Способ изготовления полых цилиндрических заготовок

 

Изобретение относится к способам получения изделий с осевой полостью и может быть использовано в кузнечных и кузнечно-прессовых цехах машиностроительных и металлургических заводов. Цель изобретения - снижение трудоемкости и расширение технологических возможностей. Способ включает изготовление полой заготовки из цилиндрической путем деформации ее на радиально-ковочной машине на гладкой оправе со степенью деформации 0,6...0,9%. При этом обжатия производят попеременно в каждой плоскости с кантовкой заготовки. В результате в осевой зоне заготовки возникают растягивающие напряжения, которые приводят к появлению осевых разрывов. Наличие оправки в осевой зоне позволяет получить отверстие при незначительных усилиях, что благоприятно сказывается на возможности получения полых заготовок с отношением длины заготовки к диаметру отверстия более 10. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения полых цилиндрических поковок и может быть использовано в кузнечных и кузнечно-прессовых цехах машиностроительных и металлургических заводов.

Известен способ изготовления полых цилиндрических заготовок, включающий нагрев, ковку заготовки с одновременной прошивкой и кантовкой заготовки вокруг оси.

Недостатком известного способа является повышенная трудоемкость изготовления полых заготовок за счет высоких усилий прошивки, а также степеней деформации.

Целью изобретения является снижение трудоемкости за счет уменьшения усилия прошивки и степени деформации, а также расширение технологических возможностей за счет изготовления полых заготовок из труднодеформируемых сталей и сплавов с отношением длины к диаметру более 10.

Способ осуществляется следующим образом.

Цилиндрическую заготовку нагревают до ковочной температуры и деформируют на четырехбоковой ковочной машине с применением гладкой оправки. При этом обжатия производят попеременно то одной, то другой парой бойков, а заготовку после каждого обжатия поворачивают на такой угол, чтобы она деформировалась по всему периметру. При такой схеме обжатия возникают значительные растягивающие напряжения в осевой зоне заготовки, которые при многократном ее обжатии нарастают и приводят к появлению осевых разрывов на этом участке цилиндрической заготовки. В процессе обжатия заготовки с помощью специального устройства в осевую зону цилиндрической заготовки, где возникают разрывы, подают под давлением гладкую оправку, с помощью которой осуществляется калибровка осевой полости до диаметра оправки. Полученную полую заготовку подогревают в печи до ковочной температуры и затем деформируют ее на радиально-ковочной машине на оправке, повторяющей внутренний профиль изделия, с обжатиями одновременно в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях (четырьмя бойками).

После ковки заготовки подвергают термической, а затем механической обработке. Степень деформации при единичном обжатии составляет 0,6.0,9% определяемой по формуле , где d₀, d₁ диаметр заготовки до и после обжатия соответственно.

При единичных обжатиях менее 0,6 и более 0,9% не обеспечиваются требуемой величины растягивающие напряжения, и поэтому разрывы в осевой зоне могут отсутствовать. Для их появления потребуются дополнительные проходы, что приведет к уменьшению производительности процесса. Для получения калиброванного отверстия необходимо к гладкой оправке в осевом направлении приложить давление, обеспечивающее на ее рабочей части, контактирующей с заготовкой, напряжение, равное 0,10.0,30 предела текучести материала заготовки при температуре деформации.

Пример. Слиток цилиндрической формы диаметром 100 мм и длиной 700 мм из стали 40Х нагревают в камерной печи до температуры 1180^oC и куют на радиально-ковочной машине усилием 1,6 МН.

На первом этапе из цилиндрического слитка получают полую цилиндрическую заготовку путем деформации слитка на радиально-ковочной машине с применением гладкой оправки диаметром 50 мм с коническим наконечником. Обжатие заготовки производили двумя парами бойков, имеющих возможность перемещаться в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, попеременно каждой парой. При каждом единичном обжатии степень деформации составляет 0,75% После каждого обжатия заготовку кантуют на 13^o и подают на величину, определяемую из соотношения: где d₀ диаметр слитка; e степень деформации при единичном обжатии; v угол наклона заходного участка бойка (ϕ=8°). .

Степень деформации за проход составляет: При таких режимах деформирования происходят интенсивные разрывы в осевой зоне цилиндрической заготовки.

Для формирования требуемых размеров осевой полости в осевую зону заготовки подают гладкую оправку под давлением, обеспечивающим на ее рабочей части напряжение около 0,2 предела текучести материала заготовки. После такой обработки получают полую заготовку с наружным диаметром 90 мм и диаметром отверстия 50 мм. Затем полую заготовку нагревают до температуры 1180^oC и куют на радиально-ковочной машине усилием 1,60 МН на оправке переменного сечения, формируя при этом требуемые размеры и форму заготовки. После этого осуществляют термическую и механическую обработку заготовки.

Испытания предлагаемого способа провели при граничных (опыты 2, 4), оптимальном (опыт 3) и запредельных (опыты 1, 5) значениях предлагаемых параметров способа.

Для получения сравнительных данных были проведены испытания известного по прототипу способа (опыты 6, 7, 8, 9, 10).

Технологические параметры режимов и результаты испытаний известного и предлагаемого способов приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ изготовления полых цилиндрических заготовок, включающий нагрев, ковку заготовки с одновременной прошивкой и кантовкой заготовки вокруг оси, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости за счет уменьшения усилия прошивки и степени деформации, а также расширения технологических возможностей за счет изготовления полых заготовок из труднодеформируемых сталей и сплавов с отношением длины заготовки к диаметру отверстия более 10, ковку заготовки производят со степенью деформации 0,6 0,9%

РИСУНКИ

Рисунок 1