Способ изготовления кольцевых изделий

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству кольцевых изделий . Цель - повышение качества кольцевых изделий за счет уменьшения брака по закатам, пленам и складкам. Исходную заготовку осаживают в кольце движением верхней траверсы прес1 Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых изделий и может быть использовано при производстве бандажей фланцев, венцов и других тел вращения. Цель изобретения - повышение качества кольцевых изделий за счет уменьшения брака по закатам, пленам и складкам. са вниз. Затем производят разгонку заготовки пуансонами 5 и 6 путем перемещения их навстречу один другому. В результате этого получают промежуточную заготовку 8. Разгонку заготовки двумя пуансонами с противоположных сторон ведут на различную глубину их внедрения. Глубину внедрения пуансона со стороны меньшего диаметра торца осаженной заготовки устанавливают исходя 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 отверстия осуществляют противодавлением с зафиксированным положением образовавшейся перемычки 10 между пуансонами. При этом перемычка 10 перемещается 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 позтапная схема осуществления способа.изготовления 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 двумя пуансонами с образованием перемычки; на фиг.4 - прошивка отверс

союз советсних социмистичесних

РЕСПУБЛИН цр4 В 21 Н 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДД П!ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4016860/23-27 (22) 05.02.86 (46) 30.01.89. Бюл. В 4 (71) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. Карла Либкнехта и Ииститут черной металлургии (72) В.И.Хейфец, И.С.Валетов, А.Т.Есаулов, А.И.Козловский, В.П.Васильковский, Ф.С.Блик, P.ß.Êà8åâñêèé и В.Х.Касьян (53) 621.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1077690, кл. В 21 J 5/00, В 21 Н 1/06, 1987. (54) caocos изГ0 0Влени Koabuzssz изделий (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству кольцевых изделий. Цель - повышение качества кольцевых изделий за счет уменьшения брака по закатам, пленам и складкам.

Исходную заготовку осаживают в кольце движением верхней траверсы пресИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых изделий и может быть использовано при производстве бандажей фланцев, венцов и других тел вращения.

Цель изобретения - повышение качества кольцевых изделий за счет уменьшения брака по закатам, пленам и складкам. са вниз. Затем производят разгонку заготовки пуансонами 5 и 6 путем перемещения их навстречу один другому.

В результате этого получают промежуточную заготовку 8. Разгонку заготовки двумя пуансонами с противоположных сторон ведут на различную глубину их внедрения. Глубину внедрения пуансона со стороны меньшего диаметра торца осаженной заготовки устанавливают исходя из зависимости

h = (Н„-hz): (D„-D +1), где Н вЂ” высота осаженной заготовки, мм; h„ — высота перемычки, мм; Р - диаметр большего торца осаженной заготовки, мм; D ц — диаметр меньшего торца осаженной заготовки, мм. Прошивку отверстия осуществляют противодавлением с зафиксированным положением образовавшейся перемычки 10 между пуансонами. При этом перемычка 10 перемещается в полость одного из пуансонов. Затем кольцевую заготовку раскатывают на кольцепрокатном стане. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

На чертеже представлена поэтапная схема осуществления способа.изготовления кольцевых изделий.

На фиг.1 показана укладка заго5 тонки на нижний стол пресса; на, фнг.2 — осадка заготовки в кольцевом штампе; на фиг.3 — разгонка за. готовки с противоположных сторон двумя пуансонами с образованием пе10 ремычки; на фиг.4 — прошивка отверсз

145 тия с зафиксированным положением образовавшейся перемычки между пуансонами на фиг.5 — подъем верхней траверзы, освобождение заготовки, удаление перемычки на фиг.б — прокатка до готовых размеров изделия на кольцепрокатном стане; на фиг.7— калибровка готового изделия по внутреннему диаметру на растяжном прессе.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную заготовку 1 размерами

D,х Н, (фиг. 1), нагретую до температуры деформации, взвешивают на ав1 томатических весах (не показаны) и подают на нижний стол 2 пресса.

Движением верхней траверсы 3 пресса вниз заготовку 1 осаживают в кольце 4 размерами D " Do до заданной высоты Н .,(фиг.2). В момент завершения операции осадки путем перемещения пуансонов 5 и 6 диаметрами d„ навстречу друг другу (фиг. 3) осуществляют раэгонку заготовки 7.

В результате этого получают промежуточную заготовку 8. Толщину перемычки h при этом опредепяют на основаи нии разницы между фактической массой заготовки С » определяемой по показаниям автоматических весов и теоретической массой готового изделия С„, определяемой по номинальным его размерам, а также на основании выбранных диаметров пуансо- .

HoB dna

Глубина внедрения h пуансона 5 со стороны меньшего диаметра торца ссаженной заготовки 0». устанавливают исходя из зависимости размерами.

В практике кольцепрокатного производства конечную высоту осаженной

gp заготовки Н, принято принимать на

20-45 MM больше по сравнению с высотой готового кольца Н „. Причем меньшее значение высоты (Н =2025 мм) соответственно назначают для колец диаметром 500-1000 MM„

35 средние значения 26-35 мм для колец диаметром 1001-2000 мм и максимальные 36-45 мм для колец диаметром

2001-3000 мм и выше.

Высота оставляемой под прошивку перемычки h величина технологичесп кая и определяется на основании разницы между массой исходной заготов-. ки и массой готового кольца. В выпускаемой партии колец высота пере45 мычки h при постоянных диаметрах и пуансонов d „может колебаться в широких пределах. В производственных условиях высоту перемычки h„ под прошивку рекомендуют назначать от

15 до 80 мм, т ° e, этим диапазоном регламентируется в определенных пределах колебание массы исходной заготовки в выпускаемой партии изделий.

Таким образом, для каждого кольца

55 в одной партии при неизменяющихся диаметрах пуансонов (d„) высота перемычки Ь величина вполне опредеи ленная и определяется из выражения

Hp hn

D gD +1 где Н вЂ” высота осаженной заготовD ки» мм»

h — высота перемычки, мм; и

D — диаметр большего торца оса6 женной заготовки, мм;

D - диаметр меньшего торца осам женной заготовки, мм.

После получения промежуточной заготовки 8 с соответствующими геометP ическими параметрами ее прошивают путем перемещения верхнего пуансона

5 вниз с противодавлением со сторо ны нижнего пуансона 6, т.е. с зафиксированным положением перемычки между ними. При этом перемычки 10

4558 перемещаются в полость одного из пуансонов, на примере — нижнего нуансона (фиг.4). В результате этой операции получают кольцевую заготов5 ку 9.

В дальнейшем пуансон 5 с верхней траверсой 3 и кольцом 4 подается в верхнее положение, кольцевая заготовка 9 удаляется с нижнего стола

2 пресса (фиг.5). Кольцевую заготовку 9 затем подают на кольцепрокатный стан (фиг.б), где прокатывают путем одновременного обжатия в радиальном направлении между внутренним нажимным валком 11 и наружным коренным валком 12 и в осевом направлении между торцовыми валками 13. В результате прокатки получают изделие 14, которое в дальнейшем калибруют по внутреннему диаметру íà растяжном прессе (фиг.7) путем перемещения сегментов 15 в радиальном направлении под действием штока 16

25 вниз. В результате калибровки получают готовое изделие с заданными

1454558

Сз- С

0,785 ° dР р где h„ — высота перемычки, мм;

Сз — масса исходной заготовки, кг;

С„ — масса готового кольца, кг;

dn — диаметр рабочего торца пуансонов, мм, 9 — плотность материала, г/мм .

Масса исходной заготовки (С )

3 величина переменная и определяется прямым ее взвешиванием перед осадкой.

Масса готового кольца С„ определяется теоретически на основании номинальных размеров готового изделия после прокатки и для данного типоразмера величина постоянная. Диаметр рабочего торца пуансонов d „ определяется из технологических соображений условием свободного размещения 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 D < и диаметр меньшего ее торца D определяется инструментом деформации (штампом, кольцом), конструктивные размеры которого выбираются из технологических особенностей изготовления того или иного профиля готового изделия.

Оптимальная разница диаметров торцов осаженной заготовки определения на основании экспериментальных данных в зависимости от величины диаметра прокатываемого изделия D< и формы его поперечного сечения.

Рекомендуемые значения разницы между диаметрами осаженной заготовки представлены в таблице.

При разнице диаметров менее 20 мм заготовка запрессовывается в штампе, кольце, а при разнице более

110 мм в дальнейшем при прокатке образуются закаты и заусеницы на наружной поверхности готового изделия, что приводит к повышенному браку.

Пример. Требуется изготовить партию железнодорожных бандажей в объеме 250 шт. размерами D x d„ x х Н „= 1056 х 890 х 143 мм, теоретической массой 317 кг. Расчетная масса исходной заготовки для изготовления данных бандажей с учетом потерь на угар при нагреве (27) и номннальной массы, удаляемой .при прошивке перемычки (12 кг), составляет

317+12+(317+12) х 0,02 ** 335 кг.

Для изготовления бандажей использовали комплексные слитки средним диаметром D,, равным 345+5 мм, длиной 2000 мм, каждый из которых раскраивали на 7 заготовок высотой Н,, равной 220 мм. В результате порезки слитков получили исходные заготовки

1 с условными размерами D,х Н, = 345 х 220 мм (фиг. 1) . Полученные исходные заготовки 1 подвергали по15 штучному взвешиванию в холодном состоянии. Фактические массы исходных заготовок 1 из-за отклонений наружного диаметра слитков от номинального — 345 мм (новая или изношенная

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 до температуры 1240 С, взвешивали на автоматических васах и поштучно подавали на нижний стол 2 пресса (фиг.1). Движением верхней траверзы

3 вниз заготовку 1 осаживали до вы,30 соты Н =Н„+27 мм = 143 + 27 мм = — 170 мм в кольце с размерами D = — 533 мм и D = 598 мм (фиг.2). Конечную высоту осаженной заготовки определяли исходя из величин раската 0 „ = 1056 мм в соответствии с технологическими рекомендациями, т.е. на 26-35 мм больше конечной высоты готового бандажа Н „ = 143 мм, в данном случае приняли 27 мм. On40 тимальную разницу диаметров осаженной заготовки для этого случая определяли из условия величины прокатываемого изделия и конечного его профиля по таблице, т.е. бандажа, 4r характеризующегося незначительной полкой (гребнем) 30 мм, которая при» нята равной 65 мм (598-533,= 65).

В момент завершения осадки осуществляли разгонку заготовки пуансонами 5 и 6 путем перемещения их навстречу друг другу (фиг.3), Диаметр рабочего торца пуансонов d > для данного случая выбирался на основании диаметра внутреннего валка

11 кольцепрокатного стана, принятого равным 200 мм. Исходя из этого, диаметр пуансонов 5 и 6 назначался

220 мм, т.е. на 20 мм больше диаметра внутреннего валка 11.

Сз — С

0,785 2,2 7,85

321,5 — 317

0,785 2,2 7,85

328 — 317

0,785 2,2 7,85

335 — 317 пз О,?85.2,2 7,85

30

= 82.

5337598+!

170-37

53353598+1

170-60

533/598 «1

45 — = 53

4 5337598 7

55 ь

hl з

170«37-70=63 мм;

170-6О-58 52 мм;

170-70-53=47 мм.

7 14545

Толщину перемычки Ь„для каждой конкретной заготовки определяли на основании разницы между фактической массой исходной заготовки 1 (Сэ

328-345 кг и учетом угара 2%321, 5 - 338 кг), определяемой по показаниям автоматических весов и теоретической массой готового банажа 17 (С„317 кг).

Так, например, для заготовок массой 321,5 кг, 328, 335 и 338 кг высота перемычки составляла

338 — 317

О, 781 ° 2, 2 7,85

Глубину внедрения h пуансона 5

leo сторонами меньшего диаметра тор.ца осаженной заготовки (D ) устам навливали исходя из зависимости

Ho-h n

П /П. 1

Так, для принятых примеров глу бина внедрения h пуансона 5 в заготовку составила а глубина внедрения h пуансона 6 с противоположной стороны соответственно составляла (h =Í -Ь „-h) h, * 170" 15-82**73 мм

В результате разгонки заготовки пуансонами получили промежуточные заготовки 8 (фиг. 3) с соответствующими геометрическими парметрами.

Истечение металла при разгонке осуществлялось только в радиальном направлении. В момент завершения операции разгонки пуансонами на различную глубину с образованием соответствующей перемычки последнюю прошивали перемещением верхнего пуансона 5 вниз с противодавлением со стороны нижнего пуансона 6, т.е. в зафиксированном положении перемычки

10 между ними. Перемычка 10 в зафиксированном положении перемещается в полость одного иэ пуансонов (на примере нижнего), т.е. прошивку вели в направлении меньшего расстояния положения перемычки относительно торторцов прошиваемой заготовки. В результате этого получали кольцевую заготовку 9 (поз.2) одинаковой массой в выпускаемой партии. В дальнейшем пуансон 5 с верхней траверсой

3 и кольцом 4 подавали в верхнее положение, кольцевую заготовку 9 удаляли с нижнего .стола пресса (фиг.5) и передавали ее на прокатку в кольцепрокатный стан (фиг.6).

На кольцепрокатном стане кольцевую заготовку прокатывали путем одновременного обжатия 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, которые калибровали по внутреннему диаметру на калибровочном прессе (фиг.7) путем перемещения сегментов 15 в радиальном направлении под действием штока 16. После калибровки получали готовые изделия 17 с размерами в горячем состоянии: D„х d „х H = 1071х х 903 х 147 мм, соответствующими параметрами бандажей в холодном состоянии, т.е. 1056 х 890 х 143 мм.

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

Предлагаемый способ улучшает качество изделий эа счет отсутствия плен и захватов на внутренней и

1454558

10 наружной поверхности, уменьшает расход металла за счет ликвидации брака по укаэанным дефектам. ной заготовки определяют йз соотношения

4 =- H4 э„7Dg Г формула изобретения где Н вЂ” высота осаженной заготовки, мм;

h „ - высота перемычки, мм1

D — диаметр большого торца осаженной заготовки, мм;

D — диаметр меньшего торца осаженной заготовки, мм.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что разгонку пу— ансонами осуществляют с истечением металла только в радиальном направлении, а прошивку осуществляют в направлении торца заготовки, отстоящем от торца пуансона на меньшее расстояние.

1. Способ изготовления кольцевых изделий, включающий нагрев заготовки, ее осадку с принудительным ограничением течения металла на одном из ее торцов, разгонку и прошивку отверстия с последующей прокаткой и калибровкой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества кольцевых иэделий, разгонку заготовки осуществляют двумя пуансонами с противоположных сторон на различную глубину внедрения, при этом глубину внедрения пуансона со стороны меньшего диаметра торца осаженl ! Конечный раз мер наружнoro ! диаметра D (I

1 Оптимальная, разница между диаметрами, осаженной заготовки

1 б 0 м

Вид изделий

500-1000.1001-2000

2001-3000

500-1000

1001-2000

2001-3000

500-1000

1001-2000

2001-3000

20-25

26-35

36-45

Кольцевые изделия квадратного и прямоугольного сечения

Кольцевые изделия с незначительной полкой (до 30 мм), железнодорожные бандажи

Кольцевые изделия со значительной полкой (до 80 мм) изделия типа фланцев, венцов и т.д, 75-66

65-56

55-45

110-100

99-80

79-65

1454558

1454558

Корректор М,Демчик

Тираж 573

Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор M.Íåäoëóæåíêî

Заказ 7384/15

Составитель M A ««>

Техред A.Êðàâ÷óê