SU1683850A1 - Способ прокатки тонкостенных профильных кольцевых конических изделий с фланцами - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к прокатному производству. Цель изобретени  - повышение качества получаемых изделий за счет обеспечени  равномерности проработки структуры металла при прокатке. Кольцева  заготовка состоит из наружного и внутреннего соосно расположенных колец, причем последнее изготовлено из менее качественного материала, чем наружное кольцо. Исходную высоту наружного кольца определ ют из выражени  (1.16- 0,16 Я), A DK/Di, где Н0 - исходна  высота наружного кольца, Нфл - высота фланца; DK - внутренний диаметр издели  со стороны фланца DI - внутренний диаметр наружного кольца: А - выт жка профил . Составную заготовку нагревают да температуры гор чего деформировани , помещают в калибр, соответствующий профилю готового издели . Прокатку осуществл ют наружным и внутренним валками. После деформировани  части составной заготовки разъедин ют. Внутреннее кольцо может быть при этом изготовлено из более дешевого металла, чем наружное. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. (Л с

Description

Фиг.2

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к прокатке колец, и может быть использовано в двигателестро- ении, турбостроении и машиностроении дл  получени  кольцевых изделий с профильным поперечным сечением.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества получаемых изделий за счет обеспечени  равномерности проработки- структуры металла при прокатке.

На фиг. 1 изображена схема прокатки кольцевой заготовки с фланцем, начальна  стади ; на фиг. 2 - изделие после прокатки.

Кольцевую заготовку, состо щую из наружного рабочего кольца 1 высотой Hi, внутренним диаметром DI, шириной В0 и внутреннего (технологического) кольца 2 высотой На, внутренним диаметром О2,ши- риной Во, помещают в калибр, соответству- фщий профилю готового издели , Калибр состоит из наружного 3 и внутреннего 4 далков. Он включает рабочие поверхности 5 И 6, коническую поверхность 7, вертикальную поверхность 8.

Способ осуществл ют следующим образом .

Кольцевую заготовку выполн ют составной из наружного кольца 1 и внутреннего технологического кольца 2, изготавливаемого из более дешевого металла, чем наружное . Внутреннее 2 и наружное 1 кольца имеют общую ось симметрии, Высоту наружного кольца () определ ют по зависимости

(1,16-0,16 -Я),

гдеА Ок/О1,

Нфл - высота фланца издели ;

DK - внутренний диаметр издели  со Стороны фланца;

DI - внутренний диаметр наружного кольца.

Составную заготовку деформируют в радиальном направлении между наружным 3 и внутренним 4 валками. Формирование кольцевой части издели  осуществл ют радиальным усилием, создаваемым рабочими поверхност ми 5 и 6 калибра, а формирование фланцевой части издели  осуществл ют усилием, направленным под углом а к радиальному усилию, создаваемым конической 7 и вертикальной 8 поверхност ми калибра.

При сближении валков 3 и 4 происходит смешение объема металла, наход щегос  между рабочими поверхност ми 5 и 6, в результате чего осуществл етс  увеличение диаметра заготовки и ее уширение. Металл кольцевой заготовки, заключенный между

конической поверхностью 7 и вертикальной поверхностью 8, деформируетс . В результате этого в поперечном сечении заготовки горизонтальные волокна получают различные высотные обжати , а именно: в кольцевом элементе большие, чем во фланцевом элементе. Поэтому при дальнейшем обжатии кольцевой заготовки рабочими поверхност ми 5 и 6 калибра происходит сдвиг

горизонтальных волокон и, соответственно, линии разъема (по диаметру DI) в направлении обжати .

В результате формоизменени  образуетс  кольцевое изделие с кольцевым элементом 9 и фланцевой частью 10.

После прокатки внутреннее и наружное кольца разъедин ют, например, механической обработкой на металлорежущих станках . При этом внутреннее технологическое

кольцо изготавливаетс  из более дешевого материала, а из наружного кольца в дальнейшем изготавливают готовое изделие.

При прокатке изделий из жаропрочных никелевых сплавов, алюминиевых, свинцово-сурьм нистых сплавов экспериментально установлены следующие статические закономерности, характеризующие уменьшение высоты фланца кольцевой заготовки:

30

(1,16-0,16 Я), (1)

(0,4+0,6 Я),

где Вк - ширина прокатного издели ;

Во - исходна  ширина кольца.

При значении высоты наружной кольцевой заготовки Но, меньшем, чем определенное из математического соотношени , невозможно выдержать размер издели  по

высоте. При большей, чем нужно, высоте будет не выдержан диаметр издели .

Способ позвол ет прокатывать профильные издели  из составной кольцевой заготовки , внутреннее и наружное кольца

которой выполнены из материалов с различными механическими характеристиками.

Пример. Моделирование промышленной технологии провод т на свинцовых заготовках . Внутреннее кольцо изготавливаетс 

из свинца марки с 1, наружное кольцо - из свинцово-сурьм нистого сплава,

В процессе прокатки необходимо получить изделие со следующими размерами: ширина издели  Вк 20 мм; толщина стенки

h 4,1 мм; высота фланца Нфл 9,2 мм. Внутренний диаметр фланца D 213,6 мм, шири на фланца в основании Вфл 8 мм. Угол у наклона конического элемента 10°, уго; наклона фланцевого элемента 20°.

По известным размерам определ ют объем готового издели  VK 70700 мм3. Назначают выт жку ,5.

Определ ют размеры исходной кольцевой заготовки (первое приближение):5

H0 Hi

Нфл .

1,16 -0,16л

9 2 1Ьмм;

20

1,16-0,16- 1,5

Вк

В° 0,4+0,6 А 0,4+0,6 15,4 мм.

Внутренний диаметр равен VK

Di DCP -H0

71 BO Нг

70700 3,14 10 15,4

- 10 136,2 мм.

Вычисл ют фактическую выт жку: , DK 213.6 1t.fiR

Dr l36T 1 568

Назначают новую выт жку (второе приближение ):

(Ai +Аф) 1,53.

Наход т размеры исходной кольцевой заготовки (второе приближение): высота

Но 1.16-0. 126 1.53 -10.05 мм; Ширина

20 Во п л . пг. 15,1 мм.

0,4+0,6 1,53

Внутренний диаметр D1тюто

3.14 1511 КМБ

- 10,,3 мм. Определ ют фактическую выт жку:

, Рк 213.6

Di 138,3 1Л

Так как величина выт жки Аф 1,544 по второму приближению отличаетс  от заданной А2 1,53 менее 5 %, то останавливаютс  на втором приближении.

Размеры внутреннего технологического кольца; высоту Н2° и внутренний диаметр Di назначают из услови  примерного равен 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ства размеров ширины фланца Вфл и толщины кольцевого элемента (стенки) пст. Равенство толщин у различных элементов поперечного сечени  профил  кольцевой заготовки обеспечивает примерное равенство теплового режима в случае гор чей прокатки колец из жаропрочных никелевых сп л а вов, склонных к образованию разнозер- нистости в структуре материала.

Таким образом, по известным размерам внутреннего кольца в конечной стадии (Bi, D, DK, (hcr-h), у) определ ют начальные размеры Во, Н2°, D2.

Исходные заготовки имели следующие геометрические размеры: ширина составной кольцевой заготовки В0 15 мм; высота наружного, кольца Hi0 10 мм; высота внутреннего кольца Н2° 10 мм; внутренний диаметр D2 внутреннего кольца 120 мм; внутренний диаметр наружного кольца Di 140 мм. Отношение пределов прочности материалов колец (71/О2 3 .

Составную кольцевую заготовку раскатывали на лабораторном кольцепрокатном стане. Приводной ролик имел диаметр, равный 300 мм, а внутренний нажимной ролик - 100 мм.

После проведени  опытной прокатки возможна корректировка размеров исходной составной заготовки.

Использование способа обеспечивает получение кольцевых конических заготовок с фланцами, повышаетс  качество издели  за счет равномерной проработки структуры металла, увеличиваетс  коэффициент использовани  материала, эконом тс  дорогосто щие жаропрочные сплавы, так как в качестве технологического кольца используютс  более дешевые сплавы.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ прокатки тонкостенных профильных кольцевых конических изделий с фланцами, включающий обжатие кольцевой заготовки двум  сближающимис  валками, при этом формирование кольцевой части издели  осуществл ют усилием, направленным радиально, а формирование фланцевой части издели  - усилием, направленным под углом к радиальному направлению, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  качества получаемых изделий за счет обеспечени  равномерности проработки структуры металла, при обжатии используют составную кольцевую заготонку, выполненную в виде соосно расположенных внутреннего и наружного колец, при этом исходную высоту наружного кольца определ ют из соотношени 

   (1,16-0,16

   DL

   Di

   ),

   где Но - исходна  высЬта наружного кольца;

   Нфл - высота фланца издели ;

   DK - внутренний диаметр издели  со стороны фланца,

   DI - внутренний диаметр наружной кольцевой заготовки,

   а внутреннее кольцо после окончани  формообразовани  заготовки отдел етс  от готового издели  в виде наружного кольца.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что внутреннее кольцо изготавливают из более дешевого металла, чем наружное.

   Фиг.1