Способ формообразования фланцев на цилиндрических заготовках

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и1948489 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) За влево 02. 08. 79 (2l )2788151/25-27 с присоединением заявки М(23) Приоритет(5I)M. Кл.

В 21 D 19/04

3ЬвудврствивыИ квмктвт

CCCP ю двлаи взевретеккв в вткритв1т

Опубликовано 07.08.82. Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 07.08,82 (53) УЙК, б21.774 .8 (083.8) А. В. Ткаченко, B. Л. Арутюнов, А. Я.Рабин вич, Г. И. Бугрин, С. Н. Волков, Н. С. Егоров и В. А. Ларионов (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ФЛАНЦЕВ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ЗАГОТОВКАХ

f5!

Настоящее изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно, к способам формообразования фланцев на цилиндрических заготовках.

Известен способ формообразова" ния фланцев на цилиндрических заго" товках, включающий осадку нагретого торцового участка предварительно saжатой по боковой поверхности и вра" щающейся заготовки с одновременным приложением в радиальном направле" нии усилия подпора f13.

Недостатком известного способа является невозможность получения тонкостенных фланцев различной кон" фигурации.

Целью настоящего изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения формообразования тонкостенных фланцев различной конфигурации.

Указанная цель достигается ва счет того, что в процессе формо2 образования к заготовке прикладывают в радиальном направлении калибрующее усилие растяжения, а после осадки раскатывают торец заготовки с одновременным приложением осевого усилия подпора, а затем производят выглаживание полученного фланца при температуре отжига.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - то же, в конечный мо". мент формообразования.

Устройство для осуществления способа включает планшайбу 1 с калибровочно-зажимным устройством 2, в которое устанавливают заготовку 3. Торец заготовки нагревают с помощью индуктора 4. Осадку осуществляют с помощью давильного ролика 5 при подпоре в радиальном направлении с помощью внутреннего бокового ролика 6. Операцию раскатки и проглаживания производят также с помощью давильного ролика 5 при осевом подпо948489 ре с помощью наружного бокового ролика 7

Пример конкретного осуществления способа.

Предлагаемый способ был применен для изготовления заготовок кольцевых деталей газотурбинных двигателей из титановых сплавов ОТ4- 1, ВТ5- 1, ВТ-20, нержавеющей стали ЭИ-962, жа" ропрочного сплава ЭП-718, имеющих t0 фланцы различной конфигурации. Напри» мер,партию кольцевых заготовок из материала ВТ5-1 диаметром 800 мм, высотой 200 мм, имеющих толщину цилинд. рической части 15 мм и два одинаковых фланца шириной 30 мм и толщиной

10 мм изготавливали следующим обраю зом.

Из листа толщиной 15 мм изготав-ливали сварные обечайки. При этом вы рр соту обечайки определяли исходя из равенства объемов металла в обечайке с фланцами и исходной обечайке под формообразование и была равна 220 мм„ диаметр определяли с учетом калибров- 2s ки обечайки радиальным растяжением со: степенью деформации 0,4i. Он составлял 796,8 мм.

Обечайки после сварки из зачистки сварного шва подвергали правке по зв диаметру гибкой прокаткой на станке

ПГ-9. Остаточная овальность на обечайках после правки составляла 4-6 мм.

Формообразование фланцев осуществлялось на экспериментальном станке СКД-3, специально. созданном для формообразования фланцев предлагаемым способом.

До Формообразования фланцев расчетным путем определяли:. высоту нагреваемого (деформиру" емого) участка обечайки Н; количество проходов (оборотов планшайбы) при осадке М

- осевую подачу давильного ролика при осадке на каждом проходе 1 количество проходов при раскатке .Йк,, - осевую подачу давильного ролика

npu) раскатке на каждом проходе

«1Р скорость вращения Нланшайбы и.

Экспериментально были определены: — допустимая степень деформации о при осадке за один проход Kgg =304;

" допустимая степень деформации при раскатке за один проход Вр =303;

- полная осадка L т.е. величина . осевой подачи ролика до момента распространения очага пластическои деформации (утолщения ) на всю зону нагрева, которая составила 6 мм;

" осевая подача давильного ролика при проглаживании K=0,5 мм, Высоту нагреваемого участка определяли исходя из равенства объемов металла во фланце и нагреваемого деформируемого участка по формуле

/ где Оф - наружный диаметр фланца, мм;

0 - внутренний диаметр обечайBH ки, мм;

t - толщина фланца (в осевом направлении), мм;

0Н - наружный диаметр обечайки, мм, Таким образом, (800+2 х30) -800: ÌÎ

=20,3 мм, ЕЭО - 800 Z

Количество проходов при осадке определяли по формуле

Р 1 Н С " 2ОЗ

Ос Ь (4-Ео ) Ccg(4-0,3)

Осевая подача йри посадке определялась по шормуле:

10 =Ео Н = 0,3х20 3=6,1 мм.

Количество проходов при раскатке определялось по формуле:

Lp Ч " н-е

ОС

P где Lp - величина полной раскатки.

=Н - loc t+ K=20,3-6,1-100 5=3,7 т.е.

Мр = 0,8.

45 Так как Ир - целое число, то его приняли равным единице.

Осевая подача при раскатке 1р равнялась 3,7 мм, т.е. совпадала с величиной полной раскатки, т.к. степень

s0 деформации при этом не превышала допустимой Ер за один проход. — — -ОЯ6 р 37 3Т

= Н-Е 2О,З-Ь,1- М, Скорость вращения планшайбы определяли по специальной методике, исходя из мощност нагревательного устройства, марки материала обечайки, тем948489 пературы нагрева, конструкции индуктора, КПД нагревательного устройства, высоты и толщины нагреваемого участ- . ка обечайки. В данном случае скорость вращения обечайки составила n=

0,9 об/мин. формообразование фланца проводили в такой последовательности:

Обечайку установили на планшайбу станка, калибровали растяжением с помощью калибровочно-эажимного устройства со степенью деформации 0,21, При этом осуществили. ее зажим и центрирование, затем привели ее во вращение со скоростью 0,9 об/мин и нагрели ее торцовый участок на длине 20,3 мм с помощью индуктора, подведенного к внутренней его поверхности. После нагрева торцового участка до температуры горячего деформирования, составляющей для титанового сплава ВТ5-1 950-980оС, произвели осадку торца с подачей .б,1 мм с помощью давильного и бокового внутреннего ролика, а затем раскатку с осевым подпором образовавшегося утолщения с помощью давильного и бокового наружного ролика с подачей 3,7 мм.

После раскатки утолщения и образования фланца температуру нагрева торцового участка понизили до 750-800 С (температура отжига ВТ5-1) и поверх ность фланца прогладили с помощью давильного ролика с подачей 0,5 мм.

Затем выключили нагрев, ролики отвели от зажима и сняли со станка. Затем провели формообразование второго фланца в той же последовательности и на тех же режимах, что и первого> ввиду их идентичности.

Способ позволяет изготавливать изделие в виде цилиндра с фланцами минимальной толщины и различной конфигурации.

Формула изобретения

Способ формообразования фланцев на цилиндрических заготовках, включающий осадку нагретого торцового участка предварительно зажатой по боковой поверхности и вращающейся заготовки с одновременным приложением в радиальном направлении усилия подпора, о т л и ч а ю щ и и з с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения формообразования тонкостенных фланцев, различной конфи" гурации, в процессе формообразования к заготовке прикладывают в радиальном направлении калибрующее усилие рас гяжения, после осадки рас" катывают торец заготовки с одновре" менным приложением осевого усилия подпора, а затем производят выглаживание полученного фланца при температуре отжига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции У 2101221, кл. В 21 О 19/00, 1972.

948489

Составитель В. Лаврентьев

Редактор Б. Федотов Техред Е.Харитончик Корректор А. Дзятко

Заказ 6124j27 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4