Способ изготовления профильных кольцевых изделий

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Цель изобретения - повышение качества профильных кольцевых изделий за счет уменьшения дефектов типа утяжки по торцу. Заготовку, нагретую до температуры деформации, предварительно формуют, получая полуфабрикат высотой, превышающей в 1,05-1,5 раза высоту готового кольцевого изделия. Затем полую кольцевую заготовку прокатывают на радиально-осевом кольцепрокатном стане. Деформацию в радиальном направлении в процессе прокатки осуществляют с перемещением одного из радиальных валков вдоль оси прокатываемой заготовки. Величину перемещения поддерживают равной половине величины обжатий по высоте за один оборот заготовки. Способ позволяет получить изделия сложного профиля без утяжин по торцовым граням с отклонениями по высоте готового изделия в пределах +2 ... -1 мм. 5 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (192 <112

А1

Ъ

ù)5 в 21 í 1/06

ГОСУ АРСТВЕНН1,1й HOWTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4371249/27-27 (22) 28. 01.88 (46) 15. 11.90. Б ол. В 42 (71) Институт черной металлургии (72) Л.А. Левицкий, В. И. Хейфец, Б.А, Чернышев, Б. Г. Овчар ов, С,В. Калибатовский, А.Ф. Шулежко, Е.Ф„Амнлаев и В.К, Лященко (53) 621.771 29 (088.8) (56) Фригге Г. Планировка кузнечных цехов с учетом производства заготовок для раскатки колец. — Черные металлы, 1971, 21 - 16, с. 27-36. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ

КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением,. Цель изобретения — повышение качества профильных кольцевых изделий за счет уменьшения

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть uci:;ользовано при изготовлении горячекатаных кольцевых изделий типа венцов, об ой1 r-..ðóïíîãàáàðë Tíûê подшипнико=- и т,.i„, Цел;= изобретения — повышение качества профильных кольцевых изделий за счет устранения утяжки по торцов>.. граням.

На фиг. t представлена исходная заготовка; на фиг.2 — полая заготовка после формовки; на Фиг.3 — схема процесса прокатки в начальной стадии; на фиг,4 — то же. в конечной стадии; на фиг..: — гc"..евое кольцевое изделие.

2 дефектов типа утяжки по торцу. Заготовку, нагретую до температуры деформации, предварительно формуют, получая полуфабрикат высотой, превышающей в 1,05-1,5 раза высоту готового кольцевого изделия, Затем полую кольцевую заготовку прокатывают на радиально-осевом кольцепрокатном стане.

Деформацию в радиальном направлении в процессе прокатки осуществляют с перемещением одного из радиальных валков вдоль оси прокатываемой заготовки. Величину перемещения поддерживают равной половине величины обжатий по высоте за один оборот заготовки. Способ позволяет получить изделия сложного профиля беэ утяжки по торцовым граням с отклонениями по высоте готового изделия в преде— лах от +2 до -1 мм. 5 ил., 2 табл, с

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную заготовку (фиг.1) с размерами В„, Н„ нагревают до температуры деформации и подают на прессовьпл участок, где на кузнечно-пр есс овом оборудовании формуют по диаметру и высоте полую кольцевую заготовку с размерами D, d, Н, причем высота полой кольцевой заготовки больше ai

1,05-1,5 раза высоты готового профильного кольцевого изделия Н<. Затем полую кольцевую заготовку 1 (фиг,3) подают на радиально-осевой кольцепрокатный стан с наружным радиальным валком 2 и надевают на профильный внут-

1606245 ренний радиальный валок 3 (фиг.3 и 4).

Посредством силового гидроцилиндра (не указан) профильный внутренний радиальный валок перемещается к на5 ружному радиальному валку 2. Полая кольцевая заготовка таже ложится торцовой грань1о на нижний осевой валок

4. Верхний осевой валок 5 посредст-. вом силового цилиндра (не указан) пе- 1g ремещается к полой кольцевой заготовке до соприкосновения с ней. После этого начинают обжимать полую кольцевую заготовку между радиальными и осевыми валками. Полая кольцевая заготовка в процессе прокатки вращается за счет вращения наружного радиального валка и одного или двух осевых валков, вращение передается от электродвигателей через редукторы (не ука- 20 заны) . Процесс,цеформации полой кольцевой заготовки по толщине стенки пр оиз водят за сч ет пер емещения профильного внутреннего валка 3 к наружному радиальному валку 2 посредством гидроцилиндра (не указан) . Обжатия по высоте производят за счет перемещения верхнего осевого валка 5 к нижнему осевому валку 4, установленному неподвижно, посредством гидроцилиндра (не указан) .

Данные о величине обжатий (перемещение верхнего осевого валка 5) полой кольцевой заготовки по высоте в процессе прокатки поступают в обрабатываю1щ1й блок 6. Туда же поступают данные о перемещении внутреннего радиального валка к наружному радиальному валку в плоскости, перпеццикулярной оси 00 прокатываемого коль-

1ta, и текущем наружном диаметре прокатываемого изделия, определяемого с not tott1r to pav t1ttca 7 (фиг . 3 H 4) . В обрабатывающем блоке б HG основе полученных данных происходит расчет

45 величчны перемещения профильного внутр еннег о радиальчог о валка вдоль оси 00 прокатываемого кольца в направлении осевого обжатия и подается сигнал в исполнительный блок 8 (фиг,3; и 4), Прокатку кольцевого изделия осуществляют с перемещением профиль-ного внутреннего радиального валка до получения готового кольцевого изделия с конечными размерами и профилем

0„Р d 9 H Ð I Ó ЬК (фиго5) 5.

Перемещение профильного внутреннего радиального валка может быть . осуществлено механически поср едством

1 зубчатой передачи, а также через силовой гидроцилиндр, связанный с внутренним валком.

Измеряя перемещения верхнего осевого валка, текущее значение наружного диаметра и перемещение внутреннего радиального валка t. плоскости, перпендикулярной оси прокатываемого изделия, определяет перемещение внутреннего радиального валка вдоль оси пр окатываемог о кольце вог о изделия в направлении осевого обжатия.

При прокатке кольцевых иэделий при обжатии в радиальном направлении деформация не проникает на всю толщину сечения. Приграничные с валками зоны металла уширяются больше средних. Из-за неравномерности деформации образу1отся дефекты типа утяжки по торцовым граням. Для устранения данного вида дефектов необходимо осуществлять обжатие заготовки по высоте (устранение уширения и обжатия по основному сечению) .

Для осуществления обжатия изделий по высоте необходимо, чтобы высота исходной кольцевой заготовки была больше высоты готового, кольцевого изделия, 1(огда высота заготовки больше высоты готового изделия более чем в 1,5, вследствие постоянства объема уменьшается толщина стенки иеходной кольцевой заготовки, поэтому при прокатке изделия толщина готового изделия получается раньше высоты готового изделия, тем aMbtt1 удлиняется цикл прокатки, при этом из-за обжатия по высоте - в конце прокатки возможно образование закатов и утяжки по боковой нар ужной пов ерх ности .

1(огда высота заготовки больше высоты г отового изделия меньше чем в 1,05, конечная высота равна высоте готового кольцевого изделия и при этом заготовка обжимается только по толщине, поэтому возникают дефекты типа утяжки по торцовым граням.

Исходя из этих условий приняты границы определения высоты заготовки в пределах 1,05-1;5 в зависимости от величины высоты готовго кольцевого изделия Н „, Экспериментально ус. ановлено, что большее значение высоты заготовки иэ диапазона 1,05-1,5 следует выбирать для большего отношения высоты готово= го профильного кольцевого изделия к

30

40

50

5 160624 толщине стенки (Нк/$ „) и большей высоты готового профильного кольцевог о и зд елия .

В. табл.1 приведены рекомендуемые значения коэффициентов для определения высоты исходной заготовки в зависимости от конечной высоты профильного кольцевого изделия H и отноН„/S, При прокатке из-эа обжатия по высоте заготовки происходит "оседание" сечения прокатываемого кольцевого изделия относительно калибра валка.

Если радиальный валок не опускается на величину "оседания" сечения прокатываемorо изделия, т.е. если в процессе прокатки радиальный валок не перемещается вдоль оси заготовки на величину, равную половине величи-: ны обжатия по высоте за один оборот заготовки, происходит искривление прокатываемого изделия относительно калибра валка, что приводит к невыполнению профиля изделия и невозможности получения качественного изделия.

Пример. Исходную заготовку (фиг.1) с размерами Р„хН 365 х 286 мм, массой m = 235 кг нагревают до температуры деформации 1250 С, затем на прессе усилием Р = 40 ИН формируют по диаметру и высоте с получением полой кольцеваи загoTGBKH с размерами П йхН, равными 474х250х 216 мм.

Высоту Н исходной кольцевой заготовки выбирают нэ основании высоты готового кольцевого иэделия H=200 мм, отношения Н /$ х = 8 и данным, приведенным в табл,1, Высота исходной кольцевой заготовки равна Н = 1,08, Н < = 16 (мм), Затем полую кольцевую заготовку подают на радиально-осевой кольцепрокатный стан.. надевают на профильный внутренний радиальный валок 3 диаметром d = 240 мм. Посредством силового гидроцилиндра (не указан) профильный внутренний радиальный валок перемещают к наружному радиальному валку 2 диаметром D>

= 600 мм.

Полая кольцевая заготовка также находится на нижнем осевом валке 4.

Верхний осевой валок 5 посредством силового гидрацилиндра (не указан) ,перемещают к полой кольцевой заготовке до соприкосновения с ней. После этого начинают обжатие палой кольце5 б вой заготовки между радиальными и осевыми валками.

Полая кольцевая заготовка в процессе прокатки вращается за счет вращения наружного радиального валка и нижнего осевого валка от двигателей постоянного тока через редукТоры (не указаны) ° Деформацию полой кольцевой заготовки по толщине стенки производят за счет перемещения профильного внутреннего валка 3 к наружному радиальному валку 2 посредством гидроцилиндра с усилием Р< — 1,5 MH (не указан), Обжатие по высоте производят эа счет перемещения верхнего осевого валка 5 к нижнему осевому валку 4, установленному неподвижно, посредством. гидроцилиндра с усилием P< = 1,25 МН (не указан) .

Величину обжатий прокатываемой заготовки по высоте определяют по перемещению верхнего осевого валка, данные о росте диаметра регистрируют специальным измерителем текущего наружного диаметра прокатываемой заготовки 7, установленными между осевыми валками, обжатия по толщине стенки прокатываемой заготовки определяют по перемещению внутреннего профильного радиального валка 3. Эти данные поступают в обрабатывающий блок 6, где производят расчет величины перемсщения внутреннего профильного радиального валка 3. Сигнал из обрабатывающего блока 6 подают на вход исполнительного блока 8 — гидроцилиндра. о

Посредством исполнительного блока

8 осуществляют перемещение внутреннего профильного радиального валка

3 .вниз вдоль оси прокатываемой заготовки 00 в процессе прокатки.

Прокатку кольцевого изделия ведут до конечных размеров изделия Вкхд К хНкх 1 „хек 910х860х 200хЗОх20 (мм), Согласно предлагаемому способу изготовлена опытно-промьппленная партия кольцевых изделий типа венцов с указанными размерами. Исследования качества прокатанных иэделий показали, что дефекты-типа, утяжки по тоь цовой грани отсутствуют, Одновременно исследовали качество изделий, изготовленных известным способом, дефект типа утяжки по торцовой грани наблюдают у ЗОБ изделий.

1606245

В табл.2 приведены режимы обжатий и перемещения внутреннего профильного радиального валка. парой радиальных валков и в осевом направлении парой осевых валков, один из которых неподвижен в осевом направлении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества кольцевых изделий, в процессе предварительной формовки получают заготовку с высотой, превышающей в

1,05-1,5 раза высоту готового кольцевого изделия, а в процессе прокатки деформацию в радиальном направлении осуществляют с перемещением одного из радиальных валков вдоль оси прокатываемой заготовки в направлении осевого обжатия, при этом величину перемещения устанавливают равной половине величины обжатия по высоте за один оборот заготовки.

При прокатке изделий сложного профиля предлагаемым способом отсутствуют дефекты в виде утяжки по торцовым граням, а отклонения по высоте готового изделия находятся в пределах от +2 до -1 мм.

Формула изобретения

Способ изготовления профильных кольцевых изделий, включающий нагрев исходной заготовки, предварительную формовку полой заготовки по диаметру и высоте и прокатку с одновременной деформацией в радиальном направлении

Таблица 1

Значение коэффициента при отношении Н„/S „

1-1, 5

Hk I, 5-2

О, 5-1 50-100

101-150

151-200

201-250

251-300

301-350

351-400

401-45О

451-500

1,25 1,20 1,15 1р10 1,09

1 20 1,15 1,10 1 08 1 07

1,20 1,15 1,10 1,08 1 07

1,15 1,10 1,09 1,07 I 06

1,12 1,10 1 08 1 07 1 06

1,10 1,09 1,08 1,06 1,06

1,09 1,08 1,07 1,05 1,05

1,08 1,07 1,06 1,05 1,05

1, 07 1,06 1,05 1,05 1,05

1,4

-1,3

1,3

1,2

1,2

1, 15

1,12

1,10

1,09

1,3

1,25

1,25

1, 15

1, 15

1,12

1,10

1,09

1,08

1,5

1,4

1,3

1,3

1;2

1,2

1 ф 1 5

1,15

1,10

Таблица2

Номер Р,, оборо- мм

Обжатие заготов" Величина пер емещения внутреннего радиальпо тол» по выщнне,соте ного валка, мм

216

215,8 . 215,4

:. 214,8

214, О .г13,о

211,8

210,4

208,8

207,2

205,6

204,2 гоз,о

О

2

- 3

5 б

8

11

474,0

475,6

480,0

486,7

492,3

502,4

516,8

532,4

552,8

583,4

620,3

660,4

706,2

112

111 1

108, 7

104,9

99,5

92,6

84,4

74,8

65,2

55,6

46,5

38,9

33,6

0,9

2,4

3,8

5,4

6,9

8,2

9,6

9,6

9,б

9,1

7,6

5,3

0,2

0„4

О,б

0,3

1,0

1,2

1,4

i,6

1,6

1,6

1,4

1,2

0,1

0,2

0,3

0 4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 8

0,8

0,7

О,б

1606245

Продолжение табл. 2

Величина

Номер оборота

Н, мм

D), мм ю мм ка, мм. 13

14

16

17

18

19

740,4

795,0

842, 6

864,3

895,3

910,0

910,0

910,0

Обжатие эаготовпо тол по вы щине соте

30,0 202,0 3,6 1,0

27,5 201,3,2,5 0,7

260 2008 15 05

254 2004 06 04

25,4 200, 2 0,4 0,4

25.0 200,0 0 0,2

25 0 200 0 0 0

25,0 200,0 0 0 пер ем ещения внутреннего радиального вал0,5

0,35

0,25

0,2

0,1

0,1

Составитель N. Антошин

Редактор N. Петрова Техред Л.олийнык Корректор Т. Палий

Заказ 3514 Тираж 465 Подписное

ВЦИКИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

»1,„»» 1

П-оизводственно-издательский комбинат Патент, r ужгород, ул. I агарина, 101

»»