Способ радиальной ковки

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Способ циклической многопроходной радиальной ковки включает период радиальной ковки заготовки бойками при ее перемещении подающим манипулятором в бойки и период радиальной ковки при перемещении заготовки тянущим манипулятором из бойков. Каждый проход состоит из процесса получения на заготовке конуса деформации, установившегося процесса ковки и процесса доковывания конуса деформации. Процессы осуществляют циклически при свободном конце заготовки. Каждый цикл состоит из подачи заготовки и обжатия ее бойками. В каждом цикле установившегося процесса ковки, за исключением первого, скорость подающего манипулятора устанавливают в λ раз меньше скорости тянущего манипулятора, где λ - отношение площадей поперечного сечения заготовки соответственно на входе и на выходе из бойков. В результате обеспечивается повышение качества получаемых заготовок, увеличение производительности процесса радиальной ковки и повышение надежности работы радиально-ковочной машины. 6 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам радиальной ковки.

Известен способ циклической многопроходной радиальной ковки [Ковка на радиально-обжимных машинах. / В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др.- М.: Машиностроение, 1990. - С. 33], при котором ковка «в» бойки осуществляется при жестко удерживаемом задним манипулятором или толкателем заднем конце заготовки и «из» бойков при свободном заднем конце заготовки.

При этом способе на часть деформируемой заготовки, находящейся между задним манипулятором и бойками, действуют значительные осевые усилия. Эти усилия способствуют созданию известных положительных технологических особенностей процесса радиальной ковки.

Однако они создают неблагоприятные условия работы деталей механизмов привода бойков и заднего манипулятора применяемой для осуществления процесса радиальной ковки радиально-ковочной машины. В частности, указанные осевые передаются на бойки, подбоечные плиты, винты-ползуны, направляющие втулки и крепежные винты. Такие условия работы деталей указанных механизмов приводят к их повышенному износу, снижая ресурс их работы.

Одновременно создаются дополнительные силы трения между винтом-ползуном и направляющими втулками при возвратно-поступательном перемещении винта-ползуна, повышая расход энергии на указанное перемещение.

Кроме того, действие на заготовку сжимающего усилия при ковке профилей малого поперечного сечения и значительной длины приводит к их искривлению, что снижает качественные характеристики. Этим ограничиваются технологические возможности радиальной ковки по размерному сортаменту.

Вместе с тем, действие сжимающего осевого усилия, ограничивает вытеснение металла заготовки на задний (подающий) манипулятор, создает однопоточное перемещение металла [Ковка на радиально-обжимных машинах. / В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 33], металл «уходит» в уширение, увеличивая ширину очага деформации, что приводит к увеличению очага деформации [Ковка на радиально-обжимных машинах. / В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 78, 4-ый абзац снизу]. Этим повышается усилие и снижается кпд радиальной ковки.

Таким образом, недостатками указанного аналога являются низкий ресурс работы механизмов привода бойков и заднего манипулятора, применяемых для осуществления процесса радиальной ковки, повышенный расход энергии при работе радиально-ковочной машины, ограниченные технологические возможности по размерному сортаменту, повышенное усилие и низкий кпд процесса радиальной ковки.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ многопроходной радиальной ковки [Радюченко Ю.С. Ротационная ковка. М.: Гос. научно-техн. из-во маш. лит-ры. - 1962. - С. 90-91], при котором ковка «в» бойки осуществляется при свободном заднем конце заготовки. Для этого в подающем манипуляторе (механизме подачи) имеется демпфирующий механизм (пружина), которая при «отжиме прутка» во время деформации сжимается, давая заготовке перемещаться в направлении противоположном подаче заготовки «в» бойки. В этом случае достигается практическое устранение действия на часть заготовки, находящейся между подающим (задним) манипулятором и бойками, осевого усилия.

Однако такой способ радиальной ковки имеет существенные недостатки, связанные со следующим.

При многопроходной радиальной ковке, согласно прототипу, перемещение заготовки «в» бойки осуществляется при неизменной скорости подающего механизма (манипулятора), как при подаче заготовки «в» бойки, так и «из» бойков, обеспечивающим постоянную проектную величину подачи за одно обжатие заготовки бойками, определяемую по формуле S=V/N, где V - скорость продольного перемещения манипулятора; N - число обжатий заготовки в единицу времени [Ковка на радиально-обжимных машинах. / В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 114, 6-ой абзац снизу].

При этом согласно прототипу при перемещении заготовки «в» бойки ковка осуществляется при свободном ее заднем конце с образованием двухпоточной схемы продольного течения металла заготовки [Ковка на радиально-обжимных машинах / В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 33]. За счет этого заготовка, задаваемая «в» бойки, в каждом цикле радиальной ковки за счет деформации металла заготовки бойками будет получать некоторое перемещение ΔS в сторону, противоположную направлению подачи «в» бойки. Это перемещение будет аккумулироваться (накапливаться) в демпфирующем механизме (сжимаемой пружине). В каждом следующем цикле ковки во время образования зазора между бойками и заготовкой осуществляется ее перемещение «в» бойки. Величина этого перемещения будет равна заданной проектной величине подачи S и дополнительно указанной величине ΔS, т.е. перемещение заготовки будет равно S+ΔS. Это связано с тем, скорость перемещения подающего механизма (манипулятора) постоянна и дает перемещение манипулятора без демпфирующего устройства на величину S, а демпфирующий механизм дает дополнительное перемещение на величину ΔS. Следовательно, фактическое перемещение заготовки будет превышать проектную величину подачи S на величину ΔS. Причем в каждом последующем цикле ковки при перемещении заготовки «в» бойки значение величины ΔS будет повышаться. Это приведет к выходу процесса ковки из проектного режима, что связано с повышением усилия ковки, нарушением проектных параметров формоизменения. В конечном итоге это за счет повышенной поперечной деформации приведет, в первую очередь, к снижению качества получаемых заготовок по их форме и размерам поперечного сечения, а затем к остановке радиально-ковочной машины из-за превышения ограничений по силовым параметрам. Последнее уменьшает производительность процесса радиальной ковки и снижает надежность ее работы.

Таким образом, основным недостатками способа, согласно прототипу, являются низкое качество получаемых заготовок, ограниченная производительность радиально-ковочной машины и пониженная ее надежность.

Задачей изобретения является повышение качества получаемых заготовок, увеличение производительности процесса радиальной ковки и повышение надежности работы радиально-ковочной машины.

Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе циклической многопроходной радиальной ковки с периодами перемещения заготовки подающим манипулятором «в» бойки и тянущим манипулятором «из» бойков каждый цикл ковки включает подачу и обжатие заготовки, каждый проход состоит из процесса получения конуса деформации, установившегося процесса ковки и доковывания конуса деформации при свободных концах заготовки, согласно изобретению в каждом цикле ковки установившегося процесса радиальной ковки, за исключением первого, скорость подающего манипулятора устанавливают в λ раз меньше скорости тянущего манипулятора, где λ - отношение площадей поперечного сечения заготовки соответственно на входе и на выходе из бойков в рассматриваемом проходе.

Установка в каждом проходе установившегося процесса радиальной скорости подающего манипулятора в λ раз меньше скорости тянущего манипулятора обеспечит одинаковые условия деформации заготовки по параметрам формоизменения и силовым условиям как при перемещении заготовки «в» бойки, так и «из» бойков. При таких скоростных условиях подающий манипулятор, принимая во внимание прямо-пропорциональную зависимость продольной подачи заготовки от скорости продольного перемещения манипулятора [Ковка на радиально-обжимных машинах. В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 114, зависимость 3.3], дает за один цикл ковки перемещение заготовки «в» бойки на величину S/λ, а тянущий манипулятор дает за один цикл ковки перемещение заготовки «из» бойков на величину S.

Осуществление перемещения заготовки «в» бойки в каждом цикле установившегося процесса радиальной ковки на величину S/λ, обеспечивает фактическую подачу заготовки, равную S, т.е. создает постоянный режим ковки по параметрам формоизменения как при продольном перемещении заготовки «в» бойки, так и «из» бойков. Исключением является первый цикл ковки при перемещении заготовки «в» бойки, перед которым отсутствовал предыдущий цикл ковки, а следовательно, и отсутствовало перемещение заднего конца заготовки на величину ΔS в сторону, противоположную направлению перемещения заготовки «в» бойки.

Для доказательства этих положений рассмотрим формоизменение при деформации заготовки радиальной ковкой в сравнении с процессами ковки между наклонными плитами и продольной прокатки, в частности, с разновидностью последней, шаговой прокаткой.

Радиальная ковка, очевидно, по существу является процессом ковки между наклонными плитами. Ковка между наклонными плитами имеет геометрическое сходство по очагу деформации с продольной прокаткой [Ковка на радиально-обжимных машинах. В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 146, 1-ый абзац снизу]. Подтверждением этого положения является заключение [И.Я. Тарновский. Формоизменение при пластической обработке металлов (ковка и прокатка). М.: Металлургиздат, 1954. - С. 222, 3-й абзац снизу, с. 223, 1-й абзац снизу], что процессы ковки между наклонными плитами и прокатки по параметрам формоизменения не имеют существенных отличий.

Шаговая (периодическая, пилигримовая) прокатка, являющаяся разновидностью продольной прокатки [А.И. Целиков. Теория расчета усилий в прокатных станах. - М: Металлургиздат, 1962. - С. 381-384], наиболее близка по формоизменению к радиальной ковке, особенно шаговая прокатка обратным ходом [см., например, Коваль Г.И. Формоизменение при шаговой прокатке. / Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межрегиональный сборник научных трудов. Магнитогорск: МГТУ, 2002. - С. 154, последние 7 строк снизу; с. 155, рис. 16], при которой, как и при радиальной ковке, в каждом цикле деформации осуществляется подача заготовки на величину mλ (при радиальной ковке подача равна S), имеет место смещение металла в сторону исходной заготовки на величину m(λ-1) [при радиальной ковке это смещение, заменяя mλ на S, будет равно S(1-1/λ)]. Исходя из этого, получается, что при радиальной ковке за один цикл ковки при перемещении заготовки «в» бойки на величину подачи S и ее обжатии бойками задний конец заготовки переместится в сторону, противоположную направлению перемещения заготовки «в» бойки на величину S(1-1/λ). В следующем цикле ковки для осуществления проектного ее режима, при котором величина перемещения заготовки «в» бойки должна быть равна S, необходимо вернуть задний конец заготовки в прежнее положение на величину S(1-1/λ), т.е. перемесить заготовку в направлении ее перемещения при подаче, и осуществить дополнительное перемещение заготовки в направлении подачи «в» бойки на величину S-S(1-1/λ)=S/λ.

Отсюда следует, что дополнительное перемещение, сообщаемое заготовке при ковке «в» бойки с помощью подающего манипулятора должно составлять S/λ, т.е. в λ раз меньше перемещения заготовки тянущим манипулятором. Тогда скорость подающего манипулятора, учитывая, как было сказано выше, прямо-пропорциональную зависимость подачи от скорости продольного перемещения манипулятора, должна быть в λ раз меньше скорости тянущего манипулятора.

Подробно описание кинематики перемещения концов заготовки при более сложном процессе шаговой прокатки поочередно двумя парами валков приведено в работе [Коваль Г.И. Формоизменение металла при шаговой прокатке прямым и обратным ходом // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». - 2007. - Вып. 8. - №13(85). - С. 21-23]. Указанные доказательства проводятся при отсутствии поперечной деформации металла, которое, как известно, при радиальной ковке или ковке наклонными плитами пренебрежительно мало.

Приведенные доказательства показывают, что предложенные технологические режимы радиальной ковки при перемещении заготовки «в» бойки позволяют осуществлять радиальную ковку как при перемещении заготовки «в» бойки, так и «из» бойков в одинаковых проектных режимах, обеспечивая получение качественный заготовок по форме и размерам поперечного сечения, при стабильных силовых условиях работы радиально-ковочной машины, повышающих надежность ее работы без снижения производительности.

Таким образом, применение предложенного способа улучшает качество получаемых заготовок, увеличивает производительности процесса радиальной ковки и повышает надежность работы радиально-ковочной машины.

Предложенный способ радиальной ковки проиллюстрирован на чертежах.

На фиг. 1 показано положение заготовки, манипуляторов и бойков перед первым циклом установившегося процесса радиальной ковки «в» бойки.

На фиг. 2 показано положение заготовки, манипуляторов и бойков в первом цикле установившегося процесса радиальной ковки после перемещении всей заготовки «в» бойки на величину подачи S.

На фиг. 3 показано положение заготовки, манипуляторов и бойков в первом цикле установившегося процесса радиальной ковки в конце обжатия заготовки бойками и после перемещения ее заднего конца с площадью поперечного сечения S0 в сторону противоположную направлению подачи на величину ΔS.

На фиг. 4 показано положение заготовки, манипуляторов и бойков в конце первого и в начале второго цикла установившегося процесса радиальной ковки «в» бойки после перемещения всей заготовки в направлении подачи ее «в» бойки на величину ΔS.

На фиг. 5 показано положение заготовки, манипуляторов и бойков в начале второго цикла установившегося процесса радиальной ковки «в» бойки после перемещения всей заготовки в направлении подачи ее «в» бойки на величину Sλ.

На фиг. 6 показано положение заготовки, манипуляторов и бойков во втором цикле установившегося процесса радиальной ковки «в» бойки в конце обжатия заготовки.

С использованием фиг. 1…6 рассмотрим вариант реализации технологии радиальной ковки с применением предложенного способа.

Радиальная ковка осуществляется одной или несколькими парами одно или двухзаходных бойков. В рассматриваемом примере будем говорить только об одной паре двухзаходных бойков 1, позволяющих осуществлять циклическую многопроходную деформацию заготовки 2 как при прямом, так при обратном ее перемещении. Ковка осуществляется в два периода, в период перемещения заготовки «в» бойки и «из» бойков. В первом периоде заготовка удерживается манипулятором, выполняющим функции подающего манипулятора, с зажимными губками 3, демпфирующими пружинами 4 и механизмом привода в виде силового цилиндра 5. Во втором периоде ковки заготовка удерживается манипулятором 6, выполняющим функции тянущего манипулятора и имеющем в своем составе аналогичный перечень механизмов. В следующем обратном проходе функции манипуляторов изменяются.

На указанных рисунках условно показаны положения механизмов в определенные моменты времени. Например, приводы манипуляторов 5 и 6, за исключением времени обжатия заготовки 2 бойками 1, постоянно перемещают зажимные губки с заготовкой. Во время обжатия заготовки 2 бойками 1 приводы манипуляторов сжимают демпфирующие пружины 4. Демпфирующие пружины 4 всегда разжаты при отсутствии контакта бойков 1 с заготовкой 2.

Рассмотрим период осуществления радиальной ковки «в» бойки при установившемся процессе ковки в одном проходе. Установившийся процесс радиальной ковки начинается после получения на заготовке переходной зоны (конуса деформации) в виде усеченного конуса или пирамиды, одно основание которой (ого) имеет поперечное сечение заготовки на входе в бойки S0 в рассматриваемом проходе, другое основание имеет поперечное сечение заготовки на выходе из бойков S1 в рассматриваемом проходе и на выходе из бойков выкована заготовка длиной не менее величины подачи S. Установившийся процесс ковки заканчивается после того, когда на заднем конце заготовки площадь поперечного сечения становится меньше S0. После окончания установившегося процесса радиальной ковки осуществляется доковывание конуса деформации.

В начале первого цикла радиальной ковки между бойками 1 и заготовкой 2 существует зазор (фиг. 1). Механизм привода в виде силового цилиндра 5 подающего манипулятора находится в крайнем левом положении. Демпфирующая пружина 4 разжата, длина ее равна А. Для наглядности на фиг. 1 и других чертежах показано положение тянущего манипулятора 6, привязанное к бойкам 6 параметром В.

Далее в первом цикле радиальной ковки осуществляется перемещение всей заготовки 2 в направлении горизонтальных стрелок с помощью механизма привода 5 со скоростью V1 на величину проектной подачи S (фиг. 2). При этом тянущий манипулятор 6 синхронно с подающим манипулятором со скоростью V1 перемещается без удержания заготовки 2 зажимными губками. Расстояние между бойками 1 и тянущим манипулятором станет равным B+S. После этого в первом цикле ковки производится обжатие заготовки 2 бойками 1 (фиг. 3) за счет их перемещения в направлении вертикальных стрелок. При этом деформируемый объем металла А за счет закономерностей, описанных, например, в работах [Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. - М.: Металлургиздат, 1962. - С. 381-384; Коваль Г.И. Формоизменение при шаговой прокатке. / Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межрегиональный сборник научных трудов. Магнитогорск: МГТУ, 2002. - С. 154, последние 7 строк снизу; с. 155, рис. 16; Коваль Г.И. Формоизменение металла при шаговой прокатке прямым и обратным ходом // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». - 2007. - Вып. 8. - №13(85). - С. 21-23], смещается влево в сторону заготовки с поперечным сечением S0 на величину ΔS со скоростью ΔV. За счет этого зажимные губки 3 переместятся в том же направлении на величину ΔS, сжав демпфирующую пружину 4 на эту же величину. Длина сжатой демпфирующей пружины 4 станет равной A-ΔS.

Далее начинается второй цикл радиальной ковки (фиг. 4). Бойки 1 расходятся в направлении вертикальных стрелок. Между заготовкой и бойками образуется зазор. Пружина 4 разжимается и вся заготовка 2 зажимными губками 3 перемещается в направлении горизонтальных стрелок на величину ΔS со скоростью ΔV. Длина демпфирующей пружины 4 станет равной А.

Механизм привода 5 в начале второго цикла ковки переводится в режим перемещения со скоростью V0=V1/λ. В связи с этим после начала второго цикла ковки механизм привода 5 монотонно перемещается в направлении стрелок со скоростью V0, воздействуя с такой же скоростью на демпфирующую пружину 5, зажимные губки 3. Во время обжатия заготовки перемещение механизм привода 5 аккумулируется в демпфирующей пружине 4, а при образовании зазора между заготовкой 2 и бойками 1 это перемещение передается заготовке 2. Однако на фиг. 3…6 показаны только конечные значения этих перемещений. Расстояние между бойками 1 и тянущим манипулятором 6 станет равным B+S+ΔS.

В результате непрерывного перемещения со скоростью V0=V1/λ, механизм привода 5, демпфирующая пружина 4, зажимные губки 3 и вся заготовка 2 при сохранении зазора между бойками 1 и заготовкой 2 переместятся на величину S/λ, из положения, показанного на фиг. 4 в положение, показанное на фиг. 5. Перемещение механизма привода 5 со скоростью V0=V1/λ во втором цикле ковки составит S/λ, а общее перемещение всей заготовки в направлении горизонтальных стрелок во втором цикле ковки составит ΔS+S/λ=S, что равняется величине проектной подачи в первом цикле радиальной ковки. Расстояние между бойками 1 и тянущим манипулятором 6 станет равным B+S+ΔS+S/λ=B+2S. Таким образом, перед вторым циклом радиальной ковки вся заготовка оказывается перемещенной в сторону заготовки с поперечным сечением S1 на величину S=ΔS+S/λ, т.е. из положения, показанного на фиг. 3, в положение, показанное на фиг. 5.

Далее во втором цикле радиальной ковки, аналогично первому циклу радиальной ковки производится обжатие заготовки 2 бойками 1 (фиг. 6) за счет их перемещения в направлении вертикальных стрелок. Закономерности формоизменения металла во втором цикле ковки аналогичны закономерностям формоизменения металла в первом цикле ковки, показанным на фиг. 3. Дальнейшие циклы радиальной ковки при установившемся процессе ковки аналогичны второму циклу радиальной ковки.

Подачу заготовки при окончании радиальной ковки в установившемся процессе и доковывании конуса деформации в рассматриваемом проходе осуществляет тянущий манипулятор 6.

В следующем обратном проходе тянущий манипулятор 6 выполняет функции подающего манипулятора.

Рассмотрим на конкретном примере реализацию предложенного способа при горячей ковке квадратной исходной заготовки 55 мм с получением в одном проходе готовой квадратной заготовки 45 мм на радиально-ковочной машине SKK-14 австрийской фирмы GFM, установленной на одном из предприятий г. Челябинска. Число ходов бойков в минуту-N=800ход/мин. Количество бойков в ковочном блоке - 4. Скорость тянущего манипулятора принята V1=5000 мм/мин.

Путем расчета определены:

Подача заготовки S=V1/N=6,25 мм.

Отношение площадей поперечного сечения заготовки соответственно на входе и на выходе из бойков в рассматриваемом проходе λ=S0/S1=(55/45)2≈1,49.

Смещение металла в сторону исходной заготовки ΔS=S(1-1/λ)≈2,06 мм.

Скорость подающего манипулятора в установившемся режиме радиальной ковки, начиная со второго цикла ковки, V0=V1/λ≈3355 мм/мин.

Период радиальной ковки «из» бойков может начаться только после выхода из бойков готовой заготовки длиной достаточной для фиксации зажимными губками тянущего манипулятора. На радиально-ковочной машине SKK-14 длина готовой заготовки после выхода из бойков должна быть равна примерно 150 мм. Тогда число циклов ковки «в» бойки до перехода в период ковки «из» бойков примерно равно - 24.

Получение конуса деформации осуществлялись при скорости подающего манипулятора V0=V1/λ≈3355 мм/мин. Доковывание конуса деформации осуществлялись при скорости тянущего манипулятора V1=5000 мм/мин.

Для сравнения предложенного способа радиальной ковки и способа согласно прототипу проведена радиальная ковка при скоростных режимах, применяемых прототипа V0=V1=5000 мм/мин.

Величина фактической подачи по циклам при реализации способа согласно прототипу рассчитана по формуле Sф=S+ΔSi=S+(S+ΔSi-1)×(1-1/λ). Тогда во втором цикле ковки Sф≈8,312 мм, в 6-ом цикле ковки Sф≈9,299 мм, в 11-ом цикле Sф≈9,3282 мм, в 24-ом цикле Sф≈9,3284 мм. Таким образом, в течение процесса ковки «в» бойки фактическая подача заготовки при применении радиальной ковки в технологических режимах прототипа превышает проектную примерно в 1,33-1,5 раза.

Проведенные опытные работы показали, что за счет повышенной фактической подачи при ковке «в» бойки при реализации способа согласно прототипу усилие ковки примерно на 15-20% превышает усилие ковки при ковке «из» бойков. На части заготовки, полученной при ковке «в» бойки, высота заготовки примерно на 0,5 мм больше, чем при ковке «из» бойков. Это связано как с дополнительной упругой деформацией ковочного блока за счет повышенного усилия ковки, так и меньшего соотношения между длиной калибрующего участка бойков и фактической повышенной подачей заготовки.

При ковке с применением технологических режимов согласно предложенному способу силовые условия радиальной ковки и геометрия поперечного сечения получаемых заготовок как в режиме ковки «в» бойки, так и «из» бойков практически не отличались. Существенно ниже динамика работы демпфирующего устройства манипуляторов, работающих в режиме ковки «в» бойки.

Таким образом, применение предлагаемого способа радиальной ковки за счет сохранения постоянной величины подачи заготовки стабилизирует силовые условия работы механизмов радиально-ковочной машины и геометрические размеры поперечного сечения получаемых заготовок. Этим решаются поставленные задачи.

Предложенный способ планируется использовать при разработке технологий получения всех видов заготовок на радиально-ковочной машине SKK-14.

Способ циклической многопроходной радиальной ковки заготовки, включающий период радиальной ковки заготовки бойками при ее перемещении подающим манипулятором в бойки и период радиальной ковки заготовки при ее перемещении тянущим манипулятором из бойков, при этом каждый проход радиальной ковки состоит из процесса получения на заготовке конуса деформации, установившегося процесса ковки и процесса доковывания конуса деформации, осуществляемых циклически при свободном конце заготовки, а каждый цикл ковки состоит из подачи заготовки и обжатия ее бойками, отличающийся тем, что в каждом цикле установившегося процесса радиальной ковки, за исключением первого, скорость подающего манипулятора устанавливают в λ раз меньше скорости тянущего манипулятора, где λ - отношение площадей поперечного сечения заготовки соответственно на входе и на выходе из бойков в рассматриваемом проходе.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полуфабрикатов из слитков алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных стальных поковок полукорпусов шаровых кранов и изделий подобной конфигурации, имеющих массу свыше одной тонны.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве длинномерных заготовок типа прутков и профилей из конструкционных титановых сплавов методом изотермической экструзии.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении заготовок из двухфазных титановых сплавов, применяемых, в частности, в авиационной промышленности.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для нагрева ковочных штампов. Устройство (420) для нагрева ковочного штампа содержит головку (422) горелки, имеющую множество отверстий (426) для пламени.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке шестигранных профилей. Осуществляют многопроходную реверсивную радиальную ковку одновременно двумя взаимно перпендикулярными парами двухзаходных бойков.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении, например, автомобильных колес, емкостей высокого давления и подобных им изделий.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах заводов при изготовлении полых деталей из алюминиевых сплавов. Исходную круглую заготовку получают из слитка гомогенизацией при температуре (310-340)°C в течение (1-5) часов с последующим охлаждением до температуры (110-120)°C со скоростью не менее 110°C/ч.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полуфабрикатов типа галет или шайб для последующего изготовления деталей из высокопрочных сплавов.

Изобретение относится к заготовительному производству и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах заводов. Заготовку помещают в капсулу с цилиндрической стенкой и плоскими днищами.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке шестигранных полых профилей. Круглую полую заготовку подвергают обжатию одновременно двумя взаимно перпендикулярными парами бойков не менее чем за три прохода. Бойки одной пары выполнены с гладкой рабочей поверхностью. Бойки второй пары имеют вырезные ручьи с поверхностями, наклоненными друг к другу на угол 120°. При этом рабочие поверхности взаимно перпендикулярных бойков смещены относительно друг друга вдоль оси ковки на величину, превышающую длину рабочей поверхности бойка. После каждого прохода заготовку поворачивают вокруг оси ковки на угол, кратный 60°, с изменением обжимаемых парами бойков граней шестигранного полого профиля. В результате обеспечивается повышение качества получаемых полых профилей. 8 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения высокопрочного проката аустенитной нержавеющей стали с нанокристаллической структурой, который может быть использован в качестве конструкционного материала. Способ изготовления проката включает горячую ковку при температуре 1373 К до истинной степени деформации ε=0,5 с последующим охлаждением в воде, полученные заготовки подвергают теплой прокатке в лист до истинной степени деформации ε=3 при температуре 473-673 К, которая исключает протекание мартенситного превращения. Технический результат заключается в получении проката аустенитной нержавеющей стали с нанокристаллической структурой и повышенными прочностными свойствами, предел текучести составляет более 1000 МПа. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячей обработке давлением сплавов на основе интерметаллида титана, и может использоваться при изготовлении деталей газотурбинных двигателей. Способ получения деформированных полуфабрикатов из гамма-сплава Ti-43Al-3Nb-2W-0,5Si включает нагрев и двухэтапное прессование литой заготовки в металлической оболочке. Литую заготовку покрывают теплоизоляционным покрытием из стекловолокна и/или каолинового волокна с температурой размягчения ≥1150°С и помещают в оболочку из титанового сплава с толщиной δ, определяемой по выражению δ=(0,02-0,05)×∅, где ∅ - диаметр заготовки в мм. Затем заготовку нагревают и подвергают подпрессовке при температурах 1250-1380°С со степенью деформации 25-40%, скоростью деформации 50-60 мм/с, а затем окончательному прессованию со степенью деформации 96-98% с последующим охлаждением прессованных полуфабрикатов до комнатной температуры. Получают однородную структуру заготовки, которая обеспечивает высокие значения предела прочности и относительного удлинения при комнатной температуре, жаропрочности при температурах до 800°C. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления штамповок лопаток ГТД из титановых сплавов. Способ изготовления штамповок лопаток из титановых сплавов включает выдавливание заготовки в изотермических условиях при одинаковой температуре нагрева заготовки и штампа и последующую изотермическую штамповку выдавленной заготовки. Выдавливание и изотермическую штамповку осуществляют при температуре нагрева штампа и заготовки 800-830°C±40°C при средней скорости деформации не более 0,3 мм/с. Снижается сопротивление деформации сплава и повышается размерная стойкость штампов. Получают штамповки лопаток с мелкозернистой структурой. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке полосовых профилей. Осуществляют многопроходную радиальную ковку заготовки с обжатием двумя взаимно перпендикулярными парами бойков. Рабочие поверхности бойков смещены относительно друг друга вдоль оси ковки на величину, превышающую длину рабочей поверхности бойка. Обжатие осуществляют циклически за четное число циклов деформации. Каждый цикл включает один или более проходов. B нечетных циклах обжатие осуществляют парой бойков с рабочей поверхностью, имеющей выпуклый ручей. В четных циклах деформации обжатие ведут парой бойков с рабочей поверхностью, имеющей плоский ручей. После каждого цикла заготовку поворачивают вокруг оси ковки на угол π/2. В результате обеспечивается повышение производительности, снижение расхода энергии на деформацию и расширение технологических возможностей. 14 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении шестигранных профилей радиальной ковкой. Ковку ведут двумя взаимно перпендикулярными парами бойков, из которых одна пара имеет рабочую поверхность с плоским ручьем. Вторая пара имеет на рабочей поверхности вырезной ручей с боковыми поверхностями, наклоненными друг к другу под углом 120°. Рабочие поверхности бойков смещены относительно друг друга вдоль оси ковки на величину, превышающую длину рабочей поверхности бойка. Сначала осуществляют обжатие квадратной заготовки по диагонали парой бойков, имеющей на рабочей поверхности вырезной ручей, при чередовании с поворотом заготовки вокруг оси ковки на угол π/2. Получают восьмигранный профиль с углами при его соседних вершинах 120 и 150° и расстоянием между противолежащими ребрами, образованными гранями с углами между ними 150°, не менее диаметра описанной окружности шестигранного профиля. Затем восьмигранный профиль подвергают обжатию одновременно двумя взаимно перпендикулярными парами бойков после его поворота вокруг оси ковки на угол π/4. В результате обеспечивается снижение расхода энергии, увеличение производительности, повышение стойкости бойков и качества получаемых шестигранных профилей. 14 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении заготовок переменного сечения радиальной ковкой. Из нагретой исходной заготовки получают заготовку с круглым профилем и с расположенными по ее длине участками с постоянным и переменным поперечным сечением. Один из участков с постоянным поперечным сечением имеет большее сечение. Затем на длине упомянутого участка с большим поперечным сечением формируют многогранный профиль. В результате обеспечивается повышение производительности и качества полученных профилей. 7 ил.

Изобретение относится к обработке заготовок для измельчения микроструктуры. Производят ковку нагретой заготовки на прессе в открытом штампе в первом направлении ковки до предела пластичности материала заготовки. Затем повторяют указанную ковку до получения общей степени, достаточной для инициирования измельчения микроструктуры. Далее заготовку поворачивают на угол и производят ковку во втором направлении ковки до тех пор, пока общая степень деформации во втором направлении ковки не будет достаточной для инициирования измельчения микроструктуры. Повторяют этап поворота и этап ковки в третьем и, необязательно, в одном или более дополнительных направлениях ковки. Повторение осуществляют до тех пор, пока во всем объеме заготовки не будет получена общая степень деформации, достаточная для инициирования измельчения микроструктуры. При этом заготовку не поворачивают, пока общая степень деформации, достаточная для инициирования измельчения микроструктуры, не будет получена в третьем направлении и любом одном или более дополнительных направлениях. В результате обеспечивается повышение эффективности инициирования механизма измельчения микроструктуры. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке заготовок ковкой, в частности к прокладкам, которые располагают между штампом и заготовкой. Прокладка содержит три слоя. Первый слой включает керамические волокна и имеет первую теплостойкость и первый коэффициент трения. Второй слой содержит стекловолокно и имеет вторую теплостойкость и второй коэффициент трения. Третий слой также содержит стекловолокно и имеет третью теплостойкость и третий коэффициент трения. Первая теплостойкость больше, чем вторая и третья теплостойкость. Первый коэффициент трения превышает второй и третий коэффициенты трения. Второй и третий слои скреплены с образованием рукава, в который помещен первый слой. В результате во время ковки обеспечивается снижение трения между заготовкой и штампом. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к термомеханической обработке заготовок из немагнитного сплава. Заготовку нагревают до температуры теплой обработки давлением, которая находится в диапазоне от температуры, составляющей одну треть от температуры начала плавления немагнитного сплава, до температуры, составляющей две трети от указанной температуры плавления. Заготовку подвергают ковке на прессе в открытых штампах для получения требуемой деформации в поперечном сечении центральной зоны заготовки. Кроме того, осуществляют радиальную ковку заготовки для получения требуемой деформации по поперечному сечению поверхностной зоны. В результате каждая из деформаций в центральной и поверхностной зонах заготовки находится в диапазоне от 0,3 дюйма на дюйм до 1 дюйма на дюйм. Деформация в центральной зоне отличается от деформации в поверхностной зоне не более чем на 0,5 дюйма на дюйм. При обработке заготовки из немагнитной аустенитной нержавеющей стали ее нагревают до температуры от 950 до 1150°F. При ковке на прессе в открытых штампах обеспечивают деформацию в центральной зоне заготовки, а при радиальной ковке – в ее поверхностной зоне. В результате обеспечивается получение заготовки, имеющей в поперечном сечении постоянные механические характеристики. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Способ циклической многопроходной радиальной ковки включает период радиальной ковки заготовки бойками при ее перемещении подающим манипулятором в бойки и период радиальной ковки при перемещении заготовки тянущим манипулятором из бойков. Каждый проход состоит из процесса получения на заготовке конуса деформации, установившегося процесса ковки и процесса доковывания конуса деформации. Процессы осуществляют циклически при свободном конце заготовки. Каждый цикл состоит из подачи заготовки и обжатия ее бойками. В каждом цикле установившегося процесса ковки, за исключением первого, скорость подающего манипулятора устанавливают в λ раз меньше скорости тянущего манипулятора, где λ - отношение площадей поперечного сечения заготовки соответственно на входе и на выходе из бойков. В результате обеспечивается повышение качества получаемых заготовок, увеличение производительности процесса радиальной ковки и повышение надежности работы радиально-ковочной машины. 6 ил., 1 пр.

Наверх