Способ получения круглых заготовок для листовой штамповки
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах на машиностроительных предприятиях при изготовлении деталей листовой штамповкой с использованием слитков собственного производства. Слиток пластически деформируют ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве на ковочном прессе с уковом 1:2-1:5 до получения поковки диаметром d=(0,2-0,8)d1, где d, d1 - диаметры поковки и заготовки для листовой штамповки с припуском под механическую обработку, соответственно. Затем поковку разрезают перпендикулярно ее продольной оси на заготовки, кратные нескольким заготовкам для листовой штамповки. Полученные заготовки нагревают до температуры пластической деформации, осаживают до диаметра d1, отжигают и протачивают на диаметр круглой заготовки для листовой штамповки. После этого заготовки разрезают перпендикулярно продольной оси на мерные заготовки для листовой штамповки. В результате обеспечивается повышение коэффициента использования металла и упрощение процесса. 1 табл.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам получения заготовок для листовой штамповки.
Изобретение может быть применено в кузнечно-прессовых цехах на машиностроительных предприятиях при изготовлении деталей листовой штамповкой с использованием слитков собственного производства.
Известен способ получения заготовок для листовой штамповки, включающий получение слябов путем обжатия горячих слитков на слябингах, последующее изготовление из слябов листа прокаткой на листовых станах, термическую обработку и раскрой листа на круглые заготовки для листовой штамповки [1].
Недостатками данного способа являются низкий коэффициент использования металла (К.И.М.), а также сложный технологический процесс, при осуществлении которого используется сложное и дорогое оборудование (слябинги, листовые прокатные станы).
Известен также способ получения круглых заготовок для листовой штамповки, включающий изготовление из слитка пластической деформацией листовой заготовки, отжиг, раскрой на круглые заготовки для листовой штамповки [2]. При получении листовой заготовки слиток вначале обжимают на слябинге, а затем прокатывают на листовых прокатных станах.
Недостатками известного способа являются низкий К.И.М. при раскрое листа на круглые заготовки для листовой штамповки, а также сложный технологический процесс, в котором используется дорогое оборудование.
Задача изобретения заключается в разработке способа получения круглых заготовок для листовой штамповки, обеспечивающего повышение коэффициента использования металла и упрощение процесса.
Поставленная задача достигается тем, что способ получения круглых заготовок для листовой штамповки, включающий пластическое деформирование слитка, изготовление заготовки, ее отжиг и раскрой, отличается тем, что пластическое деформирование слитка осуществляют ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве на ковочном прессе с уковом 1:2-1:5 до получения поковки диаметром d=(0,2-0,8)d1, где d, d1 - диаметры поковки и заготовки для листовой штамповки с припуском под механическую обработку, соответственно, затем поковку разрезают перпендикулярно ее продольной оси на заготовки, кратные нескольким заготовкам для листовой штамповки, нагревают полученные заготовки до температуры пластической деформации, осаживают до диаметра d1, отжигают, протачивают на диаметр круглой заготовки для листовой штамповки d2 и осуществляют раскрой проточенных заготовок путем их разрезания перпендикулярно продольной оси на мерные заготовки для листовой штамповки.
Способ осуществляют следующим образом.
Слиток круглого, квадратного или многогранного поперечного сечения нагревают до ковочной температуры и куют на ковочном прессе в четырехбойковом ковочном устройстве с уковом 1:2-1:5 до получения поковки диаметром d=(0,2-0,8)d1, где d, d1 - диаметры поковки и заготовки для листовой штамповки с припуском под механическую обработку, соответственно.
Ковка слитка в четырехбойковом ковочном устройстве обеспечивает равномерную интенсивную деформационную проработку литой структуры металла по всему поперечному сечению поковки. При ковке слитка в четырехбойковом ковочном устройстве с уковом менее 1:2 не обеспечивается требуемая деформационная проработка литой структуры металла, что приводит в последствии к разрушению листовой круглой заготовки в процессе ее штамповки.
Ковка слитка в четырехбойковом ковочном устройстве с уковом более 1:5 не рациональна, т.к. качество заготовки при этом практически не улучшается, а производительность процесса изготовления существенно уменьшается.
При получении поковки диаметром d<0,2 d1 существенно уменьшается производительность процесса, а при получении поковки диаметром d>0,8 d1 не обеспечивается высокое качество металла, при котором штамповка листовой заготовки происходит без разрушения.
Полученную поковку диаметром d разрезают перпендикулярно ее продольной оси на заготовки, кратные нескольким заготовкам для листовой штамповки. Затем нагревают полученные заготовки до температуры пластической деформации, осаживают их на прессе или на молоте до диаметра d1, отжигают, протачивают на диаметр круглой заготовки для листовой штамповки d2 и разрезают перпендикулярно продольной оси на мерные заготовки для листовой штамповки.
В поковке диаметром d, полученной протяжкой, волокна металла располагаются параллельно ее продольной оси. Известно, что в заготовке для листовой штамповки волокна металла должны располагаться параллельно ее главным плоскостям. В противном случае такая заготовка в процессе штамповки может разрушиться. Поэтому, в предлагаемом способе, заготовку, полученную протяжкой, осаживают в направлении ее продольной оси. За счет этого обеспечивается необходимая ориентация волокон металла. При штамповке полученной таким способом круглой заготовки усилие, воздействующее на нее со стороны пуансона, будет направлено перпендикулярно волокнам металла, которые, изгибаясь в соответствии с профилем матрицы, обеспечивают высокую технологическую пластичность заготовки.
Пример. Слиток массой 5,2 т со средним размером поперечного сечения 580 мм, из стали 20 нагрели в газовой камерной печи до температуры 1200°С и проковали на гидравлическом ковочном прессе усилием 20 МН в четырехбойковом ковочном устройстве на поковку диаметром 290 мм. Слиток проковали с уковом 1:4. При этом отношение диаметра поковки d к диаметру заготовки d1 для штамповки, с припуском под механическую обработку, составляло d/d1=0,6. Полученную поковку диаметром 290 мм разрезали перпендикулярно ее продольной оси на заготовки, кратные 14-ти заготовкам для листовой штамповки. Получили заготовки диаметром 290 мм, длиной 890 мм. Эти заготовки нагрели до температуры 1200°С и осадили на прессе усилием 20 МН на поковки диаметром 470 мм, после чего их отожгли. После отжига поковки диаметром 470 мм проточили на диаметр 460 мм, а затем разрезали их перпендикулярно продольной оси на заготовки для листовой штамповки высотой по 20 мм. По предлагаемой технологии К.И.М.=0,59.
При изготовлении круглых заготовок для листовой штамповки по способу, принятому в качестве прототипа, К.И.М.=0,38. Кроме того, эта технология является сложной, а для ее осуществления используются слябинги и листовые прокатные станы, относящиеся к сложному и дорогому оборудованию.
В таблице приведены данные, подтверждающие эффективность заявленных в изобретении параметров.
Таким образом, предлагаемый способ получения круглых заготовок для листовой штамповки обеспечивает упрощение процесса и повышение коэффициента использования металла на 47,4-55,3%.
| Таблица | ||||
| № опыта | Величина укова | Отношение d/d1 | К.И.М. | Примечание |
| 1 | 1:1,8 | 0,6 | 0,4 | Разрушение нескольких заготовок при штамповке |
| 2 | 1:2 | 0,6 | 0,56 | |
| 3 | 1:4 | 0,6 | 0,59 | |
| 4 | 1:5 | 0,6 | 0,58 | |
| 5 | 1:6 | 0,6 | 0,59 | |
| 6 | 1:4 | 0,1 | 0,58 | Низкая производительность процесса |
| 7 | 1:4 | 0,2 | 0,59 | |
| 8 | 1:4 | 0,8 | 0,57 | |
| 9 | 1:4 | 0,9 | 0,42 | Разрушение заготовки при штамповке |
| 10 прототип | - | - | 0,38 |
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Справочник прокатчика. Коновалов Ю.В., Налча Г.И., Савранский К.Н., М., "Металлургия", 1977, с.62-94.
2. Технология прокатного производства. Диомидов Б.Б., Литовченко Н.В., М., "Металлургия", 1979, с.45-48, 302-318.
Способ получения круглых заготовок для листовой штамповки, включающий пластическое деформирование слитка, изготовление заготовки, ее отжиг и раскрой, отличающийся тем, что пластическое деформирование слитка осуществляют ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве на ковочном прессе с уковом 1:2-1:5 до получения поковки диаметром d=(0,2÷0,8)d1, где d, d1 - диаметры поковки и заготовки для листовой штамповки с припуском под механическую обработку соответственно, затем поковку разрезают перпендикулярно ее продольной оси на заготовки, кратные нескольким заготовкам для листовой штамповки, нагревают полученные заготовки до температуры пластической деформации, осаживают до диаметра d1, отжигают, протачивают на диаметр круглой заготовки для листовой штамповки d2 и осуществляют раскрой проточенных заготовок путем их разрезания перпендикулярно продольной оси на мерные заготовки для листовой штамповки.
