Способ изготовления кольцевых поковок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1630867 19) 1)5 В 21 1 1 04, 5 00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ ь изобретени штампа за сч илий деформ при штампо а за счет я - повышет уменьшеирования ивке и снижеуменьшения ение стоиия потребзапирания ие расхода толщины остиых уатриеталлыдрьНаельно. 4 показана последовавыполняемых при изгоиг. 1 - ь опера ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Производственное объединение Уралмаш(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЬ 1 Х ПОКОВОК(57) Изобретение относится к обработкеметаллов давлением и может быть использовано при производстве заготовок для крупногабаритных подшипников, бандажей и колец. Цель изобретения - повышение стойкости штампа за счет уменьшения потребных усилий деформирования и запиранияматриц при штамповке и снижение расхода Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления крупногабаритных кольцевых поковок с применением штамповки в закрытых штампах, и может быть использовано в цехах металлургических заводов, занятых производством заготовок для крупногабаритных подшипников, бандажей и колец с применением раскатки. металла за счет уменьшения толщины выдры, Взвешенную и осаженную заготовку помещают в полость между разъемными матрицами закрытого штампа. При штамповке, осуществляемой в два этапа, на заготовку воздействуют усилием пуансона, На первом этапе усилие запирания матриц является полным с точки зрения технологической потребности. Этап завершают при величине недозаполнения острых углов штампа 0,05 - 0,1 наружного радиуса поковки и толщине перемычки под пуансоном 0,2 - 0,3 высоты поковки. Второй этап ведут при том же усилии пуансона, но усилие запирания матриц уменьшают до достижения толщины выдры 0,05 - 0,15 радиуса отверстия поковки. Затем поковку извлекают из штампа, прыскают выдру и осуществляют раскатку. Изобретение позволяет снизить потребныеусилия деформирования и запирания матриц и уменьшить отходы металла в выдру. 6 ил. товлении кольцевых поковок; на фиг, 5 действие усилий штамповки, зажима (запирания) матриц штампа и изменение формы штампуемой заготовки в результате выполнения последовательных приемов штамповки; на фиг. 6 - график зависимости средних нормальных напряжений на пуансоне, отнесенных к сопротивлению деформации материала образцов, от величины недозаполнения острых углов штампа и толщины перемычки под пуансоном на первом этапе штамповки (для способа-прототипа и предлагаемого способа).Способ осуществляют следующим образом.Нагретую штучную цилиндрическую заготовку (фиг. 1), отрезанную от слитка с волнистой (типа ромашка) боковой поверх 163086750 Формула изобретения 55 ностью, осаживают, получая поковку (фиг. 2), взвешивают, а затем штампуют в штампе с разъемными матрицами в два этапа, в результате чего получают штампованную заготовку (фиг. 3) с тонким дном. Затем производят просечку выдры и кольцевая поковка (фиг. 4) готова к раскатке.Величина недооформления заготовки в результате выполнения первого этапа штамповки определяется размером Ь (фиг. 5), а толщина перемычки под формовочным пуансоном - размером Ь. Относительный диаметр получаемого прй штамповке изделия определяется параметром п=Р/Р, а уклон боковой поверхности - углом а.Первый этап штамповки выполняют при полной величине технологически потребного усилия Рз запирания матриц 1 и 2 (фиг. 5) путем увеличения усилия Р, штамповки, прилагаемого к формовочному пуансону 3, и заканчивают при недозаполнении острых углов штампа на величину Ь= (0,05 - О,1) К и тол щине перемычки под формовочным пуансоном, равной Ь - (0,2 - 0,3) Н. На втором этапе штамповки углубляют полученное отверстие до толщины выдры, равной Ь= =0,05 - 0,15) й путем уменьшения усилия запирания матриц без увеличения усилия Ри штамповки. Толщину выдры окончательно корректируют в указанных пределах по разности массы штампуемой заготвки и изделия.Обоснование регламентируемых по предлагаемому способу пределов изменения размеров Ь, Ьу и Ь (фиг, 2) тесно связано с его целями, обусловливающими получение положительного эффекта (прежде всего за счет дополнительного эффекта). Для обоснования этих пределов было проведено также обширное экспериментальное и теоретическое исследование технологически потребных усилий штамповки и запирания матриц при штамповке в штампах с разъемными матрицами.Регламентированная величина недозаполнения острых углов штампа на величину Ь= (0,05 - 0,1) Ко и толщина Ь -- (0,2 - 0,3) Н перемычки под формовочным пуансоном, достигаемые в результате выполнения первого этапа штамповки, позволяют получить заготовку, пригодную по геометрии наружной поверхности для последующей раскатки. При этих условиях, в частности, устраняется исходная волнистость боковой поверхности заготвки (ромашка), что необходимо для нормальной работы раскатного стана. В то же время достигнутое при этом значение толщины Ь= (0,2 - 0,3) Н перемычки для крупногабаритных изделий без применения второго этапа привело бы к большим технологическим потерям металла с выдрой. Вместе с тем, попытка уменьшения Ь, в рамках первого этапа привела бы к резкому снижению стойкости штампа или пластической деформации самого формо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вочного пуансона, что следует из анализа результатов вышеупомянутых исследований.Эффект дополнительного внедрения формовочного пуансона на втором этапе и соответствующего уменьшения толщины дна от Ь и до Ьу (фиг. 5) связан с изменением напряженного и деформированного состояния материала при уменьшении усилия запирания штампа, По сравнению с известными способами (например, с открытой прошивкой) в предлагаемом способе на втором этапе штамповки не происходит искажения формы изделия от дальнейшего внедрения формовочного пуансона, так как контакт матриц с заготовкой по ее наружной поверхности не нарушается и на втором этапе штамповки. В этом состоит суть нового дополнительного эффекта, связанного с механикой взаимодействия деформируемой заготовки с инструментом на поверхности их контакта.Пример. При изготовлении кольцевой поковки фланца с размерами по наружному диаметру, равному 1765 мм, внутреннему диаметру, равному 1400 мм, и высотой 280 мм цилиндрическую заготовку диаметром 586 мм с волнистой боковой поверхностью (ромашка) высотой 716 мм осаживают до высоты 275 мм. После взвешивания осажденной заготовки производят ее штамповку в штампе с разъемными матрицами в два этапа. В результате выполнения первого этапа получают предварительно штампованную заготовку наружным диаметром 980 мм и высотой 260 мм с отверстием и толщиной перемычки, равной Ь -- 78 мм, под формовочным пуансоном. Недозаполнение острых углов штампа при этом составляет Ь=45 мм, В результате выполнения второго этапа достигают уменьшения толщины дна до толщины выдры, равной Ьф= = - 50,7 мм, рассчитанной по разности массы штампуемой заготовки и окончательного изделия. После штамповки производят просечку выдры и раскатку штампованной заготовки до наружного диаметра 1765 мм, внутреннего диаметра 1400 мм и высоты 280 мм, Кольцевая поковка готова.Использование предлагаемого способа изготовления кольцевых крупногабаритных поковок в сравнении со способом-прототипом позволяет снизить усилия штамповки и запирания матриц, повысить стойкость штампа и снизить расход металла. Способ изготовления кольцевых поковок, преимущественно крупногабаритных, включающий взвешивание цилиндрической заготовки, ее осадку, штамповку выдавливанием в закрытом штампе с разъемными матрицами, усилием деформирующего пуансона, просечку выдры и раскатку, отличающийся1 б 30867 фиг. 1 иг,тем, что, с целью повышения стойкости штампа за счет уменьшения потребных уси,лий деформирования и запирания матриц при штамповке, а также снижения расхода металла за счет уменьшения толщины выдры, штамповку осуществляют в два этапа, первый из которых ведут при полной величине технологически потребного усилия запирания матриц и завершают его по достижении величины недозаполнения острых углов штампа 0,05 - 0,1 наружного радиуса поковки и толщины перемычки под пуансоном, составляющей 0,2 - 0,3 высоты поковки, а на втором этапе деформирование ведут при той же величине усиления пуансона с уменьшением усилия запирания матриц до получения толщины выдры, составляющей 0,05 - 0,15 радиуса отверстия поковки.Составитель В. Аристов Редактор А. Резин Техред А. Кравчук Корректор Л. Бескид Заказ 5 3 Тираж 408 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул, Гагарина, 101