Способ прокатки тонкостенных профильных кольцевых конических изделий с фланцами

(51)5 В 21 Н 1/06 Е ИЗОБРЕТЕНИ ПИ ЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1393514, кл. В 21 Н 1/06, 1986.(54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ТОНКОСТЕННЫХПРОФИЛЬНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ КОНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ФЛАНЦАМИ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к прокатномупроизводству. Цель изобретения - повышение качества получаемых изделий за счетобеспечения равномерности проработкиструктуры металла при прокатке. Кольцеваязаготовка состоит из наружного и внутренЖ, 1683850 А 1 него соосно расположенных кол мпоследнее изготовлено из менееного материала, чем наружное к цоходную высоту наружного кольцаопределяют из выражения Н 0=Нфл/(1,16 -0,16 А), А =О,/01, где Н 0 - исходная высотанаружного кольца Нфл - высота фланца;Ок - внутренний диаметр изделия со стороны фланца, 01 - внутренний диаметр наружного кольца, л, - вытяжка профиля.Составную заготовку нагревают да температуры горячего деформирования. помещают в калибр, соответствующий профилюготового изделия. Прокатку осуществляютнаружным и внутренним валками. После деформирования части составной заготовки аразъединяют, Внутреннее кольцо можетбыть при этом изготовлено из более де- Щшевого металла, чем наружное. 1 з, и,ф-лы; 2 ил.Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к прокатке колец, и может быть использовано в двигателестроении, турбостроении и машиностроении для получения кольцевых изделий с профильным поперечным сечением.Целью изобретения является повышение качества получаемых изделий за счет обеспечения равномерности проработки.структуры металла при прокатке.На фиг. 1 изображена схема прокатки кольцевой заготовки с фланцем, начальная стадия; на фиг. 2 - изделие после прокатки,Кольцевую заготовку, состоящую из наружного рабочего кольца 1 высотой Н 1, внутренним диаметром 01, шириной Во и внутреннего (технологического) кольца 2 Высотой Н 2, внутренним диаметром 02 шириной Во, помещают в калибр, соответствующий профилю готового изделия, Калибр состоит из наружного 3 и внутреннего 4 валков. Он включает рабочие поверхности 5 и б, коническую поверхность 7, вертикальную поверхность 8.Способ осуществляют следующим образом,Кольцевую заготовку выполняют составной иэ наружного кольца 1 и внутреннего технологического кольца 2, изготавливаемого из более дешевого металла, чем наружное, Внутреннее 2 и наружное 1 кольца имеют общую ось симметрии, Высоту нарукного кольца (Но=Н 1) определяют по зависимостиН о=Н фл/(1,16 - 0,16 Л ),где А =Ок/01,Нфл - высота фланца изделия;О - внутренний диаметр изделия соСтороны фланца;01 - внутренний диаметр наружногокольца,Составную заготовку деформируют врадиальном направлении между наружнымЭ и внутренним 4 валками, Формированиекольцевой части иэделия осуществляют радиальным усилием, создаваемым рабочимиповерхностями 5 и 6 калибра, а формирование фланцевой части изделия осуществляютусилием, направленным под углом а к радиальному усилию, создаваемым конической 7и вертикальной 8 поверхностями калибра,При сближении валков 3 и 4 происходитсмешение объема металла, находящегосямежду рабочими поверхностями 5 и б, врезультате чего осуществляется увеличениедиаметра заготовки и ее уширение, Металлкольцевой заготовки, заключенный ме.кду30 35 40 45 50 55 а наклона фланцевого элемента 20 О,5 10 15 20 25 конической поверхностью 7 и вертикальной поверхностью 8, деформируется, В результате этого в поперечном сечении заготовки горизонтальные волокна получают различные высотные обжатия, а именно: в кольцевом элементе большие, чем во фланцевом элементе. Поэтому при дальнейшем обжатии кольцевой заготовки рабочими поверхностями 5 и 6 калибра происходит сдвиг горизонтальных волокон и, соответственно, линии разъема (по диаметру О) в направлении обжатия,В результате формоиэменения образуется кольцевое изделие с кольцевым элементом 9 и фланцевой частью 10,После прокатки внутреннее и наружное кольца разъединяют, например, механической обработкой на металлорежущих станках, При этом внутреннее технологическое кольцо изготавливается из более дешевого материала, а из наружного кольца в дальнейшем изготавливают готовое изделие,При прокатке изделий из жаропрочных никелевых сплавов, алюминиевых, свинцово-сурьмянистых сплавов экспериментально установлены следующие статические закономерности, характеризующие уменьшение высоты фланца кольцевой заготовки;Но=Нфл/1,16-0,16 Л), (1)Во=Вам/(0,4+О,б Л),где Вк - ширина прокатного изделия;Во - исходная ширина кольца.При значении высоты наружной кольцевой заготовки Но, меньшем, чем определенное из математического соотношения, невозможно выдержать размер иэделия по высоте, При большей, чем нужно, высоте будет не выдержан диаметр изделия.Способ позволяет прокатывать профильные изделия из составной кольцевой заготовки, внутреннее и наружное кольца которой выполнены иэ материалов с различными механическими характеристиками.П р и м е р, Моделирование промышленной технологии проводят на свинцовых заготовках, Внутреннее кольцо изготавливается из свинца марки с 1, наружное кольцо - иэ свинцово-сурьмянистого сплава,В процессе прокатки необходимо получить изделие со следующими размерами: ширина изделия В 20 мм; толщина стенки Ь 4,1 мм; высота фланца Нфл 9,2 мм. Внутренний диаметр фланца Ок 213,6 мм, шири на фланца в основании Вфл 8 мм. Угол у наклона конического элемента 10, угоПо известным размерам определяют объем готового изделия Чк=70700 мм . Наз значают вытяжку Л:1,5.Определяют размеры исходной кольцевой заготовки (первое приближение): О Н фл 20 0,4атки сходНазначают новую вытяжку (второеближение): кольцевойе); высотам; ширина 40 размеры исходнои торое приближени 9,20,16 1,530 1,16 Формула изобретения 1. Способ прокатки тонкостенных профильных кольцевых конических изделий с фланцами, включающий обжатие кольцевой заготовки двумя сближающимися валками, при этом формирование кольцевой части изделия осуществляют усилием, направленным радиально, а формирование фланцевой части изделия - усилием, направленным под углом к радиальному направлению, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий за счет обеспечения равномерности проработки структуры металла, при обжатии используют составную кольцевую заготовку, выполненную в виде соосно расположенных внутреннего и наружного колец, при этом исходную высоту наружного кольца определяют из соотношения 15,1 6 1,5 0,4 + нний диаметр о 1 З,1 а Ю 5=138,3 мм,45 тическую вы ределя жку: Ок 213,6138,3 - 1,544 . 01 Яф =1,544 потся от заданнавливаются 55 Так как величина вытяжквторому приближению отличной Л 2 =1,53 менее 5, то остна втором приближении.Размеры внутреннеготехкольца: высоту Н 2 и внутре01 назначают из условия при нологического нний диаметр мерного равенства размеров ширины фланца Вф, и толщины кольцевого элемента (стенки) пст. Равенство толщин у различных элементов поперечного сечения профиля кольцевой 5 заготовки обеспечивает примерное равенство теплового режима в случае горячей прокатки колец из жаропрочных никелевых ИБ -Ъ В 7 сплавов, склонных к образованию разнозернистости в структуре материала.9,2 10 Таким образом, по известным размерам 1,16 - 0,16 1,5 внутреннего кольца в конечной стадии (В 1,О, Ок, (Ьст - й), ) определяют начальные раз- В меры Во, Н 2 О, 02, + 0,6,Г 0.4 + 0,6 1,6 Исходные заготовки имели следующие 15 геометрические размеры: ширина составной кольцевой заготовки Во 15 мм; высота наружного, кольца Н 1 О 10 мм; высота внуттр равен реннего кольца Н 2 О 10 мм; внутренний диаметр 02 внутреннего кольца 120 мм;Ч 20 внутренний диаметр наружного кольца 01 0 ;ц, В Н 140 мм. Отношение пределов прочности материалов колец о 1/о 2 = 3,Составную кольцевую заготовку раска- Втывали на лабораторном кольцепрокатном25 стане. Приводной ролик имел диаметр, равВычисляют фактическую вытяжку; ный 300 мм, а внутренний нажимной ролик - 100 мм.О. 213 6 После проведения опытной прок ф О 136,2 1,568,возможна корректировка размеров и 30 ной составной заготовки,Использование способа обеспечивает получение кольцевых конических заготовок с фланцами, повышается качество изделия 1 за счет равномерной проработки структуры Л 2 = - (Л 1 + Лф ) = 1,53 . 35 металла, увеличивается коэффициент использования материала, экономятся дорогостоящие жаропрочные сплавы, так как в Находят заготовки (в качестве технологического кольца используются более дешевые сплавы.1683850 НоНфл/(1,16-0,16 ,Ок О 1 Составитель М,Антошинр М.Бандура Техред М.Моргентал Корректор М,Шароши.Заказ 3462 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательсий комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 где Но - исходная высота наружногокольца;Нфл - высота фланца изделия;0 - внутренний диаметр изделия состороны фланца,1 01 - внутренний диаметр наружнойкольцевой заготовки,а внутреннее кольцо после окончания формообразования заготовки отделяется от го 5 тового изделия в виде наружного кольца,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что внутреннее кольцо изготавливаютиз более дешевого металла, чем наружное.