Способ получения плоских изделий из полой цилиндрической заготовки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для получения плоских изделий типа дисков. Цель изобретения - экономия материала путем уменьшения отходов. Для этого в способе получения плоского изделия из полой цилиндрической заготовки, включающем разрезку вдоль образующей и разгибку, предварительно из заготовки с внутренним диаметром, равным 0,32-0,38 диаметра изделия , получают плоские полуфабрикаты, в контуры которых могут быть вписаны эллипсы с большой осью, равной диаметру изделия , и малой осью, равной 0,5-0,9 длины большой оси. Полуфабрикаты получают путем поперечной порезки заготовки на части причем, плоскости реза располагают под углами к оси заготовки, определяемыми из условий on arctg(D VT/2B) ai -л - а, где D - диаметр изделия; В - длина малой оси вписанного в полуфабрикат эллипса, а углы чередуются с шагом по оси заготовки, определяемым из условия Н (0.87- -0,91)2В, разрезки полученных частей вдоль образующей минимальной длины и их разгибки. Полуфабрикаты прокатывают с суммарной вытяжкой, определяемой из условия (JL D/2B за четное число проходов, причем первый и последний проходы осуществляют вдоль малой оси вписанного эллипса , а остальные проходы осуществляют с образованием углов между этой осью и осью стана, изменяя эти углы на противоположные в каждом нечетном проходе. После прокатки получают требуемое изделие. 4 ил. (Л С о ю о о 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 21 С 37/02

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746261/27 (22) 09.10.89 (46) 07.12.91, Бюл, N 45 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) А.Н,Фролов, В.П.Борисов, С.Н.Белобородов, С.С,Орел, H.À,Êàðïîâà, А.К,Онищенко, К.П.Белокопытов и В.Г,Зацепин (53) 621.967 (088.8) (56) Патент ПНР 1Ф 77556, кл. В 21 J 1/02, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛОСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ

ЗАГОТОВКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для получения плоских изделий типа дисков. Цель изобретения — экономия материала путем уменьшения отходов. Для этого в способе получения плоского иэделия из полой цилиндрической заготовки, включающем разрезку вдоль образующей и разгибку, предварительно из заготовки с внутренним

Изобретение относится к области обработки металлов давлением.и может быть использовано в машиностроении для получения плоских изделий типа дисков.

Цель изобретения — экономия металла путем уменьшения отходов.

На фиг.1 изображена схема способа получения плоских изделий, где 1 — исход-ная полая цилиндрическая заготовка, 2— порезка заготовки на части. 3 — разреэка частей вдоль образующей, 4 — раэгибка, 5—

„„SU„Ä 1696035 А1 диаметром, равным 0,32 — 0,38 диаметра изделия, получают плоские полуфабрикаты, в контуры которых могут быть вписаны эллипсы с большой осью, равной диаметру изделия, и малой осью, равной 0,5 — 0,9 длины большой оси, Полуфабрикаты получают путем поперечной порезки заготовки на части причем, плоскости реза располагают под углами к оси заготовки, определяемыми из условий a> = arcing(D Л /2В) а = л — ai, где 0 — диаметр изделия;  — длина малой оси вписанного в полуфабрикат эллипса, а углы чередуются с шагом по оси заготовки, определяемым из условия Н = (0.87-0,91)28, разрезки полученных частей вдоль образующей минимальной длины и их разгибки. Полуфабрикаты прокатывают с суммарной вытяжкой, определяемой из условия /c = О/2В за четное число проходов, причем первый и последний проходы осуществляют вдоль малой оси вписанного эллипса, а остальные проходы осуществляют с образованием углов между этой осью и осью стана, изменяя эти углы на противоположные в каждом нечетном проходе. После прокатки получают требуемое изделие. 4 ил. полученный плоский полуфабрикат, 6 — прокатка полуфабрикатов, 7 — вырезка иэделия, 8 — готовое изделие; на фиг.2 — схема рас- д кладки изделия на плоской полосе с большим отходом; на фиг.3 — схема раскладки изделий на развертке полой цилиндрической заготовки с меньшим отходом; на фиг.4 — схема определения шага резки заготовки.

Предлагаемый способ можно объяснить исходя из геометрических соображений.

1696035

Если на поверхности полосы шириной

D> построить окружности диаметром, равным ширине полосы, то наиболее компактное их размещение будет, когда центры окружностей находятся на одной линии, совпадающей с продольной осью полосы.

При вырезке из полосы дисков по этим окружностям часть полосы будет удалена в отход (фиг.2а).

Если же вместо окружностей также разместить эллипсы (фиг.2б), то в отход будет удаляться уже меньшая часть материала, Если на поверхности полосы шириной

О (фиг.3) расположить эллипсы с длиной большой оси D> и полуэллипсы с длиной большой полуоси Dn/2 так, чтобы чередовать эллипс с центром на оси полосы и большой осью, перпендикулярной оси полосы, с двумя полуэллипсами, у каждого из которых малая ось совпадает с кромкой полосы и имеющие общие точки касания (расположенный на оси полосы} и с полым эллипсом, а затем ""eåðíóòü полосу в цилиндр до соединения между собой кромок полосы и совпадения центров полуэллипсов, то таким образом получится ряд эллипсов, размещенных на поверхности цилиндра. При этом центры соседних эллипсов лежат на противоположных образующих цилиндра в . плоскости, проходящей через ось заготовки.

В случае вырезки эллипсов из цилиндрической заготовки в отход будет удалена еще более меньшая ч асть материала, чем при вырезке эллипсов из плоской полосы.

Ио эллипс не является готовым изделием, а для получения диска необходимо контур эллипса растянуть до круга, Это достигается применением продольной прокатки.

Как показали эксперименты на свинце, проведенные в условиях опытного производства на двухвзл ковом ст we 400, при раскатке эллипса в кру- необходимо осушествить четное число проходов. При этом первый и последний проходы необходимо вести вдоль малой оси эллипса для обеспечения максимального раСтягивания контура эллипса в этом направлении (первый проход) и для получения правильного круга на завершающеи стадии прокатки(последний проход). Промежуточные проходы необходимо вести по методу "на угол", т.е. с образованием углов между осью стана и малой осью эллипса. При этом углы в каждом следующем проходе необходимо изменять нз противоположные. Тем самым достигается равномерное растягивание контура эллиптического полуфзбриката и получение в последнем проходе фигуры, максимально приближенной по форме к кругу (диску). Суммарная вь|тяжка составляет p = D!28, Эксперименты также показали, что получение круга путем прокатки эллипса наиболее приемлемо когда малая ось эллипса составляет 0,5 — 0,9 длины большой оси (О). При этом, если длина малой оси меньше 0,5D. то сложно получить прокаткой круг правильной формы. При длине оси более 0 90 эллипс по форме близок к кругу и получение диска путем прокатки эллипса неэффективно в сравнении с обычной вырезкой диска.

Однако вырезка эллипсов, размещенных на цилиндрической заготовке, кзк указано. непосредственно (т.е. напрямую) из заготовки приводит к трудностям, связанным с испольэованием особых приспособлений, точных копиров и другого сложного оборудования, Поэтому предлагается более простой способ, По нему из цилиндрической полой заготовки получают плоские полуфабрикаты, в контуры которых могут быть вписаны эллипсы, длина большой оси которых равна диаметру иэделия (фиг.1, поз.5). Требование равенства большой оси эллипса диаметру изделия объясняется тем, что при плоской прокатке эллипса в направлении малой оси уширение незначительно и им можно пренебречь. Таким образом, деформация осуществляется путем растягивания контура эллипса в направлении малой оси (т,е. удлинения этой оси) до получения круга, а большая ось не изменяется. Исходя из этих же рассуждений и с учетом наиболее компактного размещения эллипсов нз цилиндрической заготовке выбирают внутренний диаметр заготовки,. равный 0,32-0,38 диаметра готового изделия, Выбор диаметра произведен с учетом известных преобразований, а именно если отрезок длиной 0 свернуть в окружность, соединив концы, то диаметр этой окружности определится как О/л. Выбор диаметра

bio внутренней поверхности полой заготовки объясняется тем, что длина внутренней окружности в сечении заготовки с толщиной стенки 8 меньше, чем длина наружной окружности, При разрезке такой заготовки по образующей, в случае если кромки реза параллельны между собой, эта разница длин сохраняется. Поэтому задача размеров заготовки необходима по окружности меньшей длины, т.е, по внутренней поверхности.

Это позволит получить изделие требуемого диаметра. Величина к учтена для данного способа в значении коэффициента (0,32—

0,38). Кроме того, этот коэффициент учитыЪ

1696035

Тогда а

OV =—

v = е. Я - х2;

30 а

Ув — = w+—

В а1 = arctg().

ov5

Хс4

Уоао

В =Xo

«««вЂ” — л

50

О„ ОС

55 вает ширину реза при дальнейшей продольной разреэке заготовки. При этом, если значение коэффициента меньше 0,32, то по данному способу нельзя получить иэделия диаметром О. Если значение коэффициента 5 превышает 0,38, то возрастает значительно обрезь материала.

Для осуществления способа необходимо при получении плоских полуфабрикатов проводить поперечную пореэку заготовки 10 на части, располагая плоскости реза под углами к оси заготовки,-причем величина этих углов определяется из указанного условия. Кроме того, шаг порезки, отмеряемый по оси заготовки, также определяется 15

-из условия. Значения этих величин определены из геометрических соображений исходя из условия разделения эллипсов по . очкам касания. Так, если на плоскости в системе координат ОХУ расположить два 20 эллипса, чтобы большая ось одного совпадала с осью ОУ и центр В отстоял от начала . координат на расстояние половины длины этой оси, а малая ось другого совпадала с осью OX и эллипсы имели общую точку ка- 25 сания А(фиг.4), то первый и второй эллипсы можно описать уравнением вида где а и  — длины соответственно большой и малой полуосей каждого эллипса.

Уравнения прямых, касательных в точк э

А с координатами (Xo, Yo) к дугам OAD и FAE, Приравнивая эти уравнения, так как точка А принадлежит обеим дугам, а касательная в этой точке является общей для них, определим координату Хо точки А

Приравнивая при ОХ, = . уравнения Yi

ОС

2 и Уц для дуг ОА6 и f AE определим, что

ОС В, „OX В К

Отсюда следует, что для разделения эллипсов необходимо рассечь их по касательной в точке касания А. Угол наклона к оси ОХ этой касательной определяется подставлением значения координаты Хо в одно из уравнений касательных, например s YFAE: а1 = агст9(УгМ ) = arctg(). аЛ

При чередующемся расположении эллипсов

1 и И вдоль оси ОХ получим, что отделение друг от друга всех эллипсов по точкам касания можно произвести, чередуя величины углов наклона реза а1 ив - л — a>

Рассуждения, приведенные для плоской задачи. справедливы и в случае, когда эллипсы расположены на поверхности цилиндра, так как точки касания соседних эллипсов лежат водной плоскости,,прохоа дящей через ось заготовки (условие OYo = — ).

Поэтому отмер углов реза можно проводить от этой оси. При этом учитывая, что большая полуось эллипса равна половине диаметра изделия, можно записать, что

Исходя из предложенных рассуждений и фиг.4 расстояние между плоскостями реза по оси заготовки (т.е. шаг порезки) составит

Н = (АА ) = 2ХОС или Н = (0,87 — 0,91)2В.

При этом превышение коэффициента более 0,91 приводит к увеличению расхода материала, при котором не будет достигнут желаемый эффект, а снижение менее 0,87— к невозможности получения изделия по данному способу.

Полученные части подвергают разрезке вдоль образующей минимальной длины с целью разделения каждого свернутого вписанного эллипса по точке касания. Затем осуществляют разгибку частей до получения плоского полуфабриката, который затем прокатывают по методике, описанной для эллипса, Эту методику можно применить, так как в контуры полученного полуфабриката вписан необходимый эллипс.

После прокатки получают иэделие.

Способ осуществляют следующим образом.

1696035

Любым известным способом получаю r полую цилиндрическую заготовку с внутренним диаметром, равным 0,32-0,38 диаметра иэделия. Из этой заготовки предварительно получают плоские полуфабрикаты, в контуры которых могут быть Вписаны эллипсы с большой осью, равной диаметру изделия, и малой осью, равной 0,5 — 0,9 диа" метра изделия. Полуфабрикаты получают путем поперечной порезки заготовки на части, располагая плоскости реза под углами к оси заготовки, определяемыми из условий а1- =. згстд(-), DV3

2В а2ж х--а1, где 0 — диаметр изделия;

2В -длина малой оси вписанного в полуфабрикат эллипса.

Углы реза чередуют, а пореэку осущестВляют с шагом по оси заготовки между плоскостями реза, определяемым из условия

H - (0,81-0,9 ll)28.

Полученные части разрезают вдоль об разующей минимальной длины и разгибают, Затем полуфабрикаты прокатывают за че ное число проходов с суммарной вытяжкой, равной р - О/2В. При этом первый и последний проходы осуществляют вдоль малой оси вписанного эллипса, а остальные проходы с ОбрзэоВанием углов между этОЙ

Осью и Осью GT8Hcl. В хоре IlpoK8TKN эти углы изменяют на противоположные в каждом нечетном проходе. После прокатки получают изделие.

Формула изобретения

Способ получения плоских изделий из полой цилиндрической заготовки. включающий разрезку единичной заготовки вдоль ее образующей и разгибку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью экономии металла при получении изделий типа диска путем умень5 шения отходов, внутренкий диаметр цилиндрической заготовки выбирают равным

G,32-О,38 диаметра изделия, каждую единичную заготовку получают разрезкой исходной цилиндрической заготовки на части

10 по наклонным плоскостям под углами а1 и а к ее оси, чередующимися в разные стороны с равным шагом ПО Оси эзготОВки, рззрезку единичной заготовки осуществляют вдоль меньшей ее образующей с получени15 ем при разгибке плоского полуфабриката, В который вписывают эллипс с большей осью, равной диаметру иэделия, и малой осью, равной 0,5-0,9 диаметра изделия, при этом углы а1 и а2 наклона плоскостей разделения определяют иэ Выражений

2.- где Π— диаметр изделия;

2 — малая ось эллипса, шаг глоскостей Н разделения определяют иэ выражения Н -(0,87-6,93)28, затем полученные плоские полуфабрикаты прокаты30 ваютс суммарной вытяжкой р, =О/2 В за четное число проходов, причем первый и последний проходы осуществляют вдоль малой оси вписанного эллипса, а промежуточные проходы осуществляют с образова35 кием углов между малой осью и осью прокатки, изменяя эти углы нз противоположные в каждом нечетном проходе, а после прокатки осуществляют вырезку иэделия.

1696035

ФЯР е

Составитель Г,Чуваева

Редактор О.Юрковецкая Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Палий

Заказ 4254 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат " Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101