SU1620200A1

SU1620200A1 - Method of expanding hollow cylindrical parts

Info

Publication number: SU1620200A1
Application number: SU884394413A
Authority: SU
Inventors: Евгений Николаевич Мошнин; Анатолий Кондратьевич Онищенко; Николай Иванович Ромашко; Николай Евгеньевич Мошнин; Виктор Павлович Быков; Александр Николаевич Анохин; Николай Павлович Шляхин
Original assignee: Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш"; Всесоюзный заочный машиностроительный институт
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а именно к способам получени полых поковок большого диаметра, которые могут быть использованы в энергетическом, т желом и других отрасл х машиностроени . Цель изобретени - повышение качества поковок за счет получени гладкой внутренней поверхности. Исходную кольцевую заготовку раскатывают между бойком и выпуклой поверхностью рабочих участков профилированной оправки. Число участков - шесть или восемь, радиус кривизны поверхности каждого из них составл ет 0,45-0,5 окончательного внутреннего диаметра поковки. Рабочие участки сопр гаютс друг с другом промежуточными участками , ограниченными общей цилиндрической поверхностью. Суммарна ширина промежуточных участков составл ет 0,05-0,2 периметра оправки. Промежуточные участки способствуют разглаживанию неровностей в процессе циклического поворота поковки относительно оправки. Изобретение позвол ет помимо повышени качества изделий увеличить производительность раскатки за счет сокрагаени числа проходов и переходов 3 ил.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods for producing hollow forgings of large diameter, which can be used in the power, heavy and other industries. The purpose of the invention is to improve the quality of forgings by obtaining a smooth inner surface. The original ring billet roll between the striker and the convex surface of the working sections of the profiled mandrel. The number of sections is six or eight, the radius of curvature of the surface of each of them is 0.45-0.5 of the final internal diameter of the forging. The working sections are mated with each other by intermediate sections bounded by a common cylindrical surface. The total width of the intermediate portions is 0.05-0.2 of the perimeter of the mandrel. Intermediate sections contribute to smoothing irregularities in the process of cyclic rotation of the forging relative to the mandrel. The invention allows, in addition to improving the quality of products, to increase the productivity of rolling by reducing the number of passes and transitions of 3 sludge.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и касаетс способов получени ковкой из слитка поковок обечаек большего диаметра, которые могут быть использованы в энергетическом , т желом и других отрасл х машиностроени .The invention relates to the processing of metals by pressure and relates to methods for forging from an ingot forgings of larger-diameter shells, which can be used in the power, heavy and other industries.

Преимущественной областью использовани изобретени вл етс производство ответственных сосудов, работающих под высоким внутренним давлением, в частности обечаек корпусов реакторов , парогенераторов и других агрегатов атомных установок, а также круп- An advantageous area of use of the invention is the production of critical vessels operating under high internal pressure, in particular, the shells of reactor vessels, steam generators and other units of atomic installations, as well as large-scale vessels.

негабаритных сосудов разного назначени .oversized vessels of various purposes.

Целью изобретени вл етс повышение качества поковок за счет получени гладкой внутренней поверхности.The aim of the invention is to improve the quality of forgings by obtaining a smooth inner surface.

На фиг.1 показана схема раскатки согласно предлагаемому способу на оправке с шестью рабочими участками, а также схема действи сил при окружной подаче; на фиг.2 и 3 - схема действи сил при раскатке одинаковых поко вок соответственно на цилиндрической оправке и оправке с четырьм выпуклы-, ми рабочими участками.Figure 1 shows the scheme of rolling according to the proposed method on a mandrel with six working sections, as well as a diagram of the action of forces in a circular feed; Figures 2 and 3 are a diagram of the action of forces when rolling the same quarters, respectively, on a cylindrical mandrel and a mandrel with four convex working sections.

оabout

Между бойком 1 и оправкой 2 (фиг.1) установлена деформируема заготовка 3. Оправка дл осуществлени способа имеет шесть или восемь выпуклых рабочих участков, радиус кривизны каждого из которых составл ет 0,45 - 0,5 окончательного внутреннего диаметра поковки. Рабочие участки чередуютс с промежуточными участками, ю ограниченными общей окружностью, суммарна ширина которых составл ет 0,05-0,2 периметра оправки.A deformable workpiece 3 is installed between the die 1 and the mandrel 2 (Fig. 1). The mandrel for carrying out the method has six or eight convex working portions, the radius of curvature of each of which is 0.45-0.5 of the final internal diameter of the forging. The work areas alternate with intermediate sections, limited by a common circle, the total width of which is 0.05-0.2 of the perimeter of the mandrel.

Способ осуществл ют следующим образом .1The method is carried out as follows .1

Оправку с надетой на нее поковкой устанавливают на стойках под прессом и располагают рабочим участком соос- но с осью приложени усили пресса. Нажатием бойка поковку обжимают по 2 толщине и затем осуществл ют ее окружную подачу поворотом оправки до совмещени оси последующего рабочего участка с осью приложени усили пресса . После этого повтор ют очередной 2 переход и аналогичные последующие переходы деформировани .The mandrel with the forging put on it is installed on the racks under the press and has a working section aligned with the axis of application of the force of the press. By pressing the striker, the forging is compressed in 2 thicknesses and then its circumferential feed is performed by rotating the mandrel until the axis of the subsequent working section is aligned with the axis of application of the pressing force. After this, the next 2 transitions and the similar subsequent deformation transitions are repeated.

При деформировании особо толстостенных поковок необходимо проводить раскатку за несколько циклов - полных J поворотов поковки. В этом случае целесообразно примен ть сменные оправки с радиусом рабочих участков, равным внутреннему радиусу поковки после соответствующей операции.3When deforming especially thick-walled forgings, it is necessary to carry out rolling over several cycles - full J turns of the forging. In this case, it is advisable to use interchangeable mandrels with a radius of working sections equal to the inner radius of the forging after the corresponding operation.

Конфигураци профильной оправки определ етс также условием, обеспечивающим окружную подачу поковки при повороте оправки. При повороте оправки поковка как бы перекатываетс д через выступ (точка А на фиг.1), образующийс при предшествующем обжиме бойком. Под воздействием массы поковки - силы Р возникает сила N,nep-, педикул рна .к общей касательной, np6веденной в точке А, благодар чему трение между поковкой и обечайкой преп тствует проскальзыванию поковки по оправке и тем обеспечиваетс одинаковый угол окружной подачи по всей ширине заготовки.The profile mandrel configuration is also determined by the condition ensuring the circumferential forging when the mandrel is rotated. When the mandrel is rotated, the forging, as it were, rolls g through the protrusion (point A in Fig. 1) formed during the previous crimping operation. Under the influence of the forging mass - force P, the force N, nep-, pedicular arises. A common tangent np6 is given at point A, so that the friction between the forging and the shell prevents the forging from slipping on the mandrel and thereby ensuring the same angle of circumferential feed across the entire width of the workpiece. .

С уменьшением количества рабочих участков на оправке это условие ухудшаетс по сравнению с ковкой на цилиндрической оправке, котора широко примен етс на производстве.With a decrease in the number of working sections on the mandrel, this condition is worsened compared to forging on a cylindrical mandrel, which is widely used in production.

На фиг.2 и 3 показано графическое t определение силы N и угла об при раскатке одинаковых поковок на оправкахFigure 2 and 3 shows a graphical t determination of the force N and the angle about when rolling the same forgings on the mandrel

с одинаковым моментом сопротивлени . Угол об ранен углу цилиндрической оправки 47°, у оправки с шестью рабочими участками - 51° и у оправки с четырьм рабочими участками 76е. Сила N будет соответствовать углам об Из сопоставлени приведенных данных можно заключить, что при раскатке на оправке с шестью рабочими участками услови окружной подачи будут близкими к услови м раскатки на цилиндрической оправке, а применение оправки с четырьм рабочими участками потребует значительно (почти в два раза) уменьшени степени обжима, поэтому ее применение оудет не рациональным .with the same moment of resistance. The angle of the injured corner of the cylindrical mandrel is 47 °, the mandrel with six working sections is 51 ° and the mandrel with four working sections 76e. The force N will correspond to the angles. From the comparison of the given data, it can be concluded that when rolling on a mandrel with six working sections, the conditions of a circular feed will be close to the conditions of rolling on a cylindrical mandrel, and the use of a mandrel with four working sections will require significantly (almost twice) reduce the degree of crimping, so its use will not be rational.

Следует заметить, что в действительности из-за сн ти ребра выступа поковки при применении всех трех оправок углы оЈ будут несколько меньшими .It should be noted that in fact, due to the removal of the edge of the forging protrusion when using all three mandrels, the angles θ will be somewhat smaller.

При количестве рабочих участков на оправке более 8 услови деформировани станов тс близкими к услови м деформировани на цилиндрической оправке . Ввиду этого рекомендуетс примен ть оправки с 6 или 8 рабочими участками. Выполнение на оправке промежуточных цилиндрических участков шириной 0,05-0,2 ее периметра устран ет опасность по влени надрывов и зажимов у поковки от острых ребер оправки. Меньшее значение ширины промежуточных участков целесообразно при примен ть при окончательной операции раскатки, а большее при первых операци х .When the number of working sections on the mandrel is more than 8, the deformation conditions become close to the deformation conditions on the cylindrical mandrel. Therefore, it is recommended to use mandrels with 6 or 8 working sites. The implementation of intermediate cylindrical sections with a width of 0.05-0.2 of its perimeter on the mandrel eliminates the risk of tearing and clamping of the forging from the sharp edges of the mandrel. A smaller value of the width of the intermediate sections is advisable for use during the final rolling operation, and a larger one for the first operations.

Пример. Проводилась ковка поковок обечайки активной зоны реактора и боковой обечайки парогенератора энергоблока ВВЭР-1000. Обечайки имеют внутренний диаметр 4000 мм и толщину стенки соответственно 350 и 105 ммо Поковки обечаек существенно отличаютс по ширине и толщине стен- ки, поэтому были выбраны разные пара- метры раскатки, которые близки к ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ предельным значени м.Example. The forgings of the shell core forgings of the reactor and the side shell of the steam generator of the WWER-1000 power unit were forged. The shells have an internal diameter of 4,000 mm and a wall thickness of 350 and 105 mm, respectively. The forging of the shells differs substantially in width and thickness of the wall, so different rolling parameters were chosen that are close to the OPPOSITE limit values.

Диаметры оправок прин ты на основании практических данных, обеспечивающих их прочность и жесткость. Ввиду большой ширины поковки обечайки реактора, а следовательно, и рассто ни между опорами оправки, диаметр ее прин т существенно большим по сравнению с диаметром оправки дл поковок .обечаек парогенератора (момент сопротивлени в 1,85 раз большим).The diameters of the mandrels are taken on the basis of practical data, ensuring their strength and rigidity. Due to the large width of the forging of the shell of the reactor, and consequently, the distance between the supports of the mandrel, its diameter is assumed to be significantly larger than the diameter of the mandrel for the forgings of the steam generator (the moment of resistance is 1.85 times larger).

Расчетное значение сопротивлени деформированию при раскатке поковок обечайки парогенератора прин то большим , так как эта поковка вл етс относительно тонкостенной и будет интенсивно охлаждатьс по сравнению с поковкой обечайки реактора, котора имеет толщину в 2,5 раза большую.The calculated value of the resistance to deformation during the rolling of the forgings of the steam generator shell is considered to be large, since this forging is relatively thin-walled and will be intensively cooled compared to the forging of the reactor shell, which is 2.5 times thick.

Усилие пресса 10 000 т прин то в соответствии с имеющимис ковочными прессами (дл пресса 15 000 т прин тое усилие соответствует второй ступени пресса). Средние диаметры паковок определены с учетом заключительной операции радиальной раздачи на 5A press force of 10,000 tons is received in accordance with the available forging presses (for a press of 15,000 tons, the received force corresponds to the second stage of the press). The average package diameters are determined taking into account the final operation of the radial distribution of 5

Экономи времени ковки, и следовательно , сокращение количества подогревов поковки получаетс за счет уменьшени количества переходов и проходов, что имеет особо важное значение при изготовлении поковки большого диаметра из исходной толстостенной прошитой поковки, когда ковка таких поковок продолжаетс несколько рабочих смен.Saving the forging time, and therefore reducing the number of forgings heated, is obtained by reducing the number of transitions and passes, which is particularly important in the manufacture of large diameter forgings from the original thick-walled sewn forgings when the forging of such forgings continues several shifts.

Сокращение проходов возможно ввиду отсутстви на поковке при ковке с оправкой фасонного профил выступов- гребешков, что позвол ет примен ть большую степень обжати за один проход . Именно отсутствие выступов-гребешков обеспечивает возможность увеличить обжатие за один проход на 20%Reduction of aisles is possible due to the absence of a forging during the forging with a mandrel of a shaped profile of protrusions-combs, which makes it possible to use a large degree of reduction in one pass. It is the absence of projections-scallops that makes it possible to increase the reduction in one pass by 20%.

ьн16202006n16202006

сократить количество переходов в 2 раза и отказатьс от чистового прохода. Продолжительность раскатки сокращаетс примерно на 40%.reduce the number of transitions by 2 times and give up the finishing pass. Rolling time is reduced by about 40%.

Кроме того, повышение качества поковки - гладкость ее внутренней поверхности создает услови дл умень- шени припуска на механическую обработку , т.е. дл экономии металла и снижени трудоемкости механической обработки.In addition, the improvement of the quality of the forging — the smoothness of its inner surface creates conditions for reducing the allowance for machining, i.e. to save metal and reduce the complexity of machining.

Claims

Invention Formula

The method of rolling hollow cylindrical billets by successive deformation of its longitudinal sections by striker on the profiled surface of the mandrel with cyclic rotation relative to the latter, characterized in that, in order to improve the quality of forgings

by producing a smooth inner surface, rolling is carried out on six or eight convex sections of the mandrel surface, limited by a radius of curvature of 0.45-0.5 of the final internal diameter of the forging, and mating with intermediate sections limited by a common cylindrical surface, the total width of which is is 0.05-0.2

perimeter of the mandrel.

FIG. i

FIG. 2