Способ изготовления изделий кольцевой формы

.Пат С,И,Кучукзнянский,ИЗДЕЛ контактной можег быть деталей в ибка, свар- изобрете 1евай ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯКОЛЬЦЕВОЙ ФОРМЫ(57) Изобретение относится кстыковой сварке оплавлением ииспользовано при изготовлениипроизводстве, где применяется гЦ ка, штамповка и раск Изобретение относится к коитактнои стыковой сварке и может быть использовано при изготовлении деталей конструкции кольцевой формы в производстве, где применяется гибка, сварка, штамповка и раскатка.Цель изобретения - повышение производительности труда эа счет исключения дополнительной механической обработки, снижение металлоемкости, энергоемкости, повышение качества сварных соединений.На фиг.1 приведена схема горячей безоблойной штамповки в закрытых штампах; на фиг.2 - схема горячей штамповки в открытых штампах; на фиг.3 - фланец, полученный раскаткой заготовки, поперечное сечение. нияповышсние производительности за счет исключения дополнительной механической обрабогки, снижение металлоемкости, знепгоемкости процесса, повышение качества сварных соединений. Способ включает нагрев полосы мерной длины, горячее формование замкнутой заготовки и сварку, при этом заготовку выполняют с заданными размерами. После сварки грат удаляют и кольцевую заготовку пластически деформируют в штампе или путем шаровой или радиальной раскатки. При радиальной раскатке иэделий с диаметром более 400 мм предварительно иэ заданного соотношения определяют площадь поперечного сечения заготовки. Способ позволяет повысить стабильность качесгва получлеллых изделий. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл,Способ осуществляется слелующизом,Прямолинейные заготовки мерной длины с кромками, срезанными по таким углом, чтоб после гибки в кольцо они были параллельны, полещаются в газовую печь с шагающим подом, В печи они нагреваются до 900-1000 С и по транспортеру подаются к фланцегибу, который посредством гибки на ребро вокруг оправки загибает мерную заготовку в кольцо, Сформованная замкнутая заготовка транспортером подается к контактной стыковой сварочной лашине, где сваривается, далее подается на станок для удаления грата. После удаления грата сваренная заготовка подается в штамп пресса, где одновременно с калибровкой выштам 1671428" Р ХХс.м. - Х 50 55 Р=Ес повывается необходимый профиль кольца (фиг,1 и 2).Весь процесс изготовления замкнутой заготовки длится около 1,5 мин. За это время заготовка но только нв остывает, а в процессе сварки шунтирующая часть кольцевой заготовки еще и дополнительно нагревается, Операция пластической деформации обычно выг 1 олняется при Ьольшей температуре заготовки, чем та, которую кольцевая заготовка имела до сварки, Эта температура обеспечивает такие механические свойства металла, которые дают Воэможность производить обьемную пластическую деформацию с большими с 1 епенями обжвтия,При изготовлении кольцевых заготовок (фланцев) наилучшие результаты даст игаю гся, когда длина мерной загоголки, диаметр оправки фланцегиба и ре:им сварки подбирают таким образом, что перед пластической деформацией наименьшая ось внутреннего контура заготовки равна 0,8- 0,9 внутреннего диаметра готвого иэделия, а внугренний периметр - 0,8 - 0,95 внутреннего периметра отового изделия.После сварки кольцевая заготовка теряет первоначальную геометрическую форму и имеет вид овала или эллипса. Проводились эксперименты по определению указанных преде н 1 в по миниф 1 альному диаметру кольцевой заг отовки и длине ее периметра. Пластическая деформация кольцевой заготовки осуществлялась коническим дорном, который поступательно входит во внутренний объем кольцевой заготовки. Было обна. ружено, что коэффициент объемной пластической деформации равномерно распределяется по перимегру кольцевой заготовки, либо неравномерно распределяется по периметру кольцевой заготовки, причем при определенных соотношениях минимального диаметра и периметра кольцевой заготовки наблюдались случаи отсутствия объемной пластической деформации в некоторых объемах кольцевой заготовки, В любом случае кольцевая заготовка имеет неправильное сечение,Предложенный способ выбора оптимальных размеров загоговки обеспечивает получение кольцевых заготовок с использованием штамповки для малых диаметров(до 400 мм) и торцевой раскатки дл больших диаметров (свыше 400 мм). Но имэ:.тся значительное количество конфигураций сечений, которые трудно или невозможно получить штамповкой или торцевой раскаткой, но легко-радиальной раскаткой, Особенностью радиальной раскатки (без применения закрытых калибров) является 5 10 15 20 25 30 35 40 45 то, что после раскатки увеличивается диаметр кольцевой заготовки. В этом случае соотношение площадей поперечного сечения до и после раскатки обратно пропорционально соотношению длин линий, соединяющих центры масс поперечных сечений.При применении раскатки в замкнутых калибрах, а также радиально-торцевой раскатки можно получать множество вариантов колец различных сечений и диаметров.В некоторых случаях после сварки и съема грата кольцевая заготовка неравномерно нагрета. Поэтому операцию Объемной пластической деформации задерживают путем уменьшения скорости движени конвейера, За то время. когда кольцевая заготовка проходит расстояние от пресса для удаления грата до пресса или раскатной машины, температура за счет теплопроводности выравнивается.При отступлении от оптимальных соотношений внутреннего диаметра и внутреннего периметра заготовок до И после объемной пластической деформации сечение готовой кольцевой заготовки по длине неодинаковое. Поэтому в этом случае требуется увеличение припуска на механическую обработку, что приводит к потерям металла и электроэнергии,Существенное влияние на качество сварного соединения прииспользовании радиальной раскатки заготовки фланца оказывает выбор площади поперечного сечения заготовки, которую выбирают следующим образом,Имея геометрические размеры требуемой кольцевой заготовки, подсчитывают ее поперечное сечение Е, Затем поперечное. сечение разбирают на простые геометрические фигуры, для которых известны формулы подсчета координат центра массы или центра тяжести, Координаты центра масс или центра тяжссти (в нашем случае они совпадают) расчитывают по формуле где Е 1 - площадь простой геометрической фигуры;Х - координата центра масс простой геометрической фигуры по отношению к произвольно выбранной точке;Е - полное поперечное сечение кольцевой ЗаготОвки,Объем кольцевой заготовки равенгде 1 - длина пиний, соединягощих центры масс, или 1 с л Ос, где Ос диаметр цен тров масс,Следующим этапом расчета является выбор сечения полосы, иэ которой будет изготавливаться заготовка под раскатку. При этом руководствуются следующим,1 ол щина полосы должна быть немного больше максимальной толщины кольцевой заготовки. Площадь поперечного сечения голосы должна быть примерно на 107 ь больше площади поперечного сечения кольцевой заготовки после раскатки.После выбора полосы рассчитывают ее длину по линии, соединяющей центры масс, прибавляется припуск на сварку и получают длину исходной мерц зй поносы по пинии, соединяющей центры масс. Потеории гибки рассчитывают размеры оцравки для и 1)ки на ребро. 1 зсле гибкисварки цопуче сие требуемой под раскатку заготовки гарантировано.На фиг,1 приведены реэуль 1 аты расчетов для Фланца Ду 600 Ру 10,П р и м е р. Сечение фланца показано на фиг.1, Разбиваем его на прямоугольники 80 х 31 и 34 х 5. Выбираем линией отсчета ось симметрии фланца, находим радиус точки центра масс сеченияХ 3180 351 + 34 5328 - 3492650где 2650 - площадь поперечного сеченияфланца,Длина линии, соединяющеи центрымасс, равна 1 с = 2 лХ =- 2 3,14 349 = 2193 (л 1 м)Объем готового флэццэ равен Р = Е 1 с = 2650 2193 = 5811004 (мм ).В соответствии с рекомендациями выбираем по сортаменту сечения мерной полосы 40 х 70 с площадью поперечного сечения 2800 мм,Длина мернои полосы по линии, соединяющей центры масс, равнаР 58110041 п.с.- Г 2800Прибавив припуск на сварку, равный 20 мм,получаем длину мерной заготовки по линии,соединяющей ценгры масс перед гибкой,/1 и .ия, сцединьчощая центры масс мернойээгофовки, и ее средняя линия совпадают.В эблице пригедены результаты оцроЬонания способа.5 В описанном способе готери металларавны по 1 ерям металла при сварке, что составляет доли процента от веса заготовки.Кэк видно из таблицы, способ позволяетсущественно повысигь сгаоильность кэче 1 О свэ попучзе 1 лых иэделий,Формула изобретения1, Способ изготовления иэделий кольцевой формы, включающий вырубку полосымерной длины с учетом црипуска на оплав 15 пение и осадку, горячее формования замкнутой заготовки, сварку, удаление грата, о тл ича ющий с я тем,что, с целью повышения производительности за счет исключения дополнительной механической20 обработки, снижения металлоемкости,энергоемкости цроцесса, повышения качества сварных соединений, замкнутую заготовку выполняют из полосы или прутка сдлиной участка, образующего внутреннюю25 поверхность заготовки после сварки, равной 0,8-0,95 внутреннего периметра готового иэцели я, формуют заготовку снаименьшей осью внутреннего контура,равной 0,8-0,9 внутреннего диаметра гото 30 оого иэделия, а после удаления грата заготовку цодвергаот объемной пластическойдеформа 1 ии.2. Способ по ц.1, о т л и ч а ю щ и й с ятел 1, что в случае изготовления изделий ма 35 поо диаметра после удаления грата заготовку штамцуюг,3 Способ по п 1, отл ич а ю щи йсятем, что в случае изготовления изделийЬольшоо диаметра после удаления грата40 заготовку подвергают радиальной или торцевой раскатке,4. Способ по п,З, о т л и ч а ю щ и й с я1 ем, что заготовку передрадиальной раскаткой выполняют с площадью поперечного се 45 чения Еззо которую определяют иэсоотнош нияЕизл1 издЕ зг1 заг50где Е 1 зд - площадь поперечного сечения иэделия кольцевой формы полса раскатки;1 изл - длина линии, соединяющей центры масс изделия кольцевой формы после 55 раскатки;1 з;, - длина линии, соединяющей центры масс заготовки перед раскаткой.. Кучерявая Прои енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагар аказ 2790 Тираж 514 ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписноепо иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР