Способ формообразования кольцевыхобечаек c фланцами

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскид

Социалистических

Республик ф*

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву „„К„з

В 21 К 1/38 (22) Заявлено 040579 (21) 2760620/25-27 с присоединением заявки Йо

В 21 Р 19/00

Государственный комитет

СССР во делам изобретений н открмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень N9 11 (53} УДК 621. 73 (088.8) Дата опубликования описания 250381 (72) Авторы изобретения

И. Л. Шитарев, Г. В. Проскуряков и А. Г., Проскуряков (w

4: (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ОБЕЧАЕК

С ФЛАНЦАМИ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам формообразования кольцевых обечаек с фланцами.

Известен способ формообразования кольцевых обечаек с фланцами путем нагрева кольцевой заготовки по всему ее периметру с регулированием температуры нагрева при использовании заготовки в качестве вторичной обмотки трансформатора в сети переменного тока промышленной частоты, и последовательной локальной осадки заготовки по дуговым участкам (11

Недостаток этого способа определяется тем, что высокая температура всей стенки (по периметру) обечайки в процессе формообразования фланца, равная температуре пластичности материала ведет к потере устойчивости. Из-эа последней невозможно управлять геометрией профиля стенки обечайки, так как осадка в штампе будет способствовать деформированию стенки на примыкающих к штампу участках из-за того, что к ним не прилагаются никакие боковые усилия, удерживающие их от бокового смещения. Кроме того, сохранение высокой температуры в течение всего периода формообразования за один оборот детали способствует росту зерна по всей высоте ее, образованию альфирован5 ного слоя и неравномерной структуре по сечению в результате локальной деформации. Если крупное зерно на деформируемом дуговом участке крошится в результате приложения усилия осадки, то на недеформируемом участке зерно так и остается. В резуль» тате наличия крупных зерен ухудшаются прочностные и пластические свойства материала иэделия, т ° е. качес15 ство получаемого изделия.

Цель изобретения — повышение качества получаемых иэделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе формообразования

20 кольцевых обечаек с фланцами путем нагрева кольцевой заготовки по всему ее периметру с регулированием температуры нагрева при использовании заготовки в качестве вторичной обмотки трансформатора в сети переменного тока проьыаленной частоты, и последовательной локальной осадки заготовки по дуговым участкам, нагрев заготовки по всему перимет30 ру производят до температуры высокого

814546

20

ЗО

45 ц

55

d0 отпуска ее материала, а каждый дуг<>вой участок перед осадкой дополнительно подвергают местному нагреву.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, продольный разрез; на фиг. 2 — вид в плане на фиг. 1.

Кольцевая заготовка 1 устанавливается на рабочую позицию, выполняет роль вторичной обмотки трансформатора 2, первичная обмотка 3 которого подключена к сети переменно го тока промышленной частоты. Заготовка пропущена через сердечник 4.

Обмотка 3 подключена через тиристорный регулятор 5 напряжения. Матрица

6 выполнена с опорным для заготовки кольцевым торцом 7 и поверхностями, предохраняющими стенку дугового участка 06 в полости 8 штампа уси— лиями Р, ц" и 1 -д от бокового смещения, возникающего в процессе дей— ствия усилия осадки Po ., которое прйложено к поверхности 9 пуансона

10. По ходу вращения заготовки перед штампом размещен индуктор 1.1 с фотопирометром 12 и датчик температуры

13 перед трансформатором 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку 1, размещенную на рабочей ползушке, нагревают по всему периметру до температуры высокого отпуска ее материала. Деформирование дуговых участков заготовки осуществляют локальной осадкой. Посредством индуктора 11 производят дополнительный подогрев каждого дугового участка подлежащего на очередной ста дии обработки деформированию.

Пример. Заготовку ввели в трансформатор при откинутом сердечни ке 4 с воэможностью вертикального вдоль последнего перемещения и установки на поворотное устройство (не показано), после чего закрепили. За— тем подключили первичную обмотку трансформатора к сети переменного тока с промышленной частотои E =50 Г и напряжением 0„ = 380 В через тиристорный регулятор 5 напряжения.

Во вторичной обмотке трансформатора, роль которой исполняет сама заготов— ка, начало трансформироваться напря— жение в электрический ток (сразу по всему периметру). При мощности трансформатора P= 150 кВ в первичной обмотке 3 ток составил порядка.

375 A. .Тиристорный регулятор 5 обеспечивает напряжение во вторичной обмотке трансформатора порядка

U = 15 В, регулируя, тем самым, в зависимости от высоты и толщины стенки силу тока 3 = 10000 й. Такие параметры обеспечивают нагрев загото ки с размерами Д = 1500 мм, S- =12 мм

Н = 50 мм до температуры высокого отпуска (для титановых сплавов это

600-650 C) в течение 2,5 мин. Получение данной температуры фик иру т датчик 13 температуры. После этого дуговой участок б, находящийся в зоне индуктора 11, продолжали на— гревать индуцированием тока высокой частоты до температуры пластичности материала (для титановых сплавов о

1050-1100 C). Так для нагрева дугового участка аб глубиною 32 мм при толщине стенки 12 мм можно рассчи— тать, сколько времени требуется для нагрева. Для этого можно использовать упрощенную формулу определения времени нагрева

7, 1 (T o Tüÿ = 711 1100-650 N (н — 5 ) 4Y57) 20 где Т вЂ” температура нагрева (конечная и начальная );

Н вЂ” высота нагрева (32 мм); толщина стенки нагрева(12 мм); время нагрева в сек;

N — - мощность генератора в кВт

500(кВт).

Если в продолжение индукционного нагрева сама заготовка остывает ниже

650 С, то параллельно с индуктором производится нагрев от трансформатора, только последний нагревает всю обечайку, а индуктор так и продолжает нагрев дугового участка аб.

Как только последний на высоте (2,5- 3)5 нагревался до темперао туры 1100 С, что определяли по фотопирометру, то производили поворот этого участка 06 специальным устройством (не показано) в зону штампа и вводили его в полость 8 штампа до упора в поверхность 7 матрицы 6. Как только нижний торец дугового участка 06 подоидет к матрице 6, -так сразу же во избежание заземления трансформатор отключается. В полости 8 штампа к боковым поверхностям другового участка а6

4 В прикладывают усилия P P тем самым зажимая его. Здесь Л

5 действует по всей высоте НН стен> t ки заготовки 1, а Ру, противоположно первому направленнсс, дей— ствует на высоте Н = Н„ †(2,5-3)5, где S — толщина стенки заготовки.

Затем производили осадку этого дугового участка посредством приложения к его торцу усилия P в продольном направлении стенки, оказываемого поверхностью 9 пуансона 10.

По окончании цикла осадки специальным устройством заготовки поднимали в свое исходное положение и тем самым выводили сдеформированный участок аб на полости 8 штампа, по выходе которого сразу же подключалась первичная обмотк-; 3 трансформатора 2 к сети переменного тока.

Индуктор 11 нагревал следующий дуговой участок Q6 по достижении заготовкой температуры высокого от— пуска 650 С. По окончании цикла

814546 осадки УсилиЯ Руд и Руд снижались чтобы дуговой участок аб можно было свободно вывести из полости 8. 3а время осадки заготовка не успевает остыть полностью, а потому времени на дополнительный нагрев затрачивается меньше, чем в начале обработки. Если в начале обработки было затрачено 2,5 мин для нагрева до температуры 650 С, то теперь на каждый шаг поворота придется затратить каждый раз по 20 сек(цифра ориентировочная),а нагрев каждого дугового участка перед поворотом

его в зону штампа производится также за 7,2 сек до температуры 1100 С.

Если учесть, что время рабочего хода пуансона 10-5 сек, время поворота, спуска и подъема за один цикл 5 сек, дуга аб имеет протяженность 150 мм, то с выше приведенными размерами заготовки за один ее оборот выполняется 30 циклов. В результату того, что за один оборот детали остаются частично.сдеформированные участки, то их деформируют на втором обороте.

В обшей сложности имело место 60 рабочих циклов, а суммарное время обработки составило ориентировочно

28,5 мин.

Таким образом, изобретение поз— воляет повысить качество обработки материала заготовки после деформирования, так как в результате комбинированного нагрева нет опасности роста зерна в той части стенки заготовки, которая нагревается только до температуры высокого отпуска, так как крупные зерна в деформируемой части крошатся под действием усилия осадки, а это значит, что структура равномерна. Кроме того, исключается опасность потери геометрии кольца, так как частичный нагрев

- до температуры высокого отпуска не повлечет за собой потерю устойчивости примыканицих к штампу участков.

t0

Формул а и э обрет е ни я

Способ формообразования кольцевых

15 обечаек с фланцами путем нагрева кольцевой заготовки по всему ее периметру с регулированием температуры нагрева при использовании заготовки в качестве вторичной обмот2О ки трансформатора в сети переменного тока проьышленной частоты, и последовательной локальной осадки заготовки по дуговым участкам, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий, нагрев заготовки по всему периметру производят до температуры высокого отпуска ее материала, а каждый дуговой участок перед осадкой дополнительно подвергают местному нагреву.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2553212/25-27, 1977.

81454á

Руе

Фиа Г

Заказ 891/14 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, а-35, Раушская наб., д. 4j5

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, .ул. Проектная, Составитель R. Субботин

Редактор JI. Белоусова Техред Л.Пекарь Корректор В. Бутяга