Способ изготовления кольцевых изделий

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может найти применение при изготовлении кольцевых изделий для различных отраслей машиностроения. Цель - снижение коэффициента использования металла при производстве кольцевых изделий. Слиток раскраивают на комплекты из N*981 единичных заготовок, подрезают с образованием шеек между заготовками. Затем слиток разделяют на комплекты, которые нагревают и осаживают. После осадки комплекта производят его разгонку с образованием перемычки. Диаметр полости при разгонке выполняют равным значению D<SB POS="POST">п</SB>=KD<SB POS="POST">ш</SB>/(1-E), где D<SB POS="POST">п</SB> - диаметр полости после разгон ки комплекта

D<SB POS="POST">ш</SB> - диаметр шейки в комплекте

K - коэффициент неравномерности деформации шейки

E - степень осадки комплекта. Далее осуществляют прошивку и прокатку. Способ позволяет сократить в 2-2,5 раза отходы металла в выдру при прошивке заготовок. 8 ил.

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1569065 (1)5 В 21 Н 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4158663/25-27 (22) 08.12.86 (46) 07.06.90. Бюл. NÃ 21 (71) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. Карла Либкнехта и Институт черной металлургии (72) В.И. Хейфец, Л.A. Левицкий, П.П. Быков, В.М. Озимин ,и Л. Г. Тартаковская

;,(53) 621.771.29(088.8} (56) Шифрин М.fl) Соломович М.Я. Производство цельнокатаных колес и бандажей. - М.: Металлургиздат, 1954, с. 430-438. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛ6ЦЕВЫХ .ИЗДЕЛИЙ (57} Изобретение относится к обработке металлов давлением и может найти применение при изготовлении кольцевых изделий для различных отраслей машиИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цельнокатаных кольцевых изделий для различных отраслей машиностроения.

Целью изобретения является повышение коэффициента использования металла при изготовлении кольцевых изделий эа счет уменьшения отходов металла в выдавку при прошивке заготовок.

На фиг. 1 показан исходный слиток после подрезки на комплекты; на фиг. 2 - комплект заготовок перед осадкой; на фиг. 3 — осадка комплек2 ностроения. Цель - снижение коэффициента использования металла при про- . изводстве кольцевых изделий. Слиток раскраивают на комплекты из n )- 1 еди" ничных заготовок, подрезают с образованием шеек между заготовками. Затем слиток разделяют на комплекты, которые нагревают и осаживают. После осадки комплекта производят его разгонку с образованием перемычки. Диаметр полости при разгонке выполняют равным значению D KD !(1-e), где D диаметр полости после раэгонки комплекта; D диаметр шейки в комплекте;

К вЂ” коэффициент неравномерности деформации шейки; е — степень осадки р комплекта. Далее осуществляют прошив- Е ку и прокатку. Способ позволяет сократить в 2-2,5 раза отходы металла в выдру при прошивке заготовок. 8 ил..та; на фиг. 4 - разгонка комплекта пуансоном; на фиг. 5 - комплект единичных заготовок с полостью после © разгонки; на фиг. 6 - прошивка заго- О товки с перемычкой; на фиг. 7 - прокатка прошитой заготовки на кольце прокатном стане; на фиг. 8 - график зависимости коэффициента неравномерности деформации шейки К от параметров комплекта. еавЗь

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный слиток раскраивают на комплекты 1, при этом количество единичных заготовок 2 в комплекте может

1569065 быть две, три и более. Высоту единич-. ных заготовок в комплекте определяют исходя из массы готового изделия, величины удаляемой выдавки угара при а 5 нагреве до температуры деформации, параметров исходного слитка. Величины

Н„ и Но определяют исходя иэ найденных высот единичных заготовок, их ко личества в комплекте, а также высоты 10 шеек в комплекте, обусловленной шириной рабочей кромки режущего инструмента.

После раскроя слиток подрезают с .,образованием шеек в комплекте, диаметр которых определяют из зависимости

D = К а

Э ы и 1-е где К - коэффициент неравномерности деформации шейки в комплекте;

Рш — диаметр оставляемой при подрезке комплекта шейки, мм; е - степень осадки комплекта.

Величина степени осадки е в практике кольцепрокатного производства находится в пределах 0,3-0,5 и для данного типоразмера кольцевых изделий назначается технологически.

Значение коэффициента К для каждой шейки комплекта определяют в зависимости от соотношения между начальной высотой комплекта Н и расстоянием

Н, от первого по ходу раэгонки торца комплекта до соответствующей шейки по графику (фиг. 8). 35

Диаметр полости при прочих равных условиях зависит от диаметра прошивающего пуансона, величину которого определяют исходя из условия свободной загрузки кольцевой заготовки на 40 вйутренний валок кольцепрокатного стана. В кольцепрокатном производстве применяют пуансоны диаметром 160350 мм с диапазоном через каждые

10 мм, причем прошивающие размеры 45 пуансонов назначают пропорционально размерам прокатываемых изделий.

Исходя из этих условий, предварительно задаваясь. диаметром полости после разгонки D„, найденным по графику (фиг, 8) коэффициентом К и принятой для данного типоразмера изделий степенью осадки e,,определяют диаметры подрезаемых шеек в комплекте D,.

Диаметр шеек между комплектами выбирают исходя из усилия слитколомателя.

После подреэки слиток разделяют с помощью слитколомателя 3 на комплекты, которые нагревают до температуры деформации, после чего подают на пресс (фиг. 2) для осадки и разгонки. Осадку комплекта 1 со степенью осадки е осуществляют между верхней 4 и нижней плитами пресса до получения промежуточного комплекта 6 высотой H к (фиг.3).

После осадки производят разгонку комплекта пуансоном 7 (фиг. 4) до образования перемычки 8 в последней по ходу разгонки заготовке. Затем поднимают пуансон 7 и верхнюю плиту 4 пресса в исходное положение. В результате разгонки образуется полость диаметром D n и происходит разделение комплекта íà (n-1) кольцевых заготовок 9 и одну заготовку 10 с перемычкой (фиг. 5). Заготовку 10 с перемычкой прошивают на отдельно стоящем прессе (Фиг. 6) прошивнем 11 с удалением перемычки 8, после чего заготовку прокатывают до требуемых размеров на кольцепрокатном стане (фиг. 7). Кольцевые заготовки передают на кольцепрокатный стан (фиг. 7), где осуществляют их прокатку между наружным 12, внутренним 13 и торцовыми 14 валками до получения кольцевого изделия 15 необходимых размеров D x d x h.

Степень осадки комплекта е - ве- личина технологическая и определяется как отношение разности высот комплекта Н и Нк до и после осадки к высоте комплекта до осадки Но

Но-Н к й.

КоэфФициент неравномерности деформации шейки К - величина переменная и определяется в зависимости от соотношения в исходном комплекте величин

Н где Н - расстояние от данной шей о ки до первого по ходу разгонки торца комплекта; Но - высота комплекта до осадки. В практике кольцепрокатного

Н производства величина --- находится

НО в пределах 0,2-0,8.

Оптимальные значения коэффициента

К для данной шейки в зависимости от

Н соотношений „-- определены экспериментально и находятся в области, ограниченной кривыми (фиг..8).

При К < 1,05 процесс разделения комплекта на единичные заготовки происходит нестабильно вследствие наличия определенной несоосности пуансона и

H = 270 мм и в третьем комплекте

Н,= 287 мм.

Диаметр Шейки в комплектах D „, определяют следующим образом. Для заданного типоразмера кольцевых изделий величина степени осадки 8 составляет

0,3, диаметр полости D„ = 250 мм.

Значение коэффициента К определяют по графику (фиг, 8), исходя из соотношен, Но ния ---= 0,51.в каждом комплекте (в первом комплекте =« ) 0,51, во втором

270 комплекте --- = 0,51 и в третьем комп, 3

287 лекте --- = 0,51}. Для каждого комплек565 та значения коэффициента К находятся в интервале 1,101-1,151.

Таким образом, зная величины степени осадки, диаметра попости после разгонки и коэффициента К, определяют величину диаметра шейки в комплекте (1-е) Рп

D = — -- — -- = 153-159 мм, К принимают Рш = 155 мм. Диаметр шеек между комплектами назначают равным

160 мм, исходя из усилия слитколомателя.

После подрезки слиток разламывают на три комплекта по две заготовки в каждом на слитколомателе усилием 4МН.

Нагрев заготовок перед деформацией осуществляют в кольцевых печах до

1260 С, при этом угар составляет 2ь от массы заготовок. Нагретые комплекты подают на пресс двойного действия усилием 40/20 МН, Осадку комплектов осуществляют между верхней 4 и нижней

5 плитами пресса до получения промежуточных комплектов высотой Н = 355375 мм. После осадки производят разгонку комплекта путем внедрения пуансона 7 s тело комплекта. При этом в последнеЙ по ходу разгонки заготовке формируют перемычку 8 высотой 50 мм.

В результате разгонки получают полость диаметром D„, связанным с диаметром шейки D t„ в комплекте зависимоРы стью D = К вЂ” ---, благодаря чему про1-е исходит разделение комплектов на две заготовки: верхнюю кольцевую 9 и нижнюю 10 с перемычкой. Кольцевые заготовки передают на кольцепрокатный стан (фиг. 7),. где осуществляют их прокатку между наружным 12, внутренним 13 и торцовыми 14 валками до поШирина реза при подрезке слитков на многосуппортных слиткоразрезных станках 20 мм. Слиток раскраивают на три комплекта по две заготовки в каж- 5Q

I дом, т.е. на шесть заготовок следующей высоты: 238, 245, 252, 260, 268 и 277 мм. При этом высота первого комплекта Ho = 503 мм, высота второго комплекта Н p = 532 мм, высота третье- 55 го комплекта Hо,= 565 мм; расстояние от первого по ходу разгонки торца комплекта до шейки в первом комплекте Н = 255 мм, во втором комплекте

5 15690 заготовки. При К > 1,20 на кольцевых изделиях,- прокатанных из всех заготовок данного комплекта, за исключением первой по ходу пуансона образуt

5 ются закаты, глубина которых превышает припуск на мехобработку. Причиной образования указанного дефекта является запрессовка краев шейки во внутреннюю поверхность кольцевых заготовок10 при их разгонке пуансоном.

Рш

При Р <К --- в процессе прошивки л 1-е комплекта не происходит его разделения на единичные заготовки. Такой комплект идет в брак, что увеличивает расходный коэффициент металла.

Рш

При D > К --- в кольцах, прокатан1-е ных из заготовок, расположенных ниже 20 данной шейки, появляются дефекты в виде закатов по внутренней поверхности изделия. В большинстве случаев глубина залегания закатов превышает 75"ь припуска на мехобработку. Такие коль-. 25 ца также бракуют. Увеличение припусков на механическую обработку нецелесообразно, так как сводит к нулю экономию металла, полученную от уменьшения количества выдавок. 30

Пример . Изготавливают кольца размерами D x d x h = 1100 х 918 х х 200 мм массой 452 кг из стали марки 50.

Слиток размерами D< х D„x L =

= 575 х 525 х 1640 мм раскраивают на три комплекта состоящие из двух заготовок (фиг. 1). Массу заготовок принимают равной 471 -кг, исходя из массы готового кольца 452 кг, величины вы- 40. давки, приходящейся на каждую заготовку указанного комплекта, равной

9,5 кг, и угара при нагреве, равного

23 от массы исходной заготовки или

9,5 кг. 45

1569065 лучения кольца 15 наружным диаметром

D = 1100 мм, внутренним диаметром

= 918 мм и высотой и = 288 мм. Заготовки 10 с перемычкой прошивают на

5 отдельно стоящем прессе усилием BMH (Фиг. 6) прошивнем 11 с удалением перемычки 8, после чего также прокатывают на стане до требуемых размеров (фиг. 7). Иасса выдавки на каждом ком-0 плекте 19 кг, т.е, 23 от массы готовых колец.

Способ позволяет сократить в 2-2,5 раза отходы металла в выдру при прошивке заготовок.. 15

Формула изобретения

Способ изготовления кольцевых иэделий, включающий раскрой слитка, его подреэку с образованием шеек, разделение слитка, нагрев до температуры деформации, осадку, раэгонку с образованием перемычки, последуоцую прошивку и прокатку, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования металла, разделение слитка осуществляют на комплекты из и > 1 заготовок, причем диаметр полости при раэгонке выполняютт pcl 8 HblM пы

D = К °--1-е где К - коэффициент неравномерности деформации шейки в комплекте;

D — диаметр оставляемой при подреэке комплекта шейки; е - степень осадки комплектна.

5690б5

1569065

@(к

<\д

443

С»

Составитель М, Тарлавская

Редактор И. Шмакова

1ехред л,сердюкова Корректор О. Ципле

Тираж 464 Лакая 1412

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101