Способ изготовления кольцевых деталей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых и стаканообразных деталей,, преимущественно тонкостенных, раскаткой прутковой заготовки Цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет увеличения стойкости раскатного валка путем облегчения условий его нагружения. Кроме того, расширяются технологические возможности способа за счет получения деталей с конической наружной поверхностью при различной величине конусности. Цель достигается за счет того, что конец прутковой заготовки нагревают до ковочной температуры и подводят к нему раскатной валок . Одновременно с прошивкой прутка валком осуществляют обкатку его наружной поверхности цилиндрическим роликом, который перемещают навстречу валку со скоростью Vp, определяемой из выражения: Vp (1,2-1,3) VB K( 1 + K/4)dV4Sde-1), где: VB - скорость осевой подачи раскатного валка , мм/с; К - эмпирический коэффициент, равный 0,6-0,7 и зависящий от соотношения диаметров прутка и раскатного валка, d - диаметр исходной прутковой заготовки , мм; S - толщина стенки кольцевой детали , мм; de - диаметр раскатного валка, мм. После этого дополнительным профильным обкатным роликом формируют наружную поверхность детали, перемещая его по заданной прямолинейной траектории. По окончании пластической обработки механическим способом производят отделение готовой кольцевой детали от прутка 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 Н 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4489287/27 (22) 06.07.88 (46) 15.12.91. Бюл, М 46 (72) Б.С.Кошелев, Н,М.Елкин, С.Н.Кункин и

В,В.Кириллов (53) 621.73(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Q

1518058, кл. В 21 D 37/12, В 21 Н 1/02, 1987. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВ blX ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых и стаканообразных деталей,, преимущественно тонкостенных, раскаткой прутковой заготовки. Цель изобретения— повышение экономичности процесса за счет увеличения стойкости раскатного валка путем облегчения условий его нагружения.

Кроме того, расширяются технологические возможности способа за счет получения деталей с конической наружной поверхностью при различной величйне конусности. Цель достигается за счет того, что конец прутко-.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых и стаканообразных деталей, преимущественно тонкостенных, раскаткой прутковой заготовки.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса за счет увеличения стойкости раскатного валка путем облегчения условий его нагружения, а также расширение технологических возможностей способа за счет получения деталей с конической на„„5U„„1697953 А1 вой заготовки нагревают до ковочной температуры и подводят к нему раскатной валок. Одновременно с прошивкой прутка валком осуществляют обкатку его наружной поверхности цилиндрическим роликом, который перемещают навстречу валку со скоростью Vp, определяемой из выражения:

Vp = (1,2 — 1,3) ЧВ jK(1 + К/4)d /4Ябе-1), где:

Ve — скорость осевой подачи раскатного валка, мм/с; К вЂ” эмпирический коэффициент, равный 0,6 — 0,7 и зависящий от соотношения диаметров прутка и раскатного валка;

d — диаметр исходной прутковой заготовки, мм; S — толщина стенки кольцевой детали, мм; dB — диаметр раскатного валка, мм. После этого дополнительным профильным обкатным роликом формируют наружную поверхность детали, перемещая его по заданной прямолинейной траектории, По окончании пластической обработки механическим способом производят отделение готовой кольцевой детали от прутка. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ружной поверхностью при различной величине конусности, На фиг.1 изображено исходное положение инструмента; на фиг,2 — этап прошивки прутка с одновременной обкаткой роликом; на фиг.3 — формирование наружной поверхности детали; на фиг,4 — положение инструмента после окончания деформирования.

Способ осуществляется следующим образом.

К зафиксированному в матрице 1 вращающемуся прутку 2 (фиг. ), конец которого

1697953 нагрет до коночной температуры, подводят раскатной валок 3, при этом обкатной ролик

4 расположен параллельно оси прутка. Валок и ролик имеют воэможность вращения за счет сил трения, возникающий между поверхностями контакта заготовки, валка и ролика при деформировании (фиг.2).

Вначале происходит прошивка прутка 2 валком 3, при которой наружная поверхность заготовки оформляется обкатным ро ликом 4, который перемещают навстречу раскатному валку 3 со скоростью Чр, определяемой из зависимости:, Ч, =(12...1,3)Чв(К(1+ — „);

К г

4$ ° бв 11 где V — скорость осевой подачи раскатного валка, мм/с;

К вЂ” эмпирический коэффициент, равный

0,6 — 0,7;

d — диаметр исходной прутковой заготовки, мм;

S — толщина стенки кольцевой детали, мм;

d — диаметр раскатного валка, мм.

При этом значения эмпирического коэффициента К в зависимости от величины отношения диаметра прутка d кдиаметру d< валка можно определить иэ приводимой ниже табл.1. Под диаметром d валка подразумевается наибольший диаметр части валка ,3, внедряемой в заготовку.

Указанная зависимость получена, исходя из условия необходимости создания на боковой поверхности раскатываемой заготовки активных сил трения, способствующих перемещению металла стенки заготовки в осевом направлении, что приводит к снижению нагрузки на консопьно расположенный раскатной валок. Кроме того, она составлена с учетом экспериментально установленного соотношения скоростей осевой подачи обкатного ролика и перемещения материала стенки, равного 1,2 — 1,3, Зависимость для определения величины Чр выведена также иэ геометрических соотношений заготовки, определяющих возможность ее получения с максимальной толщиной стенки при использовании обкатНого ролика, с последующим уменьшением ее толщины до заданной и выполнении условил постоянства объемов.

По окончании прошивки, когда оформлена предварительно заданная толщина стенки кольца (фиг.2). сообщается перемещение дополнительному обкатному ролику

5, которым производится прокатка металла . на раскатном валке 3, используемом в качестве оправки (фиг.3). При этом дополнительный обкатной ролик 5 имеет профильную наружную поверхность, состоящую иэ конического рабочего участка 6 и сопряженного с ним цилиндрического калибрующего уча5 стка 7. В зависимости от требуемой величины конусности наружной поверхности заготовки ось дополнительного обкатного ролика 5 устанавливается под тем же углом к продольной оси исходной заготовки 2, по10 сле чего осуществляется его продольное осевое перемещение и вращение (эа счет сил трения) между вращающейся заготовкой и профильной поверхностью ролика.5.

По окончании пластической обработки

15 валок и ролики отводятся (фиг.4) от иэделия и механическим способом производится отделение готового кольца от прутка.

Пример, На опытной установке, представляющей собой модернизированный

20 станок ГД вЂ” 8 усилием 34,5 тс, была получена деталь "втулка распорная". Исходным полуфабрикатом являлся пруток диаметром 50 стали ао ХН, Конец прутка, нагретый до 1100+50 С, 25 прошивапся валком 3 (диаметр 50 мм, скорость подачи 1 мм/с) с одновременной подачей параллельно оси прутка навстречу валку 3 цилиндрического обкатного ролика

4 со скоростью 0,5 мм/с, обкатывающего

30 боковую поверхность заготовки. Затем осуществлялась обкатка предварительно оформленной стенки заготовки роликом, имеющим угол сопряжения образующих конической и цилиндрической поверхностей в

30, перемещаемым под углом P = 5О по отношению к оси прутка со скоростью

0,5 мм/с. Раскатанное кольцо имело следующие размеры: наибольший наружный диаметр 60 мм, угол наклона образующей 5О, наименьший внутренний диаметр

50, наибольший — 55,5 мм, высота 60 мм. При этом осуществлялось измерение усилий прошивки в зависимости от отношения скорости подачи обкатного ролика Чр к скорости перемещения металла стенки заготовки (V), результаты которого представлены в табл.2.

Как видно из табл. 2, при отношении

50 Ч вЂ” меньше 1,2 резко возрастает нагрузка

Ч на валок, что может привести к его поломке, а при отношении, большем 1,3, черезмерно возрастает длина обкатного ролика, что кон55 структивно невыполнимо. Таким образом, V при отношении — в пределах от 1„2 до 1,3

Ч снижается нагрузка на валок, что позволяет увеличить длину его рабочей части.

1697953

Таблица1

Формула изобретения

1. Способ изготовления кольцевыхдеталей, включающий установку прутковой заготовки во втулочную вращающуюся матрицу, 5 прошивку и торцовую раскатку конца заготовки при относительном ее осевом перемещении и раскатного валка с одновременной обкаткой наружной поверхновти деформируемого участка заготовки свободно враща- 10 ющимся роликом, а также отрезку отформованной заготовки от прутка, о т л ич а ю щ и и с.я тем, что, с целью повышения экономичности за счет. увеличения стойкости раскатного валка путем облегчения ус- 15 ловий его нагружения, при обкатке наружной поверхности деформируемого участка заготовки обкатной ролик дополнительно перемещают вдоль обкатываемой поверхности в направлении раскатного вал- 20 ка, при этом обкатной ролик выполняют цилиндрическим, а скорость. Vp его продольной подачи определяют из зависимости

Ч, — (1,2...1,З) Чв(К(1+ — )

К 25

4 Я ° с)в где V> — скорость осевой подачи раскатного валка;

К вЂ” эмпирический коэффициент, выбираемый в диапазоне значений от 0,6 î 0,7;

d — диаметр исходной прутковой заготовки;

Я вЂ” толщина стенки кольцевой детали;

d8 — диаметр раскатного валка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения изготовления деталей с конической наружной поверхностью при различных величинах конусности, перед отрезкой детали от прутка наружную поверхность отформованной части заготовки дополнительно обкатывают на раскатном валке профильным роликом с коническим рабочим участком и сопряженным с ним цилиндрическим калибрующим участком, при этом профильный обкатной ролик перемещают вдоль его продольной оси, расположенной по отношению к продольной, оси исходной заготовки под углом, равным углу наклона образующей конической наружной поверхности детали к ее продольной оси, и в одной плоскости с ней.

1697953

Т а

Коэффициент К

1,06

1,16

1,20

1,25

1 30

1е40

0,60

1 00

1,10

1,20

1,25

1,30

1,40

0,65

1,00

1,16

1,20

1,30

1,40

0 70

° ьа ю аве

Отношение скорости подачи обкатного ролика к скорости перемещения металла стенки заготовки бли ца2

Иаксимальное усилие прошивки тс

34 5

32 0

27,0

23 о

22,0

22,0

Длина обкатного ролика больше максимально допустимой

34,0

32,0

27 0

22,0

22,0

22ВО

Длина обкатного ролика больше максимально допустимой

34,6

32,0

27,0

22 0

22,0

22,0

Длина обкатного ролика больше максимально до" пустимой

1697953 Риг. 2

Составитель Н. Шляхин

Редактор И. Сегляник Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. Король

Заказ 4351 Тираж Подписное .

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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