Способ изготовления осесимметричных поковок торцовой раскаткой

)9) ( 55 В 21 О 37/12,1 02 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТ К зом ног нас ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производственное объединениепо кузнечно-прессовому оборудованию игибким производственным системам дляобработки давлением "ЭНИКмаш"(56) Казаченок В.ННаговицын В.В. и Зимин Ю,А. Технология торцовой раскаткиштамповки с обкатыванием плоскихдеталей с тонким полотном. - Кузнечноштамповочное производство, 1987,М 3.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСЕСИМ МЕТРИЧНЫХ ПОКОВОК ТОРЦОВОЙ РАСКАТКОЙ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок типа тел вращения, преимущественно тонко-плоскостных с соотношением высоты и диаметраНусловного диска - = 0,1-0,03. К таким поОковкам относятся диски сплошные, а также с глухими или сквозными отверстиями, шестерни, кольца, приварные фланцы и т,д.Целью изобретения является повышение производительности.На фиг,1 представлена схема процесса торцовой раскатки; на фиг,2 - график движения ползуна пресса при постояннойскорости движения инструмента; на фиг,3 -изготовления осесимметричных поковок торцовой раскаткой. Цель изобретения - повышение производительности способа. Для этого осевую подачу инструмента. осуществляющего обкатывающее движение, осуществляют согласно оптимизированному двухзонному графику движения, Первую зону этого графика воспроизводят, обеспечивая постоянное отношение текущих значений площадей поперечных сечений очага деформации и поковки. Осевое перемещение инструмента на этом этапе происходит неравномерно ускоренно. Вторую зону графика строят, обеспечивая постоянное усилие раскатки на протяжении всего процесса перемещения. Инструмент при этом перемещается неравномерно замедленно, В результате сокращается время деформирования заготовки и время контакта с ней инструмента, что позволяет повысить стойкость последнего. 9 ил. график движения ползуна пресса при равнозамедленной скорости движения инструмента; на фиг.4 - оптимизированный график движения ползуна; на фиг,5 - поперечное сечение поковки; на фиг.6 - схема процесса торцовой раскатки, иллюстрирующая конкретный пример осуществления способа; на фиг,7 - оптимизированный график движения, иллюстрирующий конкретный пример осуществления способа; на фиг,8 - график зависимости А = 1(5); на фиг,9 - график зависимости Р = Щ,Способ осуществляют следующим обра: разработка параметров оптимизировано графика скорости движения ползуна: тройка (переналадка) системы управле(6) усилие раскатки Р =т(О Н о Л 1 ) (2) 0203 60 где Еод - площадь очага деформации;Епок - площадь поперечного сеченковки;О - диаметр поковки;Н - высота поковки;0 - предел текучести материала поки, кг/мм;Л г 1 - подача инструмента, мм/об;у- угол наклона инструмента.Скорость деформирования связаподачей Ь 6 выражением условие Р 2 =кая-либо изпроверенная ия деформиДля второи зон =сопзт = Рн. Испол вестная эксперим формула для опред рования при торца ы принятоьзуется ка ентально еления уси ой раскатк поков Р =356 10 пв 1,5, д 0,2 7) мм. Л П - мм/об. на при у=3,5. формулу, находим Ьгде% - кг/мм, О -2Формула получ Используя эту при Р= Р,на с5 Лп и(8) Рн3,56 10 где п - число оборотов инструмента,Порядок разборки оптимизирова графика следующий,На стадии разработки техпроцесс литически определяют зависимостиного ана- змеПосле подстановки в фобразований находим у (4) и пре ния (система управления является составной частью оборудования для торцовой раскатки); загрузка заготовки 1 в зону деформирования в исходном начальном положении инструментов 2 и 3; установка заготовки 1 на нижний инструмент 2 с вертикальной осью; осуществление хода приближения Япр верхнего инструмента 3, наклоненного под углом у к вертикальной оси нижнего инструмента 2; деформирование заготовки путем приложения деформирующего усилия по оси заготовки и крутящего момента относительно этой оси, при этом подача инструментов 2 и 3 осуществляется по двухзонному графику движения; отвод деформирующих инструментов 2 и 3 в исходное положение и при необходимости вывод поковки 4 из нижнего инструмента 2; выгрузка раскатанной поковки 4 иэ рабочей зоны пресса.Исходными данными для разработки оптимизированного двухэонного графика скорости движения ползуна с установленным в нем верхним инструментом 3 являются определенные по известным методикам основные технологические параметры процесса при соблюдении условия постоянства коэффициента локальности Л в первой зоне и постоянства усилия вовторой зоне; размеры исходной заготовки Нз и Дз; угол наклона инструмента у; коэффициент локальности процесса нения скорости ползуна по пути деформирования для первой и второй зоны графика.Для первой зоны принимается постоянным отношение текущих значений площади 5 очага деформации к площади поковки 10 значением Л 1 задаются, из условийобеспечения стабильности процесса принимают Л 1 = 0,25-0,75,из форомулы (1) по заданному Л 1 находим:15 Используя равенство обьемов заготовки в любой момент деформирования, выразим текущий диаметр поковки в функции пути дефо рмирования: Нзоб О =03 05 (5)(Нз - Я)30 Подставив (5) в (4), а (4) в (3), получим уравнение скорости в первой зоне1637906 Пример. При проведении эксперименттов заготовку Оз = 55 мм высотой Нз -83 ммизстали 45 приэначении у=З 30 осаживаоли горячей торцовой раскаткой до высоты Н5 = 16 мм и диаметра О = 125 мм. Температурав конце деформирования составила Т=800 С (о = 11,5 кг/мм ),Раскатка производилась на прессе с постоянной скоростью ползуна Ч= 2,23 мм/с, при10 числе оборотов инструмента и = 167,6 мин,следовательно, подача инструмента Ь Ь также была постоянной на всем пути деформирования Я 0 = Нз - Н - 67 мм. Выразим Л 6червз Ч по формуле (4):15(9) 167 6 = 0,8 мм/об60 2 23 Описанный пример представляет собой 20 известный способ торцовой раскатки с постоянной скоростью движения инструмента, Время деформирования для этого способа составляет: с 1 = -= =3004 сЯ 67 Ч 2,23 25 1 с 1ЯЧк(10) Для второго способа 8 ОЯф Ч 0,14 (83 Я) Время деформирования где К - коэффициент интенсивности подачи. 40 Используя выражение (4) и обозначая Н 1== Нз - Я, получим 45 Определение времени деформирования для способа с двухзонным графиком движения ползуна,Тогда и 60 ОЯ и К Н - Я Подставив значения исходныхданных в50 формулу (6) и (9), и произведя вычисления, получим 105+ РбБ Функции (15ривыми а и аг. Чг = В ( Нз Я ) , мм/с,П Рн3,80263,5610 з(, Н 0,75, Оз 1.8 Кривые 1 и 2 (фиг.2, а) являются соответственно функциями Ч 1 = Ф(Я); Чг = 1(Я). Координаты точки С пересечения этих кривых определяются совместным рещением уравнений (6) и (9). Таким образом, оптимизированный закон движения ползуна в общем случае представлен двумя зонами: первая - неравномерно ускоренное, вторая - неравномерно замедленное движение,Из сравнения графиков движения ползуна известных способов (фиг.2 и 3) и предлагаемого способа (фиг.4) видно, что при одинаковых для всех способов значениях конечной скорости деформирования Чк и пути деформирования Я 0 значения времени деформирования будут разными.Для первого способа Функцию Ч = ЦЯ) можно найти из зависиПмости ЛЙ 1 = К Н 1, (12) Ч (Нз Я ) (13) Для предлагаемого способа Для сравнения определим время деформирования для второго известного способа с равнозамедленным движением ползуна с использованием уравнений (3) и (11) при экспериментальном значении К = 0,05Совместное решение уравнений (15) и(16) дает:Зс 49,4 мм; Чс = 18 мм(с,Время деформирования определим поформуле (14): зс= 3,56 + 2,9 = 6,46 с Общий результат сравнительных расчетов 1 = 30,04 с, т = 11,8; с- 6, 46 с,Выкладки, произведенные в настоящемпримере, показывают, что двухзонный график движения ползуна, который являетсяотличительной особенностью предлагаемого способа, обеспечивает меньшее времядеформирования по сравнению с двумя известными способами раскатки,Для упрощения системы внутрициклового управления скоростью ползуна двухзонный график, описанный уравнениями (6)и (9), представляется возможным линеаризовать, т.е, привести кривые 1 и 2 (фиг,2,а)к линейному, виду. В этом случае движениеползуна будет в первой. зоне - равномерноускоренное, а во второй - равномернозамедленное,Проведенные расчеты показывают, чтопри расчетных значениях координат точки С время деформирования по линейному закону разгона и торможения будет несколько меньше. Так для приведенного примера 11= = 3,42 с, игл = 2,33 с, т 1 л + игл = 5,75 с. Следо вательно, для сокращения расчетного значения времени деформирования с 1 + тг = 6.46 с следует уменьшить значение Чо до эквивалентного Чс и заменить кривые 1 и 2 на прямые 1, 2, пересекающиеся в точке С. Уравнения10 линий 1 и 2 в этом случае будут иметь вид:Ч 1= Чо + 5 (Чс - Чо) ( 7)ЯЗсЧк Чс(Я - Яс)+ ЧВремя деформирования определяют поуравнению путем интегрирования функций (17) и (18),20 Данный способ изготовления осесимметричных поковок позволяет сократить время деформирования заготовки; повысить производительность процесса раскатки за счет сокращения нормы времени на 25 выполнение рабочей операции; повыситьстойкость инструмента за счет сокращения времени контакта инструмента с нагретой заготовкой.ула изобретенияСпособ изготовления осесимметричныхпоковок торцовой раскаткой, заключающийся в деформировании заготовки инструментом, которому сообщают осевое и обкатывающее перемещения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, осевое перемещение инструмента ведут согласно оптимизированному двухзонному графику движения, первую зону которого воспроизводят при постоянном отношении текущих значений площадей поперечных сечений очага деформации и поковки, а вторую - с сохранением постоянного значения величины усилия раскатки.1 б 37906 Составь. гель Н,ПожидаеваРедактор НХорват Техред М.Моргентал Корректо кун л Гагэринэ 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужго каз 888 Тираж 498 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5