Способ изготовления изделий кольцевой формы

 

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и может быть использовано при изготовлении деталей в производстве, где применяется гибка, сварка, штамповка и раскатка. Цель изобретения - повышение производительности за счет исключения дополнительной механической обработки, снижение металлоемкости, энергоемкости процесса, повышение качества сварных соединений. Способ включает нагрев полосы мерной длины, горячее формование замкнутой заготовки и сварку, при этом заготовку выполняют с заданными размерами. После сварки грат удаляют и кольцевую заготовку пластически деформируют в штампе или путем шаровой или радиальной раскатки. При радиальной раскатке изделий с диаметром более 400 мм предварительно из заданного соотношения определяют площадь поперечного сечения заготовки. Способ позволяет повысить стабильность качества получаемых изделий. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11)л В 23 К 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР г

t !

ОПИСАНИЕ У13ОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4497555/27 (22) 25.10.88 (46) 23,08.91. Бюл. М 31 (71) Институт электросварки им, Е.О.Патона (72) В.Ф.Ищук, В,.Г,Кривенко, С,И,КучукЯценко, А.А.Толдин, И,M.Ïîçíÿíñêèé, В, Б. Кошелев и М. Н, Войтович (53) 621.791.762 (u88.8) (56) Заявка Японии N 53 — 109688, кл. В 21 L 11/14, 1978, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

КОЛЬЦЕВОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и можег быть использовано при изготовлении деталей и производстве, где применяется гибка, сварка, штамповка и раскатка. Цель изобретеИзобретение относится к контактной стыковой сварке и может быть использовано при изготовлении деталей конструкции кольцевой формы в производстве, где применяется гибка, сварка, штамповка и раскатка.

Цель изобретения — повышение производительности труда эа счет исключения дополнительной механической обработки. снижение металлоемкости, энергоемкости, повышение качества сварных соединений.

На фиг.1 приведена схема горячей безоблойной штамповки в закрытых штампах; на фиг.2 — схема горячей штамповки в открытых штампах; на фиг.3 — фланец, полученный раскаткой заготовки, поперечное сечение.

„„Я „„1671428 А1 ния -- повышсние производительности за счет исключения дополнительной механической обрабогки, снижение металлоемкости, энергоемкости процесса, повышение качества сварных соединений. Способ включает нагрев полосы мерной длины, горячее формование замкнутой заготовки и сварку, при этом заготовку выполняют с заданными размерами. После сварки грат удаляют и кольцевую заготовку пластически деформируют в штампе или путем шаровой или радиальной раскатки. При радиальной раскатке иэделий с диаметром более 400 мм предварительно иэ заданного соотношения определяют площадь поперечного сечения заготовки. Способ позволяет повысить стабильность качесгва получаемых изделий. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл, Способ осуществляется слелующим образом, ПрямолинейньlQ заготовки мерной длины с кромками, срезанными по таким углом, чтоб после гибки в кольцо они были параллельны, помещаются в газовую печь с шагающим подом. В печи они нагреваются до

900-1000 С и по транспортеру подаются к фланцегибу, который посредством гибки на ребро вокруг оправки загибает мерную заготовку в кольцо. Сформованная замкнутая заготовка транспортером подается к контактной стыковой сварочной машине, где сваривается, далее подается на станок для удаления грата. После удаления грата сваренная заготовка подается в штамп пресса, где одновременно с калибровкой выштам1671428

P - =F lc повывается необходимый профиль кольца (фиг,1 и 2).

Весь процесс изготовления замкнутой заготовки длится около 1,5 мин. За это время заготовка но только нв остывает, а в процессе сварки шунтирующая часть кольцевой заготовки еще и дополнительно нагревается, Операция пластической деформации обычно выг1олняется при большей температуре заготовки, чем та, которую кольцевая заготовка имела до сварки. Эта температура обеспечивает такие механические свойства металла, которые дают воэможность производить обьемную пластическую деформа,lllo с большими с1епенями обжвтия, При изготовлении кольцевых заготовок (фланцев) наилучшие результаты даст игаю гся, когда длина мерной загоголки, диаметр оправки фланцегиба ii пекик1 сварки и .дбирают таким образом, что перед пласти«еской деформацией наименьшая ось внутреннего контура заготовки равна 0,80,9 внутреннего диаметра готвого иэделия, а внугренний периметр — 0,8-0,95 внутреннего периметра отового изделия.

После сварки кольцевая заготовка теряет первоначальную геометрическую форму и имеет вид овала или эллипса. Проводились эксперименты по определению указанных преде 1(19 по мини.1альному диаметру кольцевой заг отовки LI длине ее периметра.

Пластическая деформация кольцевой заготовки осуществлялась ко. ическим дорном, который поступательно входит во внутренний объем кольцевой заготовки. Было обнаружено, что коэффициент объемной пластической деформации равномерно распределяется по перимегру кольцевой заготовки, либо неравномерно распределяется по периметру кольцевой заготовки, причем при определенных соотношениях минимального диаметра и периметра кольцевой заготовки наблюдались случаи отсутствия обьемной пластической деформации в некоторых обьемах кольцевой заготовки, В любом случае кольцевая заготовка имеет неправильное сечение, Предложенный способ выбора оптимальных размеров загс TooKVI обеспечивает получение кольцевых заготовок с использованием штамповки для малых диаметров (до

400 мм) и торцевой раскатки длw больLUèх диаметров (свыше 400 мм). Но имэ.:тся значительное количество конфигураций сечений, которые трудно или невозможно получить штамповкой или торцевой раскаткой, но легко-радиальной раскаткой, Особенностью радиальной раскатки (без применения закрытых калибр JB) является

45 то, что после раскатки увеличивается диаметр кольцевой заготовки. В этом случае соотношение площадей поперечного сечения до и после раскатки обратно пропорционально соотношению длин линий, соединяющих центры масс поперечных сечений.

При применении раскатки в замкнутых калибрах, а также радиально-торцевой раскатки можно получать множество вариантов колец различных сечений и диаметров.

В некоторых случаях после сварки и съема грата кольцевая заготовка неравномерно нагрета. Поэтому операцию объемной пластической деформации задерживают путем уменьшения скорости движени конвейера. За то время. когда кольцевая заготовка проходит расстояние от пресса для удаления грата до пресса или раскатной машины, температура за счет теплопроводности выравнивается.

При отступлении от оптимальных соотношений внутреннего диаметра и внутреннего периметра заготовок до и после объемной пластической деформации сечение готовой кольцевой заготовки по длине неодинаковое. Поэтому в этом случае требуется увеличение припуска на механическую обработку, что приводит к потерям металла и электроэнергии, Существенное влияние на качество сварного соединения при использовании радиальной раскатки заготовки фланца оказывает выбор площади поперечного сечения заготовки, которую выбирают следующим образом.

Имея геометрические размеры требуемой кольцевой заготовки, подсчитывают ее поперечное сечение F, Затем поперечное. сечение разбирают на простые геометриче(;Ki1e фигуры, для которых известны формулы подсчета координат центра массы или центра тяжести. Координаты центра масс или центра тяжссти (в нашем случае они совпадают) расчитывают по формуле где Fi — площадь простой геометрической фигуры;

Х вЂ” координата центра масс простой геометрической фигуры по отношению к произвольно выбранной точке;

F — полное поперечное сечение кольцевой заготовки.

Объем кольцевой заготовки равен

167 428 где lc — длина пиний, соединя»сщих L,ñilil»û

МаСС, ИЛИ lc = at Dc, ГдЕ Dc — дИаМЕтр (2»i»pO»! масс, Следующим этапом расчета является выбор сечения полосы, иэ которой будет изготавливаться заготовка под раскатку.

При этом руководствуются следующим, 1г»л щина полосы должна быть немного боль»пе максимальной толщины кольцевой заготовки. Площадь поперечно»о сечения г»олосы должна быть примерно на 107ь больше площади поперечного сечения кольцевой заготовки после раскатки.

После выбора полосы рассчитывают ее длину по линии, соединяющей це»»тры масс, прибавляется припуск на сварку и получают длину исход»»ой мерн»й поносы по ли»н»и, соединяющей це»»гр»» масс. Потеории»ибки рассчитывают раэмерь» оправки для»ибки на ребро. 1!осле гибки и сварки попуче»сие требуемой под раскатку заготовки гарантировано.

На фиг.1 приведены результаты расчетов для фланца Ду 600 Ру 10.

Пример. Сечение фланца показа»»о на фиг.1. Разбиваем его на прямоуголь»»» ки

80х31 и 34х5. Выбираем линией отсчета ось симметрии фланца, находим радиус точки центра масс сечения

31 80 351 + 34 5 328 4

2650 где 2650 — площадь поперечного сечения фланца.

Длина линии, соеди»»яющеи центры масс, равна lc = 27тХ =- 2 3,14 349 = 2193 (мм)

Объем готового фланца равен Р = F Ic =

2650 2193 = 5811004 (мм ).

В соответствии с рекомендациями выбираем по сортаменту сечения мерной полосы 40х70 с площадью поперечного сечения 2800 мм, Длина мернои полосы по линии, соединяющей центры масс, рав»»а

Р 5811004

»и с Е 2800

Прибавив припуск на сварку, равный 20 мм, получаем длину мерной заготовки по линии, соединяющей ценгры масс перед гибкой, l»и и»., с»ед»:»»ьчощая центры масс мерной .-»:»го»овки, и ее средняя линия совпадают.

D аблице пригедены результаты опроЬо» ения способа.

5 В описан »ом способе потери металла равны по»ерям металла при сварке, что сосraвляет доли»»роце»»та от веса заготовки.

Как видно из таблицы, способ позволяет существенно повысигь сгаоильность каче»»1 с» ва попучэемых изделий.

Формула изобретения

1, Способ изготовления иэделий кольцевой формы, включа»ощий вырубку полосы мерной длины с учетом припуска на оплав15 ление и осадку, горячее формования замкнутой заготовки, сварку, удаление грата, о тл ича ющий с я тем,что, с цепью повышения производительности эа счет исключе»»ия дополнительной механической

20 обработки, снижения метаплоемкости, энер»оемкости процесса, повышения качества сварных соединений, замкнутую заготовку выг»олняют из полосы или прутка с длиной участка, образующего внутреннюю

25 поверхность заготовки после сварки, равной 0,8-0,95 внутреннего периметра готового иэделия, формуют заготовку с наименьшей осью внутреннего контура, равной 0,8-0,9 внутреннего диаметра гото30»»ого иэделия, а после удаления грата загото»»ку подверга»от объемной пластической деформа»»ии.

2. Способ по п.1, отличающийся

Tt",м, ITQ в случае изготовления изделий ма35 ло»о диаметра после удаления грата загоТо»IKQ штампу»о i.

3. Способ по и I, отличающийся тем. что в случае изготовления изделий бог»ь»»»о»о диаметра после удаления грата

40 заготовку подвергают радиальной или торцевой раскатке.

4. Способ по п,З, отличающийся

» ем, что заготовку перед радиальной раскаткой I»I,»полняют с площадью поперечного се45 чения Рааг, которую определяют иэ соот»»ошс ния

Риал 1иэд

Рааг

»ааг

50 где Е ад — площадь поперечного сечения иэделия кольцевой формы попсе раскатки;

»вал — длина линии, соединяющей центры масс изделия кольцевой формы после

55 раскатки;

»,аг — длина линии, соединя»ощей центры масс заготовки перед раскаткой.

1671428

Фиг.2

1671428

Ф и5М

«,3

Составитель В. Зотин

Редактор В. Данко Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Заказ 2790 Тираж 514 П

ВНИИПИ Гос а ств одписное осударственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" . У нт, г. жгород, ул. агарина. 101