SU1077690A1 - Способ изготовлени кольцевых изделий - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий- нагрев заготовки , ее осадку, разгонку пуансоном, прошивку, раздачу по внутреннему диаметру, прокатку и калибровку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества и снижени  расхода металла, осадку заготовки осуществл ют с принудительным ограничением течени  металла на одном из ее торцов, форму  его с диаметром на 10-30% меньше диаметра другого торца, разгонку производ т со стороны большего основани  осаженной заготовки, при этом при разгонке пуансон внедр ют в заготовку на глубину, определ емую зависимостью - ,{0,9,л)Н 1-E6Н n глубина внедрени  пуансо гда Чив заготовку, мм; «с высота исходной заготовки , мм; g (Л относительна  степень осадки заготовки перед разгонкой пуансоном; диаметр зоньз Дефектов в заd , готовке , 1М; внутренний диаметр исходной d заготовки , мм; d диаметр пуансона,, мм. Kl ы dt) со

Description

Изобретение относитс  к Обработке металлов давлением, а именно к способам изготовлени  кольцевых изделий (венцов, обойм подшипников, силовых колец и т.д.).

Известен способ изготовлени  кольцевых изделий, включающий осадку нагретой заготовки, прошивку ее и прокатку на окончательные размеры поковки Cl3.

Недостатком указанного способа  вл етс  невысока  точность изделий .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ изготовлени  кольцевых изделий , включающий нагрев заготовки, ее осадку, разгонку пуансоном, прошивку , раздачу по внутреннему диаметру , прокатку и калибровку С23. i Недостатком данного способа  вл етс  низкое качество изделий и повышенный расход металла. Это обусловлено тем, что при операции осадки внутренн   дефектна  зона в виде осевой рыхлости, неметаллических включений распростран етс  в периферийные внутренние слои заго-. тонки. При последун цей операции разгонки пуансоном эти загр знени  перемещаютс  к торцовой поверхности заготовки и при прошивке не полно,стью удал ютс  в выдавку. Последнее приводит к повышенному браку изделий из-за наличи  на внутренней поверхности колец рыхлот, шлаковых включений, а -также по макроструктуре из-за наличи  недопустимых величин неметаллических включений. Часто наличие дефектов, выход щих на торцовые и внутренние поверхности вызывает необходимость повышат4з припуски на механическую обработку. Последнее приводит к повьнненшо металлоемкости издели  и соответственно к увеличению отхода металла в стружку.

Кроме того, при использовании центробежнолитых заготовок дл  изготовлени  кольцевых изделий указанными способами необходимо производить дополнительную механическую обработку внутренней поверхности исходных заготовок.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества и уменьшение расхвца металла.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  кольцевых изделий, включающему нагрев заготовки,, ее осадку, разгонку пуансоном, прошивку, раздачу по внутреннему диаметру, прокатк и калибровку, осгшку заготовки осуществл ют с принудительным ограничением течени  металла на одном из ее торцов, форму  его с диаметром на

10-30% меньше диаметра другого торца , разгонку производ т со стороны больвюго основани  осаженной заготовки , при этом при разгонке пуансон внедр ют в заготовку на глубину, определ емую зависимостью

2 2

,.(0.9-1,1)Н, ,° и

ВК

«

10 где Lg - внедрени  пуансона в заготовку, мм; HQ - высота исходной заготовки , мм;

е - относительна  степень осад5 ки заготовки перед разгонкой пуансоном

dj - диаметр зоны дефектов в заготовке , KWJ

dg - внутренний диаметр исходной заготовки, мм;

d - диаметр пуансона, мм} 0,9-1,1- коэффициент, учитывгиощий

износ пуансона.

Диаметр зоны дефектов внутренней , части дл  каждого вида заготовок (слитков, кованых, катаных и полых центробежнолитых; вполне определен и характеризуетс  исходными геометрическими параметрами. Дл  слитков эта зона составл ет 0,1-0,2 величи0 ны наружного диаметра, дл  кованых и катаных заготовок она соответствует 0,08-0,15 величины наружного .диаметра, а дл  полых центробежнолитых заготовок зависит от величины 5 внутреннего отверсти .

В случае применени  при производстве колец полых заготовок зависимость дл  глубины внедрени  приобретает вид

2 2 0/

;u. -(o.9-fH)HJi-E6Н

где а - внутренний диаметр исходной заготовки, №i«Величину наружного диаметра пуансона (d-) выбирают из технологических соображений, так как она зависит от величины раската кольцевой загоТОВКЙ .

Коэффициент 0,9-1,1 в зависимости от износа инструмента (пуансона, прошивного кольца, верхнего и нижнего штампов) принимает максимаЛьные значени  дл  нового инструмента, а

минимальные - дл  изношенного.

На чертеже схематически представлен способ изготовлени  кольцевых изделий из центробежных заготовок (поз. а - 3).

Способ осуществл ют следующим образом.

Заготовку 1 нагревают до температуры деформации, укладывают на нижнюю плиту 2 пресса (поз. с ), затем

заготовку осаживают плитой 3 с ограничением истечени  металла в радиальном направлении на одном из торцов .заготовки (например, верхнем) путем создани  подпора на контактной поверхности (поз.5). В результате получают промежуточную заготов ку 4 , подобной усеченному параболоиду . Диаметр одного из торцов заготовки 4 (2R) должен быть на 10-30% меньше другого (2RJ. Условие подпора на контактной поверхности металла с инструментом можно создать следующим образом: путем нанесени  смазки на одну из торцовых поверхностей заготовки в процессе осадки или нанесени  насечки на один из штампов, т.е. со йанием различных условий трени  на контакте торцовых поверхностей заго5:рвки с инструментом; создани  силового подпора на одной из поверхностей контакта торцовой поверхности заготовки с инструментом. Этот эффект возможно обеспечить вьшолнением одного из штампов в виде вогнутой или выпуклой сферическо поверхности, или разъемной матрицы путем неравномерного нагрева заг товки по ее высоте или неравномерного охлаждени  ее перед деформацие ( это создает различные пластические свойства материала по высоте заготовки и различное истечение металла на ее торцах); Путем неравномерно распределенного пол  на одном из торцов заготовки при магнитно-импульсной штамповке , или различной по величине энергией импульса, приложенного к торцам заготовки и т.д. После этого осуществл ют разгонк пуансоном 5 путем внедрени  последнего со стороны большей торцовой поверхности (например, нижней), причем глубина внедрени  Ьд,(поз.) пуансона 5 в промежуточную заготовку 4 дл  каждого конкретного случа  различна и эависит от начальной выс Ты заготовки HO, предварительной -/с Mi) степени осадки Г t диаметр V О зоны дефектов в заготовке (dj), внутреннего дисии1етра исходной заготовки (dfl), а в случае применени  полых заготовок и диаметра пуансона (d,,). После осуществлени  операции раз гонки пуансоном промежуточную заготовку 4 прошивают (поз. г,) / калибруют (поз. d), подвергают ковке (поз. е) прокатывают (поз. ) и ка либруют (поз.5). Пример. Изготовл ют кольца из стали 20Х2НЧА размером 955x835x100 мм, массой 133 кг. Дл  этого используют центробежнолитую заготовку наружным диаметром Дд 360 1M, внутренним - dg 85 f/iM, и длиной 2000 мм. С распространением зоны дефектов на диаметр dj 115 мм. Указанную заготовку разрезают на 8 мерных высотой Н 205 мм (поз.а). После порезки заготовки 1 нагревают до температуры деформации 1150°С в методической трехзонной печи. Нагретые заготовки 1 поштучно подают на нижнюю плиту 2 пресса (поз,ч) и верхней плитой 3 осаживают в осевом направлении до высоты Н 110 мм. При использовании способа осадку заготовки 1 между плитами 2 и 3 осуществл ют с ограничением истечени  метгшла в радиальном направлении путем создани  дополнительного подпора на верхней контактной поверхности заготовки 1 с плитой 3 (поз.К). Диаметры заготовки после осадки определ ют исход  из глубины внедрени  пуансона в заготовку. Дл  данного примера глубина внедрени  пуансона в заготовку составл ет 75 юл (расчеты приведены далее по тексту), что составл ет 68% от высоты заготовки после осадки. По данным таблицы разность диаметра принимаетс  равной 17%. Исход  из закона посто нства объемов 2 .-. где D - меньший диаметр заготовки после осёщки, мм; D - большой диаметр заготовки после осадки, мм; D - средний диаметр заготовки после осадки, равный DCP 2 1 °2 4 - разность диаметров тогдов заготовки после осадчИ, % Д 17% ; Dp - диаметр исходной заготовки мм, DJJ 360 мм, . HO -Н, 205-110 „.-.. о 205 D(.p 360 V 1+0,46 435 мм; D, 435 ::|iil 398 мм; D2 435 2i2ilZ 472 мм. Обеспечение указанных геометрических параметров заготовки после осадки осуществл ют ограничением истечени  металла путем создани  по пора на верхней плите 3 пресса (поз. 6 ), Согласно данному примеру дополни тельный подпор дл  ограничени  исте чени  металла в радиальном направле нии регулируют путем нанесени  на плиту 3 р да концентрических углублений и наружного выступа. Диаметр первого соответствует величине диаметра зоны дефектов (с1з 115 мм),-, диаметр второго равен dj + 30 мм 145 мм, диаметр третьегй - величине (DO и диаметра исходной заготовки 360 мм), остальные с шагом 5 мм от П„, т.е. - 370, 380, 390 мм, а диаметр выступа - расчетному диаметру заготовки после осадки (D 398 мм В результате осадки получают про межуточную заготовку 4 (поз.б) в Е)0рме усеченного параболоида. После получени  промежуточной за отовки 4 верхнюю плиту 3 совместно : заготовкой 4 удерживают .в верхнем срайнем положении с помощью захватов пресса (не показаны), на нижнюю тлиту 2 устанавливают пуансон 5 и з эабочий ход пресса осуществл ют опе эацию разгонки заготовки. В резульгате этой и предьздущей операций по1учают . стакан 6 (поз. в ) со смещен 0й дно стакана зоной дефектов, -тепень предварительной осадки за:отовки 1 при осевой деформации поз.5) дл  данного случа  составН„-Н , г етЕ - 0|46 I ,46, а величина диаметра пуансона в зависиюсти от диаметра кольца Д, 955 ым зыбираетс  равной d „ 170 мм. Коэф Ьициент, учитывающий условие износа шструмента прин т 1,1 в св зи с гем, что раздачу осуществл ют новым инструментом. В зависимости от геометрических тараметров исходной .-отовки 1 Хпоз- c ), степени предварительной осадки (J и размера пуансона (dp,) определ ют глубину внедрени  его (Ъдр|)в промежуточную заготовку 4 при операцииразгонки со стороны большего основани  (поз.Б)« Дл  изготовлени  данного типоразмера коЛец i2 ,2 1 / 3-4 ЧнИо,д-.)Но1-е- ,-° ,-f- 05H-0,46115 -8 15 . 170 После осуществлени  операции разгонки и получени  стакана последний прюшивают (поз. i). Операцию прошивки (поз.,) осуществл ют за рабочий ход пресса прошивки кольцом 7. При этом в выдавку 8 удал етс  зона дефектов. В результате этой операции получают кольцевую заготовку 9. В дальнейшем пуансон 5 удал ют и кольцевую заготовку 9 калибруют на высоту Нц 100 мм с получением полуФабриката 10 (поз. д) .После этого полуфабрикат 10 на молоте подвергают разгонке (поз. е) на оправке 11 и калибровке по высоте посредством бойка 12. В результате получают полураскат 13 с высотой Н 100 мм, равной высоте кгшибра коренного валка 14 стана. Полураскат 13 прокатывают на кольцепрокатном стане (поз.-) до готовых размеров кольца (Д 955 мм, d 835 мм, Н 100 мм) путем деформации полураската в закрытом калибре между коренным 14 к нажимным 15 валками. Готовое кольцо 16 калибруют по внутреннему диаметру на раст жном прессе путем перемещени  сегментов 17 в радиальном направлении под действием конуса 18 (поз. з). Изобретение по сргшнению с базовым объектом, в качестве которого прин т прютотип, обладает следующими преимуществами: уменьшает расходный Коэффициент металла за счет сокращени  брака и отходов в стружку при механической обработке отход металла в стружку . уменьшает, трудоемкость изготовлени  колец на машиностроительных предпри ти х за счет уменьшени  припусков на механическую обработку; уменьшает себестоимость изготовлени  колец из полых заготовок за счет исключени  предварительной механической обработки внутренней поверхности в исходном состо нии.

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нагрев заготовки, ее осадку, разгонку пуансоном, прошивку, раздачу по внутреннему диаметру, прокатку и калибровку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и сниже ния расхода металла, осадку заготовки осуществляют с принудительным ограничением течения металла на одном из ее торцов, формуя его с диаметром на 10—30% меньше диаметра другого торца, разгонку производят со стороны большего основания осаженной заготовки, при этом при разгонке пуансон внедряют в заготовку на глубину, определяемую зависимостью / d² d² I \ ^dn / где ^ьв_м~ глубина внедрения пуансона в заготовку, мм;

   - высота исходной заготовки, мм;

   £ - относительная степень осадки заготовки перед разгонкой пуансоном;

   - диаметр зоны Дефектов в заготовке, >мм;

   d_Q - внутренний диаметр исходной заготовки, мм;

   d^ - диаметр пуансона, мм.