Способ правки биметаллов

 

1 ) ) +QIQ8,, . $

ОП И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕХЕЛЬСЛВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву ,(22) Заявлено 15.08.75 (21) 2169265/27 с присосдинением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.77. Бюллетснь № 32

Дата опубликования описания 1G.09.77 (51) Ч Кт - В 21D 1 00

Государственный комите

Совета ееинистров СССР (53) УДК 621.982.47 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. Н. Климов, А. Г. Ламзин, H. A. Гарбуз и Л. Ф. Потехин

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения (54) СПОСОБ ПРАВКИ БИМЕТАЛЛОВ

20 где

25 с

"r

"т бим — эмпирический коэффпциент, учитывающий умсньшенис сопротпвлеИзобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам правки.

Известен высокопроизводительный способ правки листов, полос и профилей растяжением (11.

Однако правка биметаллов растяжением затруднена из-за сложности определения величины растягивающего усилия, при котором возможна точная правка с сохранением прочности сцепления слоев и качества поверхности.

Известен способ правки биметаллов на роликоправильной машине f2).

Этот способ основан на упруго-пластическом знакопеременном изгибе выправляемых изделий.

Целью изобретения является получение высокого качества правки и повышение производительности труда.

Указанная цель достигается тем, что правку деталей из биметалла осуществляют растяжением с усилием, определяемым по механическим характеристикам биметалла и его составляющих, с учетом величины уменьшения сопротивления материала заготовки знакопеременным пластическим деформациям (по аналогии с эффектом Баушингера), Для осуществления способа выводится формула для подсчета растягивающего усилия»а основе формул для мономсталла и с учетом следующих факторов: физико-механических

5 характеристик составляющих (пределов текучести и прочности, относительных удлинений, модулей упругости и пластичности, коэффициентов теплового расширения, толщины слоев и т. д.); способа изготовления заготовки, 1О ее нагрсва и режима прокатки, обуславливающих структуру промежуточной зоны между слоями, а также суммарной и послойной разнотолщинности по площади двухслойного листа.

15 Получена следующая зависимость для определения величины усилия растяжения в кг при правке биметаллов

+ . + -,) (1) 570426 ния знакопеременным пластическим деформациям (по аналогии с эффектом Баушингера); площадь сечения полосы, мм, правки растял енисм необходимо выполнение неравенства сб+в,( (ер(вв

Р, a<> ——

F среднее удельное мм (1 — осевой

65 напряжение в металле под усилием правки Р,, (из эксперимента), кг/мм2;

a = a, — —,.— a, 1 — — — средневзвешен бим у у ) ный предел текучести биметаллов, кг/мм2;

a„„a,, — предел текучести, кг/мм2;

h„h» h — толщины слоев, мм, и суммарная толщина биметалла, мм; я„— относительная деформация наружного слоя полосы;

, — относительная деформация на пределе текучести; — максимально допустимая во избежание локализации деформаций и образования черезмерных местных утонений деформация растяжения биметалла (f— коэффициент, рассчитываемый как отношение наименьшей из наблюдаемых при испытаниях деформации я„к среднему ее значению ш; я„=

Ср

= в — деформация к моменту начала образования шейки при простом растяжении); р — необходимая для выправления полосы относительная деформация удлинения (для

h где во —— — — относительная деформация

2<0 устраняемой кривизны; в, — относительная деформация в момент достижения предела прочности материала; гб — радиус устраняемой кривизны, мм);

К, п — коэффициенты аппроскимации кривой упрочнения биметалла степенной функIIH É;

/ л у-и

D = " р усредненное значение мосд — - яр дуля пластичности биметалла.

Остаточная кривизна в 1/мм определяется (г :,.-4".:. 1:> „, где Е=Е,— +Е, 1 — — — средневзвешенный модуль упругости биметалла, кг/мм, зо 1б — хорда, стягивающая дугу, характеризующую искривление, мм;

i = — радиус инерции, -/у момент инерции в мм4, F — площадь

35 сечения полосы в мм2).

Остальные обозначения в уравнении (2) те же, что и в уравнении (1).

В качестве иллюстрации возможности использования предлагаемого способа правки

4О биметаллов с применением полученных зависимостей и проверки их соответствия практически получаемым результатам приводится расчет усиления правки и остаточной кривизны.

45 Пример. В качестве заготовки для правки взяты полосы размером 8,2К75,5)(800 мм из двухслойной стали ВМСт. Зсп+Х18Н10Т по ГОСТ 10885 — 64.

Результаты примера усреднены по трем образцам.

Исходная кривизна — 1/мм задается из

ro условия стрелы прогиба 20 мм/пог. м (см.

ГОСТ 10885 — 64), что на базе 4=500 мм составляет 10 мм.

Исходные данные для расчета.

Лппроксимированные кривые упрочнения:

aòá — 80, 19=о бим

60 аъ и = 71,55=-б 4;

,„48щб, — 84,96 о .

/ бмм: — 8,2 мм; от — 30,49 кг/мм ;

570426

" вмсзсп = 6 0 мм твмстзсп — 29,72 кг/мм, и внит — 2,™м; от,онщ — — 44,62 кг/мм ;

Г=618 мм, rp — — 3380 мм;

lp — — 499,65 мм; ую — — 9,5 мм;

Л1о=2,05 мм; р,=16200 кг; оф=26,25 кг/мм .

1. Определение усилия растяжения.

Средневзвешенный предел текучести

=, — " + „(1 — — ) = 33,6 кг/ми* тОим т

Определяем и т =- — "Р = 0,78 тбим

Определение относительных деформаций.

= я =0,224 (из испытаний на расдср о ср тяжение)

f=0,7 (из испытаний на растяжение)

, = f=-, =0,157 я, = — = 0,0012

2г, 6р — с + = 0,0032.

Определение усредненного модуля пластичности стального слоя. п У си

D = Р = 150 кг/мм

Яд — Ep

Напряжение в наружном волокне

+, = 30,34 кг/мм

ИО

1 1 — — —

D Е

Деформация наружного волокна — + ст = 0,006 и

Найденные значения подставляются в уравнение (1)

Ðp= 16572 кг

Ошибка х= Р 100 ю — +2 Зоо

Рд

2. Расчет остаточной кривизны.

Из испытаний на растяжение сш, =0,22 и

f = 0,7. Тогда e„= f я, = 0,154.

Деформация устраняемой кривизны я, = = 0,0012.

2го

Минимум задаваемой деформации правки ср — =, + я = 0,0032.

Модуль упрочнепия биметалла л,п

0 — (р) — 140,6 кг/мм л р

Квадрат радиуса инерции

1 hb

i = — =475

F 12há

Формула изобретения

Способ правки биметаллов деформацией, отличающийся тем, что, с целью получения высокого качества правки и повышения производительности труда, правку осуществляют растяжением, а усилие растяжения определяют из следующего соотношения:

+ и+

35 ср — — эмпирический коэффициент, учитОим тывающий уменьшение сопротивления знакопеременным пластическим деформациям (по аналогии с эффектом Баушингера);

F — площадь сечения полосы, мм, 40

app—

F — среднее удельное напряжение в металле под усилием правки P (из эксперимента), кг/мм, и г ь >

a„=a — +a, 1 —— бим т т тт ) — средневзвешенный предел текучести биметаллов, кг/мм, a„„ a,, — предел текучести, кг/мм ; йь и, Ь вЂ” толщины слоев, мм, и суммарная толщина биметалла, мм; вм — относительная деформация наружного слоя полосы; от — относительная деформация на пределе текучести; в„= f. вш — максимально допустимая во избежание локализации деформаций и образования черезмерных местных утонений деформация растяжения биметалла (/ —:коэффициент, рассчитываемый как отношение наименьшей из на45

55

65

Найденные значения подставляются в уравнение (2) — = 1,32 10-о 1/мм.

5 то

Рассчитываем ошибку путем определения по изветному остаточному радиусу остаточной стрелы прогиба о (о + Иост)

Iî =0,24 мм

8r„8rppT

Фактическая стрела прогиба после правки

/ос,=0. Ошибка объясняется приближенностью, последней формулы и вполне допусти15

Таким образом, сравнение результатов расчета с экспериментальными данными показывает, что предлагаемый метод расчета обеспечивает удовлетворительную точность теоретического определения параметров предлагаемого способа правки биметаллов.

5?0426

Составитель Д. Позднеева

Корректор Н. Аук

Техред И. Карандашова

Редактор Н. Суханова

Подписное

Заказ 2079/4 Изд. № 732 Тираж 1080

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 блюдаемых при испытаниях деформации е„, к среднему ее значению еш; зш = ед — деср формация к моменту начала образования шейки при простом растяжении); вр — необходимая для выправления полосы относительная деформация удлинения (для правки растяжением необходимо выполнение неравенства во+вт(ер(в„

A где ео — — — — относительная де2 о формация устраняемой кривизны; ев — относительная деформация в момент достижения предела прочности материала; гв — радиус устраняемой кривизны, мм);

К, п — коэффициенты аппроксимации кривой упрочнения би металл а степенной функцией;

K а п

Яд — F P — усредненное значение модуля пластичности биметалла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Слоним Л. 3. и Сонин А. Л. Машины для правки листового и сортового материала.

М., «Машиностроение», 1975, с. 76, рис. 29.

2. Патент Франции № 2182019, кл. В 21D

1/02, 11.01.74.