SU1794586A1

SU1794586A1 - Device for production of blanks of circular cross section

Info

Publication number: SU1794586A1
Application number: SU914920861A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr B Bogun; Aleksej V Panfilov; Yurij V Feofanov; Aleksandr N Shlyakhin; Vitalij I Zhukovskij; Igor N Lytkin; Nikolaj P Shlyakhin
Original assignee: Mo I Priborostroeniya
Priority date: 1991-03-21
Filing date: 1991-03-21
Publication date: 1993-02-15

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления кольцевых изделий П-образного поперечного сечения с перпендикулярными продольной оси кольца полками.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used for the manufacture of ring products of a U-shaped cross section with shelves perpendicular to the longitudinal axis of the ring.

Известен способ изготовления кольцевых поковок. Он характеризуется получением путем раскатки полуфабриката с кольцевым цилиндрическим центральным участком, сопряженным с V-образными полками, которые затем отгибаются до параллельного расположения их наружных поверхностей. Однако раскатка и отгибка полок осуществляется бойком ковочного прес са на оправке, что малопроизводительно, не позволяет получать изделия с большой шириной полок ввиду невозможности обеспечения значительных деформаций материала заготовки вдоль направления полок.A known method of manufacturing annular forgings. It is characterized by obtaining by rolling a semi-finished product with an annular cylindrical central section, paired with V-shaped shelves, which are then bent to a parallel arrangement of their outer surfaces. However, the rolling and folding of the shelves is carried out by a striking forging press on the mandrel, which is inefficient and does not allow to obtain products with a large width of shelves due to the impossibility of providing significant deformations of the workpiece material along the direction of the shelves.

Известен способ изготовления кольцевых поковок, который позволяет путем раскатки из полуфабриката с центральным кольцевым участком и примыкающими к нему полками получать изделие в виде кольца с полками. Этот способ предназначен для получения полуфабриката с параллельно расположенными по краям центрального участка полками, которые затем путем отгибки располагаются на одном уровне конA known method of manufacturing annular forgings, which allows by rolling from a semi-finished product with a central annular section and adjacent shelves to receive the product in the form of a ring with shelves. This method is intended to produce a semi-finished product with shelves parallel to the edges of the central section, which are then placed at the same level by bending

1794586 А1 центрично продольной оси кольца, г.е. изделий другого вида.1794586 A1 centric longitudinal axis of the ring, g. products of a different kind.

Известен также способ изготовления кольцевых поковок, наиболее близкий по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому способу, принятый за прототип. Этот способ предназначен для получения заготовок колец П-образного поперечного сечения с перпендикулярными продольной оси кольца полками. Он включает нагрев исходной цилиндрической заготовки и получение из нее деформированием путем осадки, прошивки и раскатки промежуточного полуфабриката, который состоит из центрального цилиндрического участка, сопряженного по концам с V-образными полками. Этот полуфабрикат деформируется с отгибкой полок до параллельного расположения их наружных поверхностей.There is also known a method of manufacturing annular forgings, the closest in technical essence and the achieved positive effect to the proposed method, adopted as a prototype. This method is designed to produce blanks of rings of a U-shaped cross section with shelves perpendicular to the longitudinal axis of the ring. It includes heating the initial cylindrical billet and obtaining from it by deformation by upsetting, flashing and rolling an intermediate semi-finished product, which consists of a central cylindrical section, mated at the ends with V-shaped shelves. This semi-finished product is deformed with the folding of the shelves to a parallel arrangement of their outer surfaces.

Основными недостатками прототипа являются невозможность получения изделий с увеличенной шириной полок вследствие ограничения деформационных возможностей материала заготовок при формообразовании V-образно расположенных полок из-за чрезмерного увеличения сид трения на поверхностях контакта полок с деформирующим инструментом при постоянной величине толщины полок на всей их ширине.The main disadvantages of the prototype are the inability to obtain products with an increased shelf width due to the limited deformation capabilities of the workpiece material during the formation of V-shaped shelves due to an excessive increase in friction on the contact surfaces of the shelves with the deforming tool with a constant thickness of the shelves over their entire width.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей заявляемого способа за счет увеличения ширины полок изделия.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities of the proposed method by increasing the width of the shelves of the product.

Цель достигается за счет того, что полученный в результате осадки, прошивки и раскатки нагретой исходной цилиндрической заготовки полуфабрикат с центральным цилиндрическим кольцевым участком и предварительно оформленными примыкающими к нему полками полуфабрикат получают с V-образно расположенными под углом 45° к оси кольца полками переменной толщины, увеличивающейся в направлении от цилиндрического участка к периферии, углы наклона образующих конических наружных (5_Н и внутренних д_в поверхностей которых соответственно равны <3н = 45°-arctg φ дв = 45°-arctg </>.The goal is achieved due to the fact that the semi-finished product obtained as a result of upsetting, flashing and rolling of the heated initial cylindrical billet with a central cylindrical annular section and pre-formed adjacent adjoining shelves is obtained with V-shaped shelves of variable thickness, located at an angle of 45 ° to the axis of the ring, increasing in the direction from the cylindrical section to the periphery, the angles of inclination of the generatric conical external (5 _N and internal d _{in the} surfaces of which are respectively equal to <3n = 45 ° -arc tg φ dv = 45 ° -arctg </>.

где у?-коэффициент трения между контактирующими поверхностями полок и инструмента, а отгибку полок осуществляют с одновременной их осадкой по толщине между плоскими плитами, расположенными перпендикулярно продольной оси полуфабриката. При этом раскатку полуфабриката осуществляют в профильном валковом инструменте с параллельным расположением осей.where y is the coefficient of friction between the contacting surfaces of the shelves and the tool, and the folding of the shelves is carried out with their simultaneous thickness upsetting between flat plates located perpendicular to the longitudinal axis of the semi-finished product. In this case, the rolling of the semi-finished product is carried out in a profile roll tool with a parallel arrangement of axes.

На фиг, 1 показано положение исходной кольцевой заготовки и деформирующего инструмента перед раскаткой. На фиг. 2 изображена стадия получения промежуточной заготовки с V-образным расположением полок из кольцевой исходной заготовки. На фиг. 3 и 4 показана стадия получения в результате осадки в плоских бойках готовых изделий с расположенными соответственно снаружи кольца или внутри его полками.On Fig, 1 shows the position of the original annular billet and deforming tool before rolling. In FIG. 2 shows the stage of obtaining an intermediate preform with a V-shaped arrangement of shelves from an annular initial preform. In FIG. Figures 3 and 4 show the stage of obtaining, as a result of upsetting in flat heads, finished products with shelves located respectively outside the ring or inside it.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Из исходной, например, цилиндрической, заготовки, путем осадки, прошивки и последующей предварительной раскатки (см. фиг. 1) получают промежуточную заготовку 1 в виде кольца. Далее эту промежуточную заготовку раскатывают между профильными валками 2 и 3, рабочие поверхности каждого из которых образованы центральным цилиндрическим и примыкающими к нему коническими участками, с получением полуфабриката 4 (см. фиг. 2), профиль поперечного сечения которого образован центральным цилиндрическим участком и примыкающими к нему V-образно расположенными полками. Полуфабрикат такой формы получается за счет раскатки между профильными вращающимися валками при сближении их осей. Благодаря неодинаковым углам наклона образующих конических участков валков к их продольным осям полки полуфабриката получаются увеличивающимися по толщине в направлении от центрального цилиндрического участка к периферии. При этом углы наклона образующих конических поверхностей относительно продольной оси полуфабриката равны: для наружных поверхностей полок 45°-arctg φ, а для внутренних поверхностей 45° + arctg φ.From the initial, for example, cylindrical, billet, by upsetting, flashing and subsequent preliminary rolling (see Fig. 1), an intermediate billet 1 is obtained in the form of a ring. Next, this intermediate preform is rolled out between the profile rolls 2 and 3, the working surfaces of each of which are formed by the central cylindrical and adjacent conical sections, to obtain a semi-finished product 4 (see Fig. 2), the cross-sectional profile of which is formed by the central cylindrical section and adjacent to him V-shaped shelves. A semi-finished product of this form is obtained due to rolling between the profile rotating rolls when their axes approach each other. Due to the uneven angles of inclination of the conical sections of the rolls to their longitudinal axes, the shelves of the semi-finished product increase in thickness in the direction from the central cylindrical section to the periphery. In this case, the angles of inclination of the generatrix of the conical surfaces relative to the longitudinal axis of the semi-finished product are equal: for the outer surfaces of the shelves 45 ° -arctg φ, and for the inner surfaces 45 ° + arctg φ.

При раскатке профильные поверхности валков способствуют перемещению металла вдоль конических участков их рабочих поверхностей, поскольку углы их наклона, близкие к 45°, соответствуют направлениям касательных напряжений при деформации. В то же время,сравнительно небольшие отклонения углов наклона конических участков профильных поверхностей валков от угла в 45° способствуют еще большему облегчению перемещения металла заготовки вдоль профильной поверхности валков. За счет этих отклонений существенно умень шается влияние сил контактного трения вдоль конических участков профильных валков, что вызывает как бы саморасклинивание участков полок при их формообразовании в валках. При этом чем меньше коэффициент трения, тем меньше необходимое отклонение от угла в 45°, и, следовательно, меньше величина припуска на окончательную механическую обработку полок. Поэтому при изготовлении колец целесообразно применение технологической смазки и обеспечение изготовления рабочих поверхностей валков с малой шероховатостью.When rolling, the profile surfaces of the rolls facilitate the movement of metal along the conical sections of their working surfaces, since their tilt angles close to 45 ° correspond to the directions of shear stresses during deformation. At the same time, the relatively small deviations of the tilt angles of the conical sections of the profile surfaces of the rolls from an angle of 45 ° contribute to even more ease in moving the workpiece metal along the profile surface of the rolls. Due to these deviations, the effect of contact friction forces along the conical sections of the profile rolls is significantly reduced, which causes self-wedging of the shelf sections during their forming in the rolls. Moreover, the smaller the coefficient of friction, the smaller the required deviation from the angle of 45 °, and therefore, the smaller the allowance for the final machining of the shelves. Therefore, in the manufacture of rings, it is advisable to use technological lubricant and ensure the manufacture of the working surfaces of the rolls with low roughness.

В случае превышения указанных выше отклонений углов наклона конических участков профильных поверхностей валков от 45° эффект саморасклинивания” возрастает настолько, что возможно возникновение растягивающих напряжений в зоне сопряжения полок с центральным цилиндрическим кольцевым участком полуфабриката, что не способствует расширению технологических возможностей заявленного способа ввиду возможности получения изделия с большим интервалом значений ширины полок из труднодеформируемых материалов.If the above deviations of the tilt angles of the conical sections of the profile surfaces of the rolls from 45 ° are exceeded, the self-wedging effect ”increases so much that tensile stresses can occur in the interface between the shelves and the central cylindrical annular portion of the semi-finished product, which does not expand the technological capabilities of the claimed method due to the possibility of obtaining the product with a wide range of widths of shelves made of hardly deformed materials.

Далее полученный полуфабрикат 4 подвергается осадке между плоскими плитами 5, 6 (см. фиг. 3, 4) до получения готовых колец 7, 8 с параллельным расположением полок. Для уменьшения величины припуска на механическую обработку полок осадку последних целесообразно осуществлять с использованием дополнительных устанавливаемых между полками промежуточных плит. Такая осадка может быть секционной с использованием соответствующей плиты или осуществляться за один ход с применением разъемной промежуточной плиты.Next, the resulting semi-finished product 4 is subjected to sediment between the flat plates 5, 6 (see Fig. 3, 4) to obtain the finished rings 7, 8 with a parallel arrangement of the shelves. To reduce the amount of allowance for the mechanical processing of shelves, it is advisable to draft the latter using additional intermediate plates installed between the shelves. Such sediment can be sectional using the appropriate plate or carried out in one move using a split intermediate plate.

Пример конкретного осуществления способа.An example of a specific implementation of the method.

На прессе номинальным усилием 4000 тс из цилиндрической сплошной заготовки диаметром 320 мм и высотой 700 мм путем операций осадки и прошивки было получено кольцо с наружным диаметром 600 мм, внутренним диаметром 250 мм и высотой 200 мм. Из, нее была раскатана промежуточная кольцевая заготовка с наружным диаметром 720 мм и внутренним диаметром 500 мм. Затем в валках с коническими участками профильных поверхностей, образующие которых наклонены к продольным осям валков под углами 38° и 52°, что соответствует углам наклона к продольной оси полуфабриката образующих наружных конических поверхностей его полок, была раскатана промежуточная заготовка до внутреннего диаметра 1000 мм. При этом ширина ее полок составила 160 мм при средней толщине 15 мм. После раскатки полуфабрикат был осажен между плоскими плитами на том же прессе до достижения параллельности полок.On a press with a nominal force of 4000 ton-force, a ring with an outer diameter of 600 mm, an inner diameter of 250 mm and a height of 200 mm was obtained from a cylindrical continuous billet with a diameter of 320 mm and a height of 700 mm by means of upsetting and piercing operations. From it, an intermediate ring blank was rolled out with an outer diameter of 720 mm and an inner diameter of 500 mm. Then, in the rolls with conical sections of the profile surfaces, the generators of which are inclined to the longitudinal axes of the rolls at angles of 38 ° and 52 °, which corresponds to the angles of inclination to the longitudinal axis of the semi-finished product of the outer conical surfaces of its shelves, an intermediate blank was rolled up to an inner diameter of 1000 mm. Moreover, the width of its shelves was 160 mm with an average thickness of 15 mm. After rolling, the semi-finished product was deposited between flat plates on the same press until the shelves were parallel.

В результате применения способа были получены заготовки колец, у которых отношение ширины полок к их толщине доходило до 25, что свидетельствует о его широких технологических возможностях.As a result of application of the method, blanks of rings were obtained in which the ratio of the width of the shelves to their thickness reached 25, which indicates its wide technological capabilities.

Claims

Claim

1. A method of producing blanks of rings of a U-shaped cross section with shelves perpendicular to the axis of the ring, including upsetting, piercing and rolling of the heated cylindrical workpiece to obtain a semi-finished product with preformed shelves and a cylindrical section between them and subsequent folding of the shelves to their mutual parallel arrangement, characterized in that, in order to expand technological capabilities by increasing the width of the shelves of the product, the semi-finished product is obtained with a V-shaped arrangement GOVERNMENTAL angle of 45 ° to the axis of the ring flanges of variable thickness, increasing in the direction from the cylindrical portion toward the periphery, the angles of inclination of a conical outer <5 _N and internal ₍₅ surfaces which are respectively equal to <3N = 45 ° - arctg φ, (5 _β = 45 ° + arctan φ, where φ is the coefficient of friction between the contacting surfaces of the shelves and the tool, and the bending of the shelves is carried out with their simultaneous thickness upsetting between flat plates located perpendicular to the longitudinal axis of the semi-finished product.

2. The method of pop. 1, characterized in that, in order to increase productivity and quality of products, the rolling of the semi-finished product is carried out in a profile roll tool with a parallel arrangement of the axes of the rolls.