SU1454558A1 - Способ изготовлени кольцевых изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к производству кольцевых изделий . Цель - повышение качества кольцевых изделий за счет уменьшени  брака по закатам, пленам и складкам. Исходную заготовку осаживают в кольце движением верхней траверсы прес1 Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых изделий и может быть использовано при производстве бандажей фланцев, венцов и других тел вращени . Цель изобретени  - повышение качества кольцевых изделий за счет уменьшени  брака по закатам, пленам и складкам. са вниз. Затем производ т разгонку заготовки пуансонами 5 и 6 путем перемещени  их навстречу один другому. В результате этого получают промежуточную заготовку 8. Разгонку заготовки двум  пуансонами с противоположных сторон ведут на различную глубину их внедрени . Глубину внедрени  пуансона со стороны меньшего диаметра торца осаженной заготовки устанавливают исход  из зависимости h () : () , где Н - высота осаженной заготовки, мм; h - высота перемьгаки, MMJ D 5-- диаметр большего торца осалсенной заготовки , MMj D ,д - диаметр меньшего торца осаженной заготовки, мм. Прошивку отверсти  осуществл ют противодавлением с зафиксированным положением образовавшейс  перемычки 10 между пуансонами. При этом перемычка 10 перемещаетс  в полость одного из пуансонов . Затем кольцевую заготовку раскатывают на кольцепрокатном стане . 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл. с (Л iCk ел СП 00 10 На чертеже представлена позтап- на  схема осуществлени  способа.изготовлени  кольцевых изделий. На фиг.1 показана укладка заготовки на нижний стол прессаj на , фиг.2 - осадка заготовки в кольцевом штампе; на фиг.З - разгонка за . готовки с противоположных сторон двум  пуансонами с образованием перемычки; на фиг.4 - прошивка отверс

Description

1А54558

ТИЯ с зафиксированньЕм положением образовавшейс  перемычки между пуансонами j на фиг,5 - подъем верхней траверзы, освобождение заготовки, удаление перемычки на фиг.6 - прокатка до готовых размеров издели  на кольцепрокатном стане; на фиг.7 калибровка готового издели  по внутреннему диаметру на раст жном прессе.

Способ осуществл ют следующим

образом.

Исходную заготовку 1 размерами D,xHi (фиг.1)„ нагретую до темпера- туры деформации, взвешивают на автоматических весах (не показаны) и подают на нижний стол 2 пресса. Движением верхней траверсы 3 пресса вниз заготовку 1 осаживают в кольце 4 размерами DM и D до заданной высоты ,(фиг.2). В момент завершени  операции осадки путем перемещени  пуансонов 5 и 6 диаметрами а„ навстречу друг другу (фиг. 3) осуществл ют разгонку заготовки 7. В результате этого получают промежуточную заготовку 8. Толщину перемычки h п при этом определ ют на основании разницы между фактической массой заготовки Сэ, определ емой по показани м автоматических весов и теоретической массой готового издели  С, определ емой по номинальным его размерам, а также на основании выбранных диаметров пуансонов dp,.

Глубина внедрени  h пуансона b со стороны меньшего диаметра торца осаженной заготовки D , устанавливают исход  из зависимости

h

Hp-hn

,д н высота осаженной заготовки , ММ-,

h - высота перемычки, мм; D - диаметр большего торца оса женной.заготовки, MMJ D - диаметр меньшего торца осаженной заготовки, мм. После получени  промежуточной заготовки 8 с соответствуюш 1ми геометрическими параметрами ее прошивают путем перемещени  верхнего пуансона 5 вниз с противодавлением со сторо- ны нижнего пуансона 6j т.е. с зафиксированным положением перемычки между ними. При этом перемычки 10

0

5

перемещаютс  в полость одного из пуансонов , на примере - нижнего пуансона (фиг.4). В результате этой операции получают кольцевую заготовку 9.

В дальнейшем пуансон 5 с верхней траверсой 3 и кольцом 4 подаетс  в верхнее положение, кольцева  заготовка 9 удал етс  с нижнего стола 2 пресса (фиг.5). Кольцевую заготовку 9 затем подают на кольцепрокат- ньиЧ стан (фиг.6), где прокатывают путем одновременного обжати  в радиальном направлении между внутренним нажимным валком 11 и наружным коренным валком 12 и в осевом направлении мелоду торцовьп ш валками 13. В результате прокатки получают изделие 14, которое в дальнейшем калибруют по внутреннему диаметру на раст жном прессе (фиг.7) путем перемещени  сегментов 15 в радиальном направлении под действием штока 16 5 вниз. В результате калибровки получают готовое изделие с заданными размерами.

В практике кольцепрокатного производства конечную высоту осаженной

30

заготовки Нр прин то принимать на

35

40

20-45 мм больше по сравнению с высотой готового кольца i . Причем меньшее значение высоты ( 25 мм) соответственно назначают дл  колец диаметром 500-1000 мм, средние значени  26-35 мм дл  колец диаметром 1001-2000 мм и максимальные 36-45 мм дл  колец диаметром 2001-3000 мм и выше.

Высота оставл емой под прошивку перемычки h величина технологическа  и определ етс  на основании разницы между массой исходной заготов-- ки и массой готового кольца. В выпускаемой партии колец высота пере- мычки h л при посто нных диаметрах пуансонов d „ может колебатьс  в широких пределах. В производственных услови х высоту перемычки h под прошивку рекомендуют назначать от 15 до 80 мм, т.е. этим диапазоном регламентируетс  в определенных пределах колебание массы исходной заготовки в выпускаемой партии изделий. Таким образом, дл  каждого кольца в одной партии при неизмен ющихс  диаметрах пуансонов (d) высота перемычки hn величина вполне определенна  и определ етс  из выражени 

50

55

h Сз - Ск 0,785.d.p

где hp - высота перемычки.

мм:

С, - масса исходной заготовки . кг:

С - масса готового кольца, xrj

Up - диаметр рабочего торца пуансонов , мм, у - плотность материала, г/мм .

Масса исходной заготовки (С) - величина переменна  и определ етс  пр мым ее взвешиванием перед осадкой Масса готового кольца С определ етс  теоретически на основании номинальных размеров готового издели  после прокатки и дл  данного типоразмера величина посто нна . Диаметр рабочего торца пуансонов d определ етс  из технологических соображений условием свободного размещени  прошитой заготовки на внутреннем валке кольцепрокатного стана. На практике прошиваемое пуансонами отверстие в заготовке на 20-30 мм больше диаметра внутреннего валка.

Диаметр большего торца осаженной заготовки Dg и диаметр меньшего ее торца D определ етс  инструментом деформации (штампом, кольцом), конструктивные размеры которого выбираютс  из технологических особенностей изготовлени  того или иного профил  готового издели .

Оптимальна  разница диаметров торцов осаженной заготовки определени  на основании экспериментальных данных в зависимости от величины диаметра прокатываемого издели  D и формы его поперечного сечени .

Рекомендуемые значени  разницы между диаметрами осаженной заготовки представлены в таблице.

При разнице диаметров менее 20 м заготовка запрессовываетс  в штампе , кольце, а при разнице более 110 мм в дальнейшем при прокатке образуютс  закаты и заусеницы на наружной поверхности готового издели  что приводит к повышенному браку.

Пример. Требуетс  изготовит партию железнодорожных бандажей в объеме 250 шт. размерами D х d х . X Н 1056 X 89U X 143 мм, теоретической массой 317 кг. Расчетна  масса исходной заготовки дл  изготовлени  данных бандажей с учетом потерь на угар при нагреве (2%) и но

м ,

ь 4545386

, минальной массы, удал емой при прошивке перемычки (12 кг), составл ет 317+12+(317+12) хО,02 335 кг.

Дл  изготовлени  бандажей использовали комплексные слитки средним диаметром D,, равным 345±5 мм, длиной 2000 мм, каждый из которых раскраивали на 7 заготовок высотой Н, 10 равной 220 мм. В результате порезки слитков получили исходные заготовки 1 с условными размерами D , х Н , 345x220 мм (фиг.1). Полученные исходные заготовки 1 подвергали по- 15 штучному взвешиванию в холодном состо нии . Фактические массы исходных заготовок 1 из-за отклонений наружного диаметра слитков от номинального - 345 мм (нова  или изношенна  20 изложница) и колебаний величины усадочной раковины в слитках значительно отличались от расчетной 335 кг и находились в пределах 328-345 кг. Исходные заготовки 1 нагревали 25 до температуры 1240 С, взвешивали на автоматических весах и поштучно подавали на нижний стол 2 пресса (фиг.1). Движением верхней траверзы 3 вниз заготовку 1 осаживали до вы30

35

соты мм 143 + 27 мм 170 мм в кольце с размерами D м 533 мм и Dg 598 мм (фиг.2). Конечную высоту осаженной заготовки определ ли исход  из величин раската D ,, 1056 мм в соответствии с

40

технологическими рекомендаци ми, т.е. на 26-35 мм больше конечной высоты готового бандажа Н 143 мм в данном случае прин ли 27 мм. Оптимальную разницу диаметров осаженной заготовки дл  этого случа  определ ли из услови  величины прока- тьшаемого издели  и конечного его профил  по таблице, т.е. бандажа, 45 характеризующегос  незначительной полкой (гребнем) 30 мм, котора  при- н та равной 65 мм (598-533, 65).

В момент завершени  осадки о су- дествл ли разгонку заготовки пуансонами 5 и 6 путем перемещени  их навстречу друг другу (фиг.З). Диаметр рабоче го торца пуансонов d „ дл  данного случа  выбиралс  на основании диаметра внутреннего валка 11 кольцепрокатного стана, прин того равным 200 мм. Исход  из этого, диаметр пуансонов 5 и 6 назначалс  220 мм, т.е. на 20 мм больше диаметра внутреннего валка 11 .

50

55

; Толщину перемычки Ь„ дл  каждой Конкретной заготовки определ ли на основании разницы между фактической массой исходной заготовки 1 (Сз ° « 328-345 кг и ytieTOM угара 2% - 321, 5 - 338 кг), определ емой по |показани м автоматических весов и теоретической массой готового бандажа 17 ( кг).

Так, например, дл  заготовок массой 321,5 кг, 328, 335 и 338 кг высота перемычки составл ла

V, Сз - С к 1 0,785-2,22.7,85

321,5 - 317

О,785-2,22- 7,85

15 мм ,

328 - 317 ,, . ,785.2,22.7,85

335 - 317

0,785-2,22-7,85

338 - 317 0,781 -2,22 .7,85

60 мм; 70 мм .

Глубину внедрени  h пуансона 5 со сторонами меньшего диаметра торца осаженной заготовки (D) устанавливали исход  из зависимости

h

Hp-hn

Так, дл  прин тых примеров глубина внедрени  h пуансона 5 в за- готовку составила

170-15

82-,

533/598+1

, 170-37 -,0- 1 533/598+1

170-60 ц . J 533/598+1

. 170-70 53 533/598+1

глубина внедрени  h пуансона 6 противоположной стороны соответвенно составл ла (h Ho-hn h)

170-15-82 73MMj

170-37-70 63MM ;

170-60-58 52MM;

170-70-53 47MM.

В результате разгонки заготовки пуансонами получили промежуточные заготовки 8 (фиг. 3) с соответствующими геометрическими парметрами. Истечение металла при разгонке осуществл лось только в радиальном направлении . В момент завершени  операции разгонки пуансонами на раз- личную глубину с образованием соответствующей перемычки последнюю прошивали перемещением верхнего пуансона 5 вниз с противодавлением со стороны нижнего пуансона 6, т.е. в 5 зафиксированном положении перемычки 10 между ними. Перемычка 10 в зафиксированном положении перемещаетс  в полость одного из пуансонов (на примере нижнего), т.е. прошивку ве- 0 ли в направлении меньшего рассто ни  положени  перемычки относительно тор- торцов прошиваемой заготовки. В результате этого получали кольцевую заготовку 9 (поз.2) одинаковой мас- 5 сой в выпускаемой партии. В дальнейшем пуансон 5 с верхней траверсой 3 и кольцом 4 подавали в верхнее положение , кольцевую заготовку 9 удал ли с нижнего ,,стола пресса (фиг.5) 0 и передавали ее на прокатку в коль- цепрокатный стан (фиг.6).

На кольцепрокатном стане кольцевую заготовку прокатывали путем одновременного обжати  в радиальном направлении между внутренним нажимным валком 11 и наружным коренным валком 12 и осевым направлением между торцовыми валками 13. В результате прокатки получали бандажи, кото- 40 рые калибровали по внутреннему диаметру на калибровочном прессе (фиг.7) путем перемещени  сегментов 15 в радиальном направлении под действием штока 16. После калибровки получали 45 готовые издели  17 с размерами в гор чем состо нии: 1071 х X 903X 147 мм, соответствующими параметрами бандажей в холодном состо нии , т.е. 1056x890x143 мм.

Анализ качества макроструктуры данных бандажей, а также результаты механической обработки изделий показали отсутствие плен и закатов на внутренней и наружной поверхности и вс  парти  бандажей была использована по назначению.

Предлагаемый способ улучшает качество изделий за счет отсутстви  плен и захватов на внутренней и

наружной поверхнос1и, уменьшает расход металла за счет ликвидации брака по указанным дефектам.

Claims (2)

1. Способ изготовлени  кольцевых изделий, включающий нагрев заготовки , ее осадку с принудительным ог- раничением течени  металла на одном из ее тор цов, разгонку и прошивку отверсти  с последующей прокаткой и калибровкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качест- на кольцевых изделий, разгонку заготовки осуществл ют двум  пуансонами с противоположных сторон на различную глубину внедрени , при этом глубину внедрени  пуансона со сто- роны меньшего диаметра торца осажен

10

определ ют из соот

h

Н„ - h,

Пд,/В5-1 где Н(, - высота осаженной заготовки , MMj

hp высота перемычки, MMJ Dj - диаметр большого торца

осаженной заготовки, MMJ DW - диаметр меньшего торца осаженной заготовки, мм.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что разгонку пуансонами осуществл ют с истечением металла только в радиальном направлении , а прошивку осуществл ют в направлении торца заготовки, отсто щем от торца пуансона на меньшее рассто ние.

Вид изделий

I Оптимальна  разница между диаметрами I осаженной I заготовки

м

мм

г

5-. Фи.1

r

,.

/

s

фиг.2

Фиг. 5

фиг Л