Способ прокатки кольцевых изделий

(71) Институт ч а ни поииче сокатын. Одками ыми по но с тя ми гото прил н ри этом вращаюалку большегоере к одномумоме аметра торцов и по м1 х валкприкладвеличин ньшеив. Кывас. 10. котоОСТИ ОТ ИЭМ нени работся ко может ыть ольце- обойм ор мир Е ПИ 1 ень делий прокаткой,никон и ободов к ме Це ван иа одш а фиьпчение качеств ДЕ:1 ИИ И е д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ л, У 1ной металлургиихимико-технолог.8)и др, Развитие проатан 1 ых колец эа ру-ииформация, сер. 7 Днепропетровскийкий институт им. Ф (72) В.И.Хейфец,А,П,Лохматов, Л.АЮ.Г.Тубольцен,В.Илонский,М.И.Старо(57) Изобретение относи ке металлов давлениемиспользовано при изготс циента использования материала тонки эа счет устранения наруш сплошности материала на торцовы нерхностях иэделия. Иэделия и ваются между двумя парами валк на из пар валков образована вал разного диаметра с расположени ролика большего диаметра со сторо наружной поверхности кольцевой за тонки, а другая нзаимодеиствует с валку меньшего диаметрается тормозной момент,рого переменна в заниси толшины прокатываемои кольце- готовки, При таком способе де ования кольцевых заготовок ается неравномерность деформи я материала в зоне обжатия,блчему не образуются поверхнос фекты, 5 ил., 1 табл.1382557 10 1 г 20 процесса прокатки. 35 Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано прц изготовлении кольцевых изделий прокаткой, например обойм подшипников и ободов колес и т.п.Цель изобретения - повышение качестна изделий и коэффициента использования материала заготовки за счет устранения нарушения сплошности материала ца торцовых поверхностях изделий.На фиг.1 и 2 показана исходная заготовка и готовое кольцевое изде" лие; на фиг,3 - схема процесса прокатки, вид сверху; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5 - график регулировки дополнительного тормозящего момента в зависимости от параметров Способ осуществляют следующим образом.Исходную кольцевую заготовку 1 (фиг,1) размерами (Р, с 1, Ь и В ), нагретую до температуры деформации, подают на внутренний валок 2 меньшего диаметра кольцепрокатного стана. Посредством силового гидроцилиндра З 0 (не показан) внутренний валок перемещается к наружному валку 3 большего диаметра. В момент соприкосновения кольцевой заготовки 1 с наружным валком 3 начинается процесс обжатия кольцевой заготовки в радиальном направлении между наружным 3 и внутренним 2 валками. В тот же момент торцовые валки 4 подводят при помощи гидроцилиндра (не показан) к кольцевой 40 заготовке 1, верхний торцовый валок опускается до соприкосновения с ее торцовой поверхностью, и начинают обжатие заготовки в осевом напранлении по ширине В. Заготовки в процессе 45 прокатки вращается за счет приложения момента Ив к наружному валку 3 и приложением момента к одному или двум торцовым валкам. Режим деформации (величину единичных обжатий) в ради- В 0 альном направлении задают иэ технологических соображений путем перемещения внутреннего валка, т.е. регулировкой усилия давления в гидроцилиндре внутреннего валка. Одновременно с этим в процессе прокатки к валу внутреннего валка 2 прикладывают тормозящий момент М величина которого определяется из зависимости г 1 Ь н М = М(1 -) - М т Ь р Ь соэ г. о ь где И - момент торможения ца валке меньшего диаметра; И - вращающий момент на валке большего диаметра; д - диаметр валка меньшего диаметра; П - диаметр валка большего диа метра;Ь- толщина кольцевой заготовкипосле выхода из зоны деформации н радиальном цаправле нии;Ь ь - толщина кольцевой заготовкидо входа в зону деформации в радиальном направлении;с(, - угол захвата заготовки валком меньшего диаметра;И - момент трения при вращениивалка меньшего диаметра вподшипниках. Зависимость получают, исходя из допущения, что предельная (по величине касательных напряжений) минимальная величина крутящего момента на внутреннем валке меньшего диаметраЬ иыравна М - -( - ) .Р ЬсоэюДополнительный тормозящий момент может быть приложен различно: путем прижима вала тормозными колодками 5, путем кинематической связи вала нажимного валка с генератором и путем изменения силового магнитного поля, прикладываемого к постоянным магнитам, закрепленных на валу нажимного валка и другими приемами.Задаваясь постоянными параметрами процесса деформации кольцевой заготовки: моментом вращения на наружном валке большего диаметра М, величиной диаметров наружного Р и внутреннего Й валков, величиной единичных обжатий в радиальном направлении, определяющей угол захвата К , величи" ной момента трения в цапфах внутреннего валка И , и регистрируя в процессе прокатки текущие значения толщин кольцевой заготовки на входе Ь и на выходе Ь , осуществляют регулировку величины тормозящего момента, который и прикладывают к валу внутреннего валка.П р и м е р. Исходную заготовку из стали 20 в виде кольца наружным диаметром П = 347,6 мм, внутренним243 мм и шириной В, = 283 мм1382557 5 Формула из обре тения Способ прокатки кольцевых иэделийпутем одновременного деформированиякольцевой заготовки в радиальном направлении между валками разного диаметра с расположением валка большего диаметра снаружи заготовки и приложением к нему вращающего момента ив осевом направлении между парой торцовых валков при приложении крутящего момента по меньшей мере к одномуиз них, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качестваизделий и коэффициента использованияматериала заготовки за счет устранения нарушения сплошности материала наторцовых поверхностях изделия, про"катку ведут с приложением к валку 25 меньшего диаметра переменного по величине момента его торможения, который определяют из зависимостиМ = М (1 - .й 11 вьЬ ) Ь есов офгде М - момент торможения на валкеменьшего диаметра;М - вращающий момент на валкеебольшего диаметра;Й - диаметр валка меньшего диаметра;Р - диаметр валка большего диаметра,Ь - толщина кольцевой заготовкипосле выхода из зоны деформации в радиальном направлении;Ь- толщина кольцевой заготовкидо входа в зону деформациив радиальном направлении;Ю. - угол захвата заготовки валпрокатана опытная партия кольцевых иэделий. Погрешность измерений величин Ье и Ьв данном случае составляет + 0,2 мм, что незначительно вли-яет на величины расчетного дополнительного тормозящего момента.Исследования качества металла прокатных кольцевых изделий показывают, что в макро- и микро-структуре отсутствуют дефекты в виде трещин.Полученные данные сопоставлены с результатами прокатки кольцевых иэделий без использования дополнительного тормозящего момента и с дополнительным тормозящим моментом больше расчетного. И в том и в другом случаях в микроструктуре колец наблюдаютраскатывают, помещая между парой радиально деформирующих валков диаметром 650 и 220 мм с приложением крутящего момента 4 тм к валку большегодиаметра и парой торцовых валков сприложением крутящего момента 0,8 тмк нижнему из них. Измеренный предварительно момент трения в опорах валка меньшего диаметра составляетО, 01 тм. При усилии обжатия пробнойзаготовки в радиальном направлении,составившем 55 тс, величины единичных обжатий измеряют в процессе прокатки реохордным датчиком для каждого оборота кольцевой заготовки,вследствие чего определяют величины11 и Ь ы. Далее проводят расчетевеличины тормозного момента на каждый оборот заготовки,Результаты расчета режима обжатийдля кольца диаметром 700 мм, шириной250 мм и толщиной 25 мм приведены втаблице.Регулировку тормозного моментаосуще ствляемую путем изменения усилияприжима тормозных колодок к валувнутреннего нажимного валка, проводят вручную с индикацией усилия прижима стандартным динамометром. В соответствии с этим способом ся трещины (забраковано около 257 изделий по каждому из сравнивавшихсяспособов). ком меньшего диаметра; М - момент трения при вращении валка меньшего диаметра в подшипниках,3 382557 Изме неИаиенение шиПЬрннаии Толщинаии Нвруае 41 аилиетр Внутренний диаметр, ми Времяоборота,с ОборотааготоесовС толщи ныии рннн 283,0 282,6 52,3 3476 243 0,4 0,44 0,8 51,5 0,9 1,2 1,Э1,4 1,8 2,0 2,3 2,6 0,45 0,47 0,49 45,2 3,3 0,0580 0,0716 00852 00852 0,52 0,986 0,985 0,985 3,0 42,2 3,2 3,7 0,56 39,0 3,5 0,61 3,2 35,8 0,986 3,0 3,5 067 32,8 0,74 3033 29,8 10 3,3 0,82 2,9 0,987 0,997 О, 1124 0,0172 26,9 0,8 0,84 0,7 26,2 12 0,87 0,9 1,0 25,3 13 0,87 14 25,3 0,87 15 0,87 16 2494 352 Э 25 Ь,9 357 у 9 2 Ь 7,9 366,4 гЭЭ,В378,8 ЮЬ 4 39 Ь,7 338,5 423,0 379,5 457,4 425,0 496,7 477,7 5432 539,598,7 611,2 6649 630,7 683, 1 657,9 708,5 657,9 708,5 657,9 708,5 657,9 У 08,5 50,6 281)4 493 280,0 47,5 278,0 275,4 272,1 268,4 264,9 261,4 258 254,8 254 О 253,0 253,0 25,3 253,0 25,3 253,0 0,996 0,0036 О, 44 О, 996 О, ООЭЬ 0994 О 072 0,992 0,0308 0,990 0,0444 0,986 0,0988 0,996 0,0308