Способ изготовления кольцевых деталей

(51)5 В 21 Н 1/02 ИЗОБРЕТЕНИЯ СПИ ЕЛЬ ТВ(56) Авторское свидетельство СССР Ь1518058, кл. В 21 О 37/12, В 21 Н 1/02, 1987.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых и стаканообразных деталейпреимущественно тонкостенных, раскаткойпрутковой заготовки. Цель изобретения -повышение экономичности процесса засчет увеличения стойкости раскатного валкапутем облегчения условий его нагружения.Кроме того, расширяются технологическиевозможности способа за счет получения деталей с конической наружной поверхностьюпри различной величйне конусности, Цельдостигается за счет того, что конец прутко-. Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых и стаканообразных деталей, преимущественно тонкостенных, раскаткой прутковой заготовки.Цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет увеличения стойкости раскатного валка путем облегчения условий его нагружения, а также расширение технологических возможностей способа за счет получения деталей с конической наГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ вой заготовки нагревают до ковочной температуры и подводят к нему раскатной валок, Одновременно с прошивкой прутка валком осуществляют обкатку его наружной поверхности цилиндрическим роликом, который перемещают навстречу валку со скоростью ЧР, определяемой из выражения:ЧР = (1,2 - 1,3) Чв К( 1+ К/4)б/4 Ясв), где: Чв - скорость осевой подачи раскатного валка, мм/с; К - эмпирический коэффициент, равный 0,6 - 0,7 и зависящий от соотношения диаметров прутка и раскатного валка;б - диаметр исходной прутковой заготовки, мм; Я - толщина стенки кольцевой детали, мм; бв - диаметр раскатного валка, мм. После этого дополнительным профильным обкатным роликом формируют наруж ную поверхность детали, перемещая его по заданной прямолинейной траектории, По окончании пластической обработки механическим способом производят отделение готовой кольцевой детали от прутка, 1 з.п.ф-лы, 4 ил,ружной поверхностью при различной величине конусности,На фиг.1 изображено исходное положение инструмента; на фиг,2 - этап прошивкипрутка с одновременной обкаткой роликом;на фиг.3 - формирование наружной поверхности детали; на фиг,4 - положение инструмента после окончания деформирования,Способ осуществляется следующим образом.К зафиксированному в матрице 1 вращающемуся прутку 2 (фиг, ), конец которогонагрет до коночной температуры, подводятраскатной валок 3, приэтом обкатной ролик4 расположен параллельно оси прутка. Валок иролик имеют воэможность вращенияза счет сил трения, возникающий между поверхностями контакта заготовки, валка иролика при деформировании (фиг.2).Вначале происходит прошивка прутка 2валком 3, при которой наружная поверхность заготовки оформляется обкатным роликом 4, который перемещают навстречураскатному валку 3 со скоростью Чр, определяемой из зависимости:,Ч = (1,2 1,3 ) Чв ( К (1 + - )Кг11)где Ч, - скорость осевой подачи раскатноговалка, мм/с;К - эмпирический коэффициент, равный0,6-0,7;с 3 - диаметр исходной прутковой заготовки, мм;Я - толщина стенки кольцевой детали, мм;бв - диаметр раскатного валка, мм,При этом значения эмпирического коэффициента К в зависимости от величиныотношения диаметра прутка б кдиаметру бвалка можно определить из приводимой ниже табл,1. Под диаметром бв валка подразумевается наибольший диаметр части валка,3, внедряемой в заготовку.Указанная зависимость получена, исходя из условия необходимости создания набоковой поверхности раскатываемой заготовки активных сил трения, способствующих перемещению металла стенкизаготовки в осевом направлении, что приводит к снижению нагрузки на консольно расположенный раскатной валок. Кроме того,она составлена с учетом экспериментальноустановленного соотношения скоростейосевой подачи обкатного ролика и перемещения материала стенки, равного 1,2 - 1,3,Зависимость для определения величины Чрвыведена также иэ геометрических соотношений заготовки, определяющих возможность ее получения с максимальнойтолщиной стенки при использовании обкатНого ролика, с последующим уменьшениемее толщины до заданной и выполнении условил постоянства объемов,По окончании прошивки, когда оформлена предварительно заданная толщинастенки кольца (фиг.2), сообщается перемещение дополнительному обкатному ролику5, которым производится прокатка металла. на раскатном валке 3, используемом в качестве оправки (фиг.3). При этом дополнительный обкатной ролик 5 имеет профильную наружную поверхность, состоящую иэ конического рабочего участка 6 и сопряженного с ним цилиндрического калибрующего уча стка 7. В зависимости от требуемой.величины конусности наружной поверхности заготовки ось дополнительного обкатного ролика 5 устанавливается под тем же углом к продольной оси исходной заготовки 2, по сле чего осуществляется его продольноеосевое перемещение и вращение (эа счет сил трения) между вращающейся заготовкой и профильной поверхностью ролика.5.По окончании пластической обработки 15 валок и ролики отводятся (фиг.4) от иэделияи механическим способом производится отделение готового кольца от прутка.П р и м е р, На опытной установке, представляющей собой модернизированный 20 станок ГД - 8 усилием 34,5 тс, была полученадеталь "втулка распорная". Исходным полуфабрикатом являлся пруток диаметром 50иэстал аоХН,Конец прутка, нагретый до 1100+50 С, 25 прошивался валком 3 (диаметр 50 мм, скорость подачи 1 мм/с) с одновременной подачей паоаллельно оси прутка навстречу валку 3 цилиндрического обкатного ролика 4 со скоростью 0,5 мм/с, обкатывающего 30 боковую поверхность заготовки, Затем осуществлялась обкатка предварительно оформленной стенки заготовки роликом, имеющим угол сопряжения образующих конической и цилиндрической поверхностей в 30, перемещаемым под углом Р = 5 О по отношению к оси прутка со скоростью 0,5 мм/с, Раскатанное кольцо имело следующие размеры; наибольший наружный диаметр 60 мм, угол наклона образующей 5 О, наименьший внутренний диаметр 50, наибольший - 55,5 мм, высота 60 мм, При этом осуществлялось измерение усилий прошивки в зависимости от отношения скорости подачи обкатного ролика Чр к скорости перемещения металла стенки заготовки (Ч), результаты которого представлены в табл.2,Как видно из табл. 2, при отношении50 Ч- Е меньше 1,2 резко возрастает нагрузкаЧна валок, что может привести к его поломке,а при отношении, большем 1,3, чрезмерновозрастает длина обкатного ролика, что кон 55 структивно невыполнимо. Таким образом,Чпри отношении -в пределах от 1,2 до 1,3Чснижается нагрузка на валок, что позволяетувеличить длину его рабочей части.1697953 Таблица 1 Формула изобретения 1. Способ изготовления кольцевыхдеталей, включающий установку прутковой заготовки во втулочную вращающуюся матрицу, 5 прошивку и торцовую раскатку конца заготовки при относительном ее осевом перемещении и раскатного валка с одновременной обкаткой наружной поверхновти деформируемого участка заготовки свободно враща ющимся роликом, а также отрезку отформованной заготовки от прутка, о т л ич а ю щ и й с.я тем, что, с целью повышения экономичности за счет. увеличения стойкости раскатного валка путем облегчения ус ловий его нагружения, при обкатке наружной поверхности деформируемого участка заготовки обкатной ролик дополнительно перемещают вдоль обкатываемой поверхности в направлении раскатного вал ка, при этом обкатной ролик выполняют цилиндрическим, а скорость. Чр его продольной подачи определяют из зависимостиЧ, - (1,21,З ) Чв Г К (1+ - )К 25 р4 Я бвгде Ч - скорость осевой подачи раскатноговалка;К - эмпирический коэффициент, выбираемый в диапазоне значений от 0,6 ло 0,7;б - диаметр исходной прутковой заготовки;Я - толщина стенки кольцевой детали;б - диаметр раскатного валка.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения изготовления деталей с конической наружнойповерхностью при различных величинах конусности, перед отрезкой детали от прутканаружную поверхность отформованной части заготовки дополнительно обкатывают нараскатном валке профильным роликом с коническим рабочим участком и сопряженнымс ним цилиндрическим калибрующим участком, при этом профильный обкатной роликперемещают вдоль его продольной оси, расположенной по отношению к продольной,оси исходной заготовки под углом, равнымуглу наклона образующей конической наружной поверхности детали к ее продольной оси, и в одной плоскости с ней,Коэффициент К 0 1,00 1,10 1,20 1,25 1 30 1,40 0,60 О 1,00 1, 10 1,20 1,25 1,30 1,40 0 1,00 1,10 1,20 1,25 1,30 1,40 0 70 Отношение скоростиподачи обкатногоролика к скоростиперемещения металла стенки заготовки бли ца 2 Иаксимальноеусилие прошивки, тс 34,Ь32,027,023,022,022,0Длина обкатногоролика большемаксимально допустимой34,032,027,022,022,022,0Длина обкатногоролика большемаксимально допустимой34,032,027,022,022,022,0Длина обкатногоролика большемаксимально до"пустимой.2 Составитель Н. ШляхинРедактор И. Сегляник Техред М.Моргентал Корректор Н. Король венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин Прои Заказ 4351 Тираж Подписное . ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5