Способ изготовления кольцевых поковок
Изобретение относится к обработке металлов давлением путем ковки полых заготовок раскаткой и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных предприятий. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение экономии металла за счет уменьшения припусков при изготовлении поковок с наружной поверхностью в виде концентричных последовательно уменьшающихся в диаметре от одного торца к другому цилиндрических уступов. Способ изготовления кольцевых поковок включает предварительное формообразование полой заготовки и ее окончательную ковку раскаткой на оправке. В процессе предварительного формообразования заготовке придают форму усеченного конуса. Образующие наружной и внутренней боковой поверхности конуса наклонены к его оси под одинаковым углом, определяемым из соотношения Α = ARCSIN [(D+S<SB POS="POST">2</SB>)S<SB POS="POST">2</SB> - (D+S<SB POS="POST">1</SB>)S<SB POS="POST">1</SB>] : 2H<SP POS="POST">.</SP>*98M<SP POS="POST">.</SP>S<SB POS="POST">2</SB>, где D - внутренний диаметр поковки @ S<SB POS="POST">1</SB>, S<SB POS="POST">2</SB> - меньшая и большая толщина стенки уступов поковки μ - величина вытяжки заготовки по торцу большего диаметра H - высота поковки. Раскатку начинают с формирования цилиндрического уступа меньшего диаметра. Соблюдение регламентированной величины угла наклона образующей конических поверхностей заготовки обеспечивает повышенную точность геометрических размеров ступеней паковки. 5 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)5 В 21 J 5/00, )/04, В 21 К 1/38
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (2)) 4393064/25-27 (22) 27.01.88 (46) 07.02.90. Бюл. № 5 (72) В.Д, Арефьев, А.В. Пакало, Е.Д, Горохов и Н.-В. Тараканова (53) 62).73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 889250, кл. В 21 J 5/00, В 21 К 1/38, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ
ПОКОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением путем ковки полых заготовок раскаткой и м.б, использовано в кузнечно-прессовых цехах-машиностроительных предприятий.
Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повьппение экономии металла за счет уменьшения припусков при изготовлении поковок с наружной поверхностью в виде концентричных, последовательно уменьшающихся в диаметре от одного торца к
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных предприятий.
Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повьппение экономии металла за счет уменьшения припусков при изготовлении поковок с наружной поверхностью в виде концентричным последовательно уменьшающихся в диаметре от одного
2 другому цилиндрических уступов, Способ изготовления Жльцевых поковок включает предварительное формообразо ванне полой заготовки и ее окончательную ковку раскаткой на оправке, В процессе предварительного формообразования заготовке придают форму усеченного конуса. Образующие наружной и внутренней боковой поверхности конуса наклонены к его оси под одинаковым углом, определяемым из соотноше я Ы -агсздп (()+Ба)82-(1+81)м
"S,):2Н И ег, где d — внутренний диаметр поковки; S(, S — меньшая и большая толщины стенки уступов поковки; 1п — величина вытяжки заготовки по торцу большего диаметра; Н высота поковки. Раскатку начинают с формирования цилиндрического уступа меньшего диаметра. Соблюдение регла.ментированной величины угла наклона образующей конических поверхностей заготовки обеспечивает повышенную точность геометрических размеров ступеней поковки. 5 ил., 1 табл, торца к другому цилиндрических уступов.
На фиг. 1 и 2 показано взаимное положение конического пуансона и полой заготовки соответственно до и после предварительного деформирования (раздачи); на фиг. 3 и 4 — исходное и конечное положения заготовки и ко-. вочного инструмента до и после окончательной ковки раскаткой; на фиг.5— поковка после раскатки, 1540917
Способ осуществляют следующим образом.
Исходную полую заготовку 1, получаемую известными способами, устанав- 5 ливают на пресс и коническим пуансоном 2 производят ее раздачу до получения конической заготовки 3 (фиг. 1 и 2). В этом случае целесообразно для стабилизации размеров заготовки осуществлять незначительную осадку заготовки в торец (5-20 ) во время или после раздачи. После этого коническую заготовку помещают на оправку
4 и, осуществляя кантовку заготовки вращением оправки, выполняют обжатия бойком 5 части конической заготовки
3 со стороны меньшего диаметра, формируя ступень меньшего диаметра поковки 6, получаемой окончательно рас- 20 каткой. В процессе раздачи исходной цилиндрической заготовки формируют коническую заготовку с постоянной толщиной стенки. В процессе раскатки осуществляют неравномерную вытяжку 25 по длине заготовки, в результате чего имеет место увеличение наружного и внутреннего диаметров раскатываемой части поковки. При этом раскатку ведут до формирования наружной и 30 внутренней поверхностей поковки в виде цилиндров. Так как образующая оп- равка расположена параллельно рабочей плоскости бойка, то формируемая при раскатке часть стенки поковки так же имеет постоянную толщину. В процессе раскатки целесообразно проI изводить правку. заготовки в торец и шихтовочные обжатия образующейся ступени большего диаметра заготовки. 40
При отработке технологии в лабораторных условиях установлено, что для получения поковки с наружным меньшим диаметром D большим диаметром Р, внутренним диаметром d и соответственно толщинами стенок S1 и $ и высотой Н с учетом вытяжки при раскатке и необходимо изготовить предварительно коническую заготовку
50 с углом конусности Ы, определяемым по формуле, выведенной по экспериментальным данным.
<= arcs in (1)
2Н- Б
-Проверка завис мости (1) в промышленных условиях показала ее приемлемость для практики, При этом погрешность геометрических размеров получаемых поковок лежит в пределах технологических припусков, Пример, Необходимо изготовить поковку со следующими размерами, мм:
Р,=1500; Рг=16001 d=1200; H=800þ;
S =150, $ =200. Длина ступени меньшего диаметра 510 мм.
Рассчитывают размеры конической заготовки. Задаются минимальной величиной вытяжки при раскатке (У =1,1.
Данная величина вытяжки обеспечивает необходимую проработку металла и получение требуемых механических характеристик металла готового изделия.
При расчете принимают, что уширение при раскатке составляет около 2%.
В этом случае длина образующей конической заготовки Hyar =H/1, 02=785 мм.
Толщина стенки конйческой. заготовки составит S» = Q S<=1,1 200=220 мм.
По формуле (1) рассчитывают угол конусности конической заготовки, который необходимо получить при раздаче коническим пуансоном: в =0,22017, <4-=12,7
С учетом вытяжки по средним диаметрам стенки и уширения наружные диаметры конической заготовки составляют: больший диаметр Р =1470 мм, меньший диаметр Р =1140 мм, Ковку раскаткой на оправке описанной конической заготовки проводят в лабораторных условиях на свинце в масштабе 1:10 и в промышленных условиях в масштабе 1:1 из стали
08Х18Н10Т Масса промышленной поковки 4,6 т.
Коническую заготовку получают раздачей цилиндрической заготовки кольца без бурта коническим пуансоном, наружные размеры которого соответствуют внутренней поверхности конической заготовки. Коническую равностенную заготовку можно также получить известными способами раскаткой.
Для обоснования выбора угла конусности пуансона проводят дополнительные эксперименты в лабораторных условиях на свинцовь;х образцах (свинец марки 01) . Изготавливают конические полые заготовки с толщиной стенки
22 мм с различными углами конусности д = (О, 8-1, 2) о риси, где о(рд ц — угол конусности, рассчитанный по форму ле (1).
Размеры исходных заготовок приведены в таблице (условные обозначения.
Расчетный угол пп и . Н г
Ра г 1а Рхг
Dc 2 о град
4 р сч град ос асч
12,7 1,0
12,7 1,1
12,7 1,2
12,7 0,9
12,7 0,8
70,0
67,0
64,0
74,0
76,0
75,0 12,7
75,0 14,0
75,0 15,1
75,0 11,4
75,0 10,1
147,0
147,0
147,0
147,0
147,0
103, 0
103, 0
103,0
103, 0
103, 0
114,0
111,0
108,0
118,0
120, 0
2
4
5 15409
D — диаметр меньшего основания
Ф Р Г конической заготовки; Р— диаметр большего основания конической заго,— ,аг товки; d; — меньший диаметр отверс= иГ 5 тия заготовки; d — больший диаметр отверстия заготовки; Н длина образующей заготовки; угол наклона образующей к оси заготовки; D) — диаметр по кромке меньшего уступа поковки; Р— диаметр по наружной кромке большего ус- тупа поковки; D> — диаметр меньшего уступа у основания; D — диаметр большего уступа по внутренней кромке; 15
d — диаметр отверстия поковки у торца меньшего уступа d диаметр отверстия поковки у торца большего уступа).
Заготовку подвергают раскатке, начиная с формирования ступени меньшего диаметра ° Полученные поковки замеряют и данные заносят в таблицу.
Из данных таблицы следует, что, только при a1= „ можно получить полые поковки с наружной поверхностью в виде цилиндрических уступов.
Во всех остальных случаях имеют мес-. то отклонения от цилиндрической поверхности, достигающие по внутренней 30 поверхности й,-й ;=4,0 мм. Все это приводит к увеличению припусков при изготовлении полых ступенчатых цилиндрических поковок. Для случая, когда К= „ „(таблица, п.1), получают 35 цилиндрические наружные и внутренние поверхности. При Ы оС ч. (таблица, пп. 4 и 5) получают конические поверхности с увеличением диаметров в направлении к торцу поковки с меньшей 40 толщиной стенки, при .>cd eч (таблица, пп. 2 и 3) получают конические поверхности с увеличением диаметров в направлении к торцу поковки с большей толщиной стенки. Таким образом, толь- 45
911 - Размеры заготовки, мм
17 6 ко для случая, когда Ы = И- с,«, дости гается цель изобретения — экономия металла за счет уменьшения припусков и расширение технологических возможностей путем получения поковок с наружной поверхностью в виде концентрических последовательно уменьшающихся в диаметре от одного торца к другому цилиндрических уступов.
Формула изобретения
Способ изготовления кольцевых поковок, включающий предварительное формообразование полой заготовки и ее ок ончател ьную ковку раскаткой на оправке, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения экономии металла за счет уменьшения припусков при изготовлении, поковок с наружной поверхностью в виде концентричных последовательно уменьшающихся в диаметре от одного торца к другому цилиндрических уступов, в процессе предварительного формообразования заготовке придают форму усеченного конуса, образующие наружной и внутренней боковой поверхнос-. тей которого наклонены к оси конуса под одинаковыми по величине углами, определяемыми из соотношения (d+St ) Зг 1+8 () 8 о =агсв 1.п
2Ь ° 1ц 82 где d — внутренний диаметр поковки;
S u S — меньшая и большая толщины стенки уступов поковки; — величина вытяжки заготовки по торцу большого диаметра, Н вЂ” высота поковки, а формирование уступов на поверхности заготовки начинают со стороны ее торца меньшего диаметра.
1540917
Пропол;кение таблицы и 4
D -D
3 о 0
Размеры поковки, мм
1 150,0 160 0 150 0 160 0
2 148,0 1 60, 0 149,0 159,5
3 147 0 160 0 149 0 159 0
4 152,0 160, 0 150,0 160,0
5 1540 1600 151,5 161,5
120,0
118,0
117,0
122,0
124,0
120 0 77,0
120,0 77,0
120,0 77,0
120,0 77,0
120,0. 77,0
51,0 0
51,0 2,0
51,0 3,0
51,0 2,0
51,0 4,0
0 0
l 5 0,5
2,0 1,0
1,5 05
2,5 1,5
1540917
Составитель В. Аристов редактор И. Горная Техред M.Xîäàíè÷ Корректор О. Кравцова
Заказ 247
Тираж 504
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, л. Гагарина, 101
