p 85, figur 35).

Det skall beaktas att det ovan beskrivna förfarandet kan utföras på ett något modifierat sätt i jämförelse med ovan- nämnda utför ings former .

Exempelvis kan deformationen av sidoväggen av ett rörfor- migt arbetsstycke med ett valv och förformningen av en änd- vägg med formning av en plan yta utföras i förväg i ett separat arbetssteg med hjälp av samma eller någon annan tidigare känd utrustning som är lämpad för ändamålet, i syn- nerhet genom pressning i en smidespress. En konisk form är den mest föredragna i detta fall, men en sidoyta hos en förformad ändvägg kan formas exempelvis till en rotations- kropp med en bågformig generatris (konvex eller konkav).

Vidare kan slutformningen av en ändvägg utföras medelst valsning genom att mata verktyget inte tangentiellt, såsom beskrivits ovan utan i en riktning parallellt med arbets- styckets rotationsaxel (se exempelvis figur 10). Valsnings- verktyget kan även utformas på annat sätt än vad som tidi- gare beskrivits och kan exempelvis utgöras av ett känt valsningsverktyg av hävarmstyp. 10 15 20 25 30 8201153-7 20 Det bör även beaktas att tangentiell valsning av konen vid slutformningen av en ändvägg kan fortgå i en annan ordningsföljd än vad som beskrivits ovan. Vidare är dett icke nödvändigt att valsa med en parallellförflyttníng av generatrislinjen. Vid formning av ett urtag med ett förutbestämt djup erfordras vidare något mer material än den mängd som kan tillföras vid valsningen av den för- formade ändväggen, varvid den saknade mängden material kan "lånas" från sidoväggen som utsätts för valsnings- operationen på samma sätt (i riktning mot pressnings- zonen).

Ovannämnda variationer och tillägg kan genomföras vid det praktiska utövandet av ovan beskrivna förfarande utan frångående av uppfinningstanken och ramen för uppfinningen, såsom definierats i efterföljande patentkrav.

Uppfinningen finner sin vidaste tillämpning vid framställ- ning i ett stycke av stommar till valsar eller rullar för bandtransportörer. Uppfinningen kan även finna tillämpning vid framställning av kärl med inre halsar eller andra i- håliga föremål med motsvarande inre utformningar.

Ovannämnda förfarande gör det möjligt att vid ett rörfor- migt arbetsstycke forma en ändvägg med ett koncentriskt ur- tag med varierande geometrisk form inom ett vitt dimensions- område och med hög effektivitet.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 8201153-7 21 Patentkrav

1. Förfarande för formning av en ändvägg med'ett koncent- riskt urtag (9) i ett rörformigt arbetsstycke (1), vid vil- ket förfarande man deformerar sidoväggen vid änden av arbets- stycket i en riktning för tillslutning av ändkanterna för att forma ett valv (2), formar en plan ändvägg (5) av det bildade valvet samt omstukar änden av det roterade arbets- stycket inåt vid en smidningstemperatur, k ä n n e t e c k - n a t av att formningen av ändväggen (5) utföres i två steg, varvid i det första steget ändväggen förformas på toppen av valvet med en plan ytformation med en diameter som översti- ger diametern hos bottendelen av urtaget med ett värde av 2R till 3R, där R är en fri bockningsradie hos arbetsstyc- kets vägg, medan det andra steget för den slutliga formning- en av ändväggen utföres samtidigt med omstukningen inåt av arbetsstyckets ände, vilken omstukning inåt av arbetsstyc- kets ände åstadkommes genom inpressning av den plana ytan i arbetsstycket medelst ett pressverktyg (6), vars form svarar mot formen och dimensionerna hos urtaget (9), varvid slut- formningen av ändväggen utföres genom utvändig valsning av arbetsstycket medelst ett valsningsverktyg (7).

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att slutformningen av ändväggen (5) utföres genom utvändig och tangentiell valsning av arbetsstycket.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att vid behandlingen av ett arbetsstycke (1) av stål ligger förhållandet mellan pressverktygets (6) matningshastighet och valsningsverktygets (7) matningshastighet inom området 0,40 - 0,75.

4. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t av att vid förformningen formas ändväggen (5) till en stympad kon (4) med en lutningsvinkel (Q) hos gene- ratrislinjen i förhållandet till axeln av 30 till 400.