SU871954A2 - Способ изготовлени изделий переменного по их длине сечени - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке-, металлов давлением и предназначается для изготовления деталей типа ступенчатых валов методом холодной продольной прокатки.

По основному авт. св. № 188454 известен способ изготовления изделий переменного по их длине сечения холодной прокаткой участков заготовки. В процессе изготовления к заготовке прикладывают радиальные усилия неприводными калиброванными роликами, а саму заготовку поворачивают после каждого двойного возвратно-поступательного хода вокруг продольной оси и автоматически изменяют величину ее хода в соответствии с удлинением обрабатываемого участка. Заготовка · по этому способу закрепляется за оба конца в цанги передней и задней бабок продольного хода станка, а радиальные усилия вдавливания на калиброванные ролики передаются через 2 пары опорных роликов, которые своими цапфами воспринимают усилия прокатки [ 1 ] .

Для надежного зажима заготовок при прокатке средней части по этому способу необходимо иметь головки длиной не менее 2,5-3,0 ее диаметра. Кроме того, патрон зажимного устройства име ет большие диаметральные размеры, из-за чего длины головок имеют вполне определенные для раскатных станков минимальные величины, так как в противном случае патрон зажимного устройства упирается в опорные ролики. Поэтому минимальная длина го'θ ловок устанавливается, исходя из надежного закрепления заготовок,и, чтобы патрон зажимного устройства немного не доходил до опорных роликов при прокатке. При прокатке ступенча15 тых деталей с короткими головками (I Е^1,0-1,5 d гол.) приходится либо создавать технологическую бобышку, либо начинать'прокатку средней части, отступая от торца на соответствующее 20 расстояние. В связи с этим после прокатки приходится либо обрезать технологическую бобышку, либо производить обточку стержня и галтелей до требуемого размера головок, а это 25 повышает расход металла и трудоемкость обработки, а также приводит к неравномерности исходных свойств по длине вала, так как проточенная часть стержня и галтели не деформи30 ровались роликами.

Целью изобретения является экономия материала и повышение качества изделий.

Эта цель достигается тем, чт.о согласно способу изготовления изделий) переменного по их длине сечения при холодной прокатке участков заготовки парой неприводных калиброванных роликов при обжатии ими неприводной заготовки на величину подачи с пово ротом заготовки по определенной программе, в начале каждого хода прокатки к заготовке прикладывают одновременно усилие подпора и радиальное усилие, увеличивая его плавно со скоростью 30-50 т/с, а при достижении радиальным усилием величины, определяемой из соотношения где^?'В*(. — радиальное усилие;

d< диаметр заготовки после хо

s.

, /у· да прокатки, мм, — горизонтальная проекция .'ί дуги контакта, мм , d'p диаметр ручья рабочих роликов, мм.

i-=2arcsivw-|^--yron контакта заготовки с роликами, град, ^di абсолютное обжатие, мм, диаметр исходной заготовки, мм, интенсивность напряженного состояния в центре сечения

заготовки, определяемая по кривой деформационного упрочнения <5;- Ф(б^) , кг/мм², — интенсивность деформирован- 35 ного состояния в центре сечения; a = d_p — Ad cos 472 , мм;

— угол охвата заготовки роликами, град; 40 к другому концу заготовки прикладывают осевое растягивающее усилие и прокатку продолжают под воздействием одновременно действующих растягивающего усилия и усилия подпора, причем величину подпора устанавливают на 10-15% меньше растягивающего усилия, которое определяют из соотношения;

P_x=2P_s(t<y71+A sincL) где Ρ_χ- усилие подпора, дс - коэффициент трения скольжения, в расчетах принимают ^с= 0,1. · Р^— радиальное усилие, кгс;

<£ — угол контакта заготовки с ро- 55 ликами, град,

На фиг. 1 изображена схема прокатки заготовки в момент начала вдавливания роликов и начала заготовки; на фиг. 2 - схема прокатки под воздействием усилия подпора Ρχ^ в момент дос- 60 тижения радиальным усилием Ру заданной величины; на фиг. 3 схема прокатки под воздействием усилия подпора Р_Хи и растягивающего Ρχ^ усилий до момента минимально-возможного подхо- 65 да зажимного устройства к опорным роликам; на фиг. 4 — схема прокатки в момент Формообразования задней головки прокатываемого изделия до требуемых размеров.

Пример. Производят прокатку с диаметра 66 мм на диаметр 49 мм с получением головок 66 мм и 73 мм.

Из вышеприведенных соотношений вычисляем усилия прокатки Ру; Р_х^ и Р_ха для первого наиболее нагруженного хода прокатки. Исходные данные для расчета;

диаметр исходное заготовки d₀= = 66 мм, диаметр заготовки после хода прокатки d^ = 61,0 мм, угол контакта заготовки с роликами d = 14 ⁰ 2 0 ;

диаметр ручья рабочих роликов dp = 160 мм, абсолютное обжатие Ad = do - d_f = = 5,0 мм, горизонтальная проекция дуги контакта В_х = 19,8 мм, интенсивность напряженного состояния в центре сечения заготовки 6 4 = 82-,0 кг/мм¹, коэффициент трения скольжения μ= 0,1;

угол охвата заготовки роликами

Ч = 80°, а - d₀ -A d cos -^= 62,17 мм V ^0Л81-<9,8 · 61,47(3in «°+И5 48^5^-4 = 148400 кгс или 148,5 тс.

2- *⁴8,5 14V)=44,4 т.с

Ρ_Χι= 44,4-0,42-44,4»39 3 т.с ·

Заготовку 1 закрепляют за один конец в задней бабке продольного хода при помощи цанги зажимного устройст. ва 2 (см. фиг. 1). Далее ролики 3 вдавливают в заготовку со скоростью нарастания усилия Р^ = 45 т/сек и проталкивают ее до входа в цангу зажимного устройства 4 (фиг. 2). После достижения усилием величины Ру = = 148,5 тс, определяемой из соотношения, цангу 4 зажимают и заготовку прокатывают под воздействием усилия подпора (Р_х^ ) и растягивающего (Р_Ха ) усилий (фиг. 3) до момента приближения цанги зажимного устройства 2 к опорным роликам 5. Не доходя до опорных роликов -ν 10 мм, цангу 2 разжимают и изделие докатывают до величины задней головки, равной 73 мм (фиг.4). Затем производят остановку и производят обработку заготовки в обратном направлении.

За 12 двойных ходов получают торсионный вал с головками 66 мм и 73 мм.

Прокатку торсионного вала производят при следующих режимах:

радиальные усилия, тс 148,5 скорость нарастания ра871954 диального усилия тс/сек 45 осевые усилия подпора,тс 39,1 осевые растягивающие усилия, тс 44,4 скорость подпора эаго30-50 т/сек, а при достижении радиальным усилием величины, определяемой из соотношения

3,0	5
8,0	10
12
8

товки в момент нарастания радиальных усилий, м/мин скорость прокатки под воздействием усилия подпора и растягивающего усилий, м/мин число двойных проходов прокатки время прокатки, мин

Использование способа изготовления изделий переменного по их длине 15 сечения позволяет экономить 26 тонн стали 45ХН2МФА-Ш, так как после прокатки получаются головки требуемой величины. Кроме того, после прокатки получаются детали с равномерными 20 свойствами по длине, результаты испытаний которых показали, что они имеют долговечность до 10% вьане, чем детали с неравномерными по длине свойствами. Это позволяет сократить количество изготавливаемых запасных частей в народном хозяйстве. Годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа изготовления изделий на предприятия п.я. составляет 41 тыс. р. 30

Годовой экономический эффект от экономии материала Э_г - 16,23 тыс.р.

Суммарный годовой экономический эффект составляет Э = 41-23 тыс. р.

35'

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и предназначаетс  дл  изготовлени  деталей типа ступен чатых валов методом холодной продоль ной прокатки. По основному авт. св. № 188454 известен способ изготовлени  изделий переменного по их длине сечени  холод ной прокаткой участков заготовки. В процессе изготовлени  к заготовке прикладывают радиальные усили  неприводными калиброванными роликами, а саму заготовку поворачивают после каждого двойного возвратно-поступательного хода вокруг продольной оси и автоматически измен ют величину ее хода в соответствии с удлинением обрабатываемого участка. Заготовка по этому способу закрепл етс  за оба конца в цанги передней и задней бабок продольного хода станка, а радиальные усили  вдавливани  на калиброванные ролики передаютс  через 2 пары опорных роликов, которые С1воими цапфами воспринимают усили  прокатки 1. Дл  надежного зажима заготовок пр прокатке средней части по этому способу необходимо иметь головки длиной не менее 2,5-3,0 ее диаметра. Кроме того, патрон зажимного устройства имеет большие диаметральные размеры, из-за чего длины головок имеют вполне определенные дл . раскатных станков минимальные величины, так как в противном случае патрон зажимного устройства упираетс  в опорные ролики. Поэтому минимальна  длина головок устанавливаетс , исход  из надежного закреплени  заготовок,и, чтобы патрон зажимного устройства немного не доходил до опорных роликов при прокатке. При прокатке ступенчатых деталей с короткими головками (I ,0-1,Ь d гол.) приходитс  либо создавать технологическую бобышку, либо начинатьпрокатку средней части, отступа  от торца на соответствующее рассто ние. В св зи с этим после прокатки приходитс  либо обрезать технологическую бобышку, либо производить обточку стержн  и галтелей до требуемого размера головок, а это повышает расход металла и трудоемкость обработки, а также приводит к неравномерности исходных свойств по длине вала, так как проточенна  часть стержн  и галтели не деформировались .ролика.ми. Целью изобретени   вл етс  экономи  материала и повышение качества изделий. Эта цель достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  изделий переменного по их длине сечени  при холодной прокатке участков заготовки парой неприводных калиброванных роликов при обжатии ими неприводной заготовки на величину подачи с поворотом заготовки по определенной программе , в начале каждого хода прокатки к заготовке прикладывают одновременно усилие подпора и радиальное усилие, увеличива  его плавно со скоростью 30-50 т/с, а при достижении радиальным усилием величины, определ  емой из соотношени  Р, .,555(-|±) - радиальное усилие; d диаметр заготовки после хо , Д прокатки, мм, )pclp-si i x - горизонтальна  проекци  Icxss it дуги контакта, мм , о .,- диаметр ручь  рабочих роi; ЛИКОВ, мм. Л- 1аУХ 51™-|д--угол контакта заготовки с . ; Р роликами, град, AdL(S 5-cli - абсолютное обжатие, мм, d:j - диаметр исходной заготовки , мм, 6 - интенсивность напр женног состо ни  в центре сечени заготовки, определ ема  п кривой деформационного уп п J рочнени б{-Ф(е) , кг./мм2, интенсивность деформирова ного состо ни  в центре с чени ; а dp - Ad cos Ч/а мм; 1/ - угол охвата заготовки рол ками, град; к другому концу заготовки прикладывают осевое раст гивающее усилие и прокатку продолжают под воздействием одновременно действующих раст ги вающего усили  и усили  подпора, пр чем величину подпора ус±анавливают на 10-15% меньше раст гивающего уси ли , которое определ ют из соотноше ни : ,{t(7a- y Sinel.) где Ру- усилие подпора, fjL - коэффициент трени  скольжени в расчетах принимают 0,1. радиальное усилие, кгс; ci, - угол контакта заготовки с ро ликами, град, На фиг. 1 изображена схема прокат ки заготовки в момент начала вдавливани  роликов и начала заготовки; на фиг. 2 - схема прокатки под воздейст вием усили  подпора Px в момент дос тижени  радиальным усилием Р заданной величины; на Фиг. 3 - схема прокатки под воздействием усили  подпор Р и раст гивающего PXIJ усилий до момента минимально-возмо  :ного подхоа зажимного устройства к опорным роикам; на фиг. 4 - схема прокатки в омент формообразовани  задней голови прокатываемого издели  до требуеых размеров. Пример. Производ т прокатку диаметра 66 мм на диаметр 49 мм с олучением головок 66 мм и 73 мм. Из вышеприведенных соотношений ычисл ем усили  прокатки Б ; Р и )(,j дл  первого наиболее нагруженноо хода прокатки. Исходные данные дл  асчета; диаметр исходное заготовки do 66 мм, диаметр заготовки после хода прокатки d 61,0 мм, угол контакта заготовки с роликами cL 1420; диаметр ручь  рабочих роликов dp 160 мм, абсолютное обжатие ad do - d 5,0 мм, горизонтальна  проекци  дуги контакта BX 19,8 мм, интенсивность напр женного состо ни  в центре сечени  заготовки 6; 82-, О кг/мм, коэффициент трени  скольжени  А 0,1; угол охвата заготовки роликами (/ 80, а do -Л d cos - 62,17 мм. () ffJ-ffl,8.bu.-f7(3inW°+COS40f- L)2 ( &amp;2i I 148460 кгс или 148,5 тс. Pxi 2-l48,5(i(,isi.)44,4T.c :Px 44,4-0,f2-44,.C Заготовку 1 закрепл ют за один конец в задней бабке продольного хода при помощи цанги зажимного устройства 2 (см. фиг. 1). Далее ролики 3 вдавливают в заготовку со скоростью нарастани  усили  Р 45 т/сек и проталкивают ее до входа в цангу зажимного устройства 4 (фиг. 2). После достижени  усилием величины Р 148,5 тс, определ емой из соотношени , цангу 4 зажимают и заготовку прокатывают под воздействием усили  подпора (РХ ) и раст гивающего ( ) усилий (фиг. 3) до момента приближени  цанги зажимного устройства 2 к опорным роликам 5. Не доход  до опорных роликов - 10 мм, цангу 2 разжимают и изделие докатывают до величины задней головки, равной 73 мм (фиг.4). Затем производ т остановку и производ т обработку заготовки в обратном направлении. За 12 двойных ходов получают торсионный вал с головхами 66 мм и 73 мм. Прокатку торсионного вала производ т при следующих режимах: радиальные усили , тс 148,5 скорость нарастани  радиального усили  тс/сек 45 осевые усили  подпора,тс 39,1 осевые раст гивающие усили , тс44,4 скорость подпора заготовки в момент нарастани  радиальных усилий, м/мин3,0 скорость прокатки под воздействием усили  подпора и раст гивающего усилий, м/мин8,0 число двойных проходов прокатки12 врем  прокатки, мин 8 Использование способа изготовлени  изделий переменного по их длине сечени  позвол ет экономить 26 тонн стали 45ХН2МФА-Ш, так как после про катки получаютс  головки требуекюй величины. Кроме того, после прокатки получаютс  детали с равномерными свойствами по длине, результаты испытаний которых показгши, что они имеют долговечность до 10% вьа е, че детали с неравномерными по длине св ствами. Это позвол ет сократить количество изготавливаемых запасных частей в народном хоз йстве. Годово экономический эффект от использовани  предлагаемого способа изготовле ни  изделий на предпри ти  п. . сос тавл ет 41 тыс. р. Годовой экономический эффект от экономии материала Эр тыс.р Суммарный годовой экономический эффект составл ет Э 41-23 тыс. р. Формула изобретени  Способ изготовлени  изделий пере менного по их дличе сечени  по авт. св. 188454, отличающийс   тем, что, с целью экономии материала и повышени  качества издели в начале каждого хода прокатки к за готовке прикладывают одновременно усилие подпора и радиальное усилие, увеличива  его плавно со скоростью. 30-50 т/сек, а при достижении рашиальным усилием величины, определ еой из соотношени  (|f-),e,i(.cosiy(); где PJ - радиальное усилие, d - диаметр заготовки после хода прокатки, мм, jpfSpSir TJ-к - горизонтгшьна  проекци  ду co$i- ги контакта мм, df - диаметр ручь  рабочих ликов, мм, 2aro«iny j- угол контакта заготовки с роликами, град, (j-ei - абсолютное обжатие, мм, dg - диаметр исходной заготов-ки , мм, -интенсивность напр женного состо ни  в центре сечени  заготовки, определ ема  по кривой деформационного упрочнени  ) кг/мм : 5 - интенсивность деформирован ci , ного состо ни  в центре сечени  ; оссЭо-да 603 tf/2 -угол охвата заготовки ролиКс1ми , град, к другому концу заготовки прикладывают осевое раст гивающее усилие и -прокатку продолжают под воздействием одновременно действувощих раст гивающего усили  и усили  подпора, причем величину подпора устанавливают на 10-15% меньше раст гивающего усили , которое определ ют из соотношени  (4 /as4nd,) где Р - усилие подпора, /и. - коэффициент трени  скольжени , равный 0,1, Ру - радиальное усилие, кгс. oL - угол контакта заготовки с роликами, Источники информсщии, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 188454, кл. В 21 Н 8/00, 05.07.61.