Способ формообразования кольцевыхобечаек c фланцами

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскидСоциалистическихРеспублик ф К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУво делам изобретен и открмтий публиковано 23.03.81. Бюллетень ЖДата опубликования описания 2%038(54) СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КОЛЬС ФЛАНЦАМИ ОБЕЧА обработкено кколь еч Изобретение относится кметаллов давлением, а именспособам формообразования Ц вых обечаек с фланцами.5Известен 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 11Недостаток этого способа опре деляется тем, что высокая температура всей стенки (по периметру) обечайки в процессе формообразования фланца, равная температуре пластичности материалаведет к по тере 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 ни какие боковые усилия, удерживающие их от бокового смещения. Кроме того, сохранение высокой темпера- ЗО туры в течение всего периода формообразования за один оборот деталиспособствует росту зерна по всейвысоте ее, образованию альфированного слоя и неравномерной структурепо сечению в результате локальнойдеформации. Если крупное зерно надеформируемом дуговом участке крошится в результате приложения усилияосадки, то на недеформируемом участке зерно так и остается. В результате наличия крупных зерен ухудшаются прочностные и пластические свойства материала иэделия, те. качесство получаемого изделия.Цель изобретения - повышениекачества получаемых иэделий,Поставленная цель достигается тем,то в способе формообразованиякольцевых обечаек с фланцами путемнагрева кольцевой заготовки по всемуее периметру с регулированием температуры нагрева при использованиизаготовки в качестве вторичной обмотки трансформатора в сети переменного тока проьыаленной частоты,и последовательной локальной осадки заготовки по дуговым участкам,нагрев заготовки по всему периметру производят до температуры высокого10 20 25 ЗО 40 45Ц 50 55 60 отпуска ее материала, а каждый дугвой участок перед осадкой дополнительно подвергают местному нагреву,На фиг. 1 схематично изображеноустройство 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 3которого подключена к сети переменного тока промышленной частоты. Заготовка пропущена через сердечник 4,Обмотка 3 подключена через тиристорный регулятор 5 напряжения, Матрицаб выполнена с опорным для заготовкикольцевым торцом 7 и поверхностями,предохраняющими стенку дуговогоучастка Об в полости 8 штампа уси -лиями Р, ц" и Р .д 2 от бокового смещения, возникающего в процессе дей -ствия усилия осадки Рокотороепрйложено к поверхности 9 пуансона10, По ходу вращения заготовки передштампом размещен индуктор 11 с фотопирометром 12 и датчик температуры13 перед трансформатором 2.Способ осуществляется следующимобразом.Заготовку 1, размещенную на рабочей ползушке, нагревают по всемупериметру до температуры высокогоотпуска ее материала, Деформированиедуговых участков заготовки осуществляют локальной осадкой. Посредством индуктора 11 производят дополнительный подогрев каждого дуговогоучастка подлежащего на очередной стадии обработки деформированию,П р и м е р. Заготовку ввели втрансформатор при откинутом сердечнике 4 с воэможностью вертикальноговдоль последнего перемещения и установки на поворотное устройство (непоказано), после чего закрепили. Затем подключили первичную обмоткутрансформатора к сети переменноготока с промышленной частотои 1 =50 Ги напряжением (1 = 380 В через тиристорный регулятор 5 напряжения,Во вторичной обмотке трансформатора,роль которой исполняет сама заготовка, начало трансформироваться напря -жение в электрический ток (сразу повсему периметру). При мощноститрансформатора Р= 150 кВ в первичной обмотке 3 ток составил порядка",1 = 375 А. Тиристорный регулятор 5обеспечивает напряжение во вторичной обмотке трансформатора порядкаО = 15 В, регулируя, тем самым, взависимости от высоты и толщиныстенки силу тока 3 = 10000 А. Такиепараметры обеспечивают нагрев заготоки с размерами Д = 1500 мм, 5= 12 ммН = 50 мм до температуры высокогоотпуска (для титановых сплавов это600-650 С) в течение 2,5 мин, 11 олу. чение даннои температуры Фиксирует датчик 13 температуры, После этого дуговой участок аб, находящийся в зоне индуктора 11, продолжали на - гревать индуцированием тока высокой частоты до температуры пластичности материала (для титановых сплавово1050-1100 С). 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 (Т, - Т= (7, 1 (1100-6 50 )МН (н - 5) ,;77 20 -72 сек где Т - температура нагрева(конечная и начальная);Н - высота нагрева (32 мм);5 - толщина стенки нагрева(12 мм);время нагрева в сек;й - мощность генератора в кВт500(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 об. Как только последний на высоте (2,5- 3)5 нагревался до темпераотуры 1100 С, что определяли по фотопирометру, то производили поворот этого участка Об специальным устройством (не показано) в зону штампа и вводили его в полость 8 штампа до упора в поверхность 7 матрицы б. Как только нижний торец дугового участка Об подоидет к матрице б, так сразу же во избежание заземления трансформатор отключается. В полости 8 штампа к боковым поверхностям другового участка аб4прикладывают усилия Р д и Р тем самым зажимая его, Здесь ,1 д ., действует по всей высоте НН стенки заготовки 1, а Ру , противоположно первому направленнсс, дей - ствует на высоте Н = Н в (2,5-3)5, где 5 - толщина стенки заготовки. Затем производили осадку этого дугового участка посредством приложения к его торцу усилия Р 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 об на полости 8 штампа, по выходе которого сразу же подключалась первичная обмотка 3 трансформатора 2 к сети переменного тока, Индуктор 11 нагревал следующий дуговой участок сгб по достижении заготовкой температуры высокого отпуска 650 С, По окончании циклаосадки усилия Руд и Руд снижались чтобы дуговой участок аб можно было свободно вывести из полости 8. За 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 ОС, 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 ОС, 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 позволяет 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 неповлечет за собой потерю устойчивости примыканицих к штампу участков.10Формула изобретенияСпособ формообразования кольцевых 15 обечаек с фланцами путем нагревакольцевой заготовки по всему еепериметру с регулированием температуры нагрева при использовании заготовки в качестве вторичной обмот О ки трансформатора в сети переменноготока проьыаленной частоты, и последовательной локальной осадки заготовкипо дуговым участкам, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с цельюповышения качества получаемых изделий,нагрев заготовки по всему периметрупроизводят до температуры высокогоотпуска ее материала, а каждый дуговой участок перед осадкой дополнительно подвергают местному нагреву.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2553212/25-27, 1977.ПодписноеР 4/5 я 4 тна иал НПП "Патент", г, Ужгород, у 1/14 ТиражИИПИ Государственнопо делам изобретений13035, Москва, М40комитетаоткрытийаушская н