Способ изготовления кольцевых изделий

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 114 В 21 Н 1/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОР а вниз, Затем производят разгонку аготовки пуансонами 5 и б путем перемещения их навстречу один другому. В результате этого получают промежуточную заготовку 8. Разгонку заготовки двумя пуансонами с противоположных сторон ведут на различную глубину их внедрения. Глубину внедрения пуансона со стороны меньшего диаметра торца осаженной заготовки устанавливают исходя из зависимости Ь = (Н -Ь и): (Р,-Р +1), где Н - высота осаженной заготовки, мм; Ь - высота перемычки, мм; Р - диаметр большего торца осаженной заготовки, мм; Р ц - диаметр меньшего торца осаженной заготовки, мм. Прошивку отверстия осуществляют противодавлением с зафиксированным положением образовавшейся перемычки 1 О между пуансонами. При этом перемычка 10 перемещается в полость одного из пуансонов. Затем кольцевую заготовку раскатывают на кольцепрокатном стане. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл. с з опрокат льство ССС5/00,(54)изделий(57)боткености дев бра Исх к обработчастностиизделий ипри произвенцов и представлена поэ На чертежная схема ос уществления способа.иольцевых изделий,показана укладка заго готовления к На фиг.1 тонки на ниж. готовки с прдвумя пуансО ремычки; на овышение каий за счет нам ам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изоБРетенийм и отнРытиямПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Нижнеднепровский трубный завод им. Карла Либкнехтаи Институт черной металлургии(56) Авторское свидетеУ 1077690, кл. В 21,ХВ 21 Н 1/Об, 1987. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ Изобретение относится к обраметаллов давлением, в частк производству кольцевых издеЦель - повышение качества коль- изделий за счет уменьшения по закатам, пленам и складкам. ную заготовку осаживают в кольижением верхней траверсы пресИзобретение относитске металлов давлением,к изготовлению кольцевыхможет быть использовановодстве бандажей фланцедругих тел вращения.Цель изобретения - ичества кольцевых изделуменьшения брака по зак ка заготовки в кольцена фиг.3 - разгонка заотивоположных стороннами с образованием пефиг.4 - прошивка отверс.з145 тия с зафиксированным положением образовавшейся перемычки между пуансонами на фиг.5 - подъем верхней траверзы, освобождение заготовки, удаление перемычки на фиг.б - прокатка до готовых размеров изделия на кольцепрокатном стане; на фиг.7 - калибровка готового изделия по внутреннему диаметру на растяжном прессе.Способ осуществляют следующим образом.Исходную заготовку 1 размерами О, х Н, (фиг, 1), нагретую до температуры деформации, взвешивают на автоматических весах (не показаны) и подают на нижний стол 2 пресса, Движением верхней траверсы 3 пресса вниз заготовку 1 осаживают в кольце 4 размерами Р и Пр до заданной высоты Нр.,(фиг.2). В момент завершения операции осадки путем перемещения пуансонов 5 и 6 диаметрами й навстречу друг другу (фиг. 3) осуществляют раэгонку заготовки 7. В результате этого получают промежуточную заготовку 8. Толщину перемычки Й при этом определяют на основаинии разницы между фактической массой заготовки С ь, определяемой по показаниям автоматических весов и теоретической массой готового изделия С, определяемой по номинальным его размерам, а также на основанин выбранных диаметров пуансо- . нов йп.Глубина внедрения Ь пуансона 5 со стороны меньшего диаметра торца ссаженной заготовки Эустанавливают исходя из зависимости размерами.В практике кольцепрокатного производства конечную высоту осаженной ЗО заготовки Н, принято принимать на20-45 мм больше по сравнению с высотой готового кольца Н . Причемменьшее значение высоты (Н р=2025 мм) соответственно назначаютдля колец диаметром 500-1000 мм35средние значения 26-35 мм для колецдиаметром 1001-2000 мм и максимальные 36-45 мм для колец диаметром2001-3000 мм и выше.40Высота оставляемой под прошивкуперемычки Ь величина технологичеспкая и определяется на основании разницы между массой исходной заготовки и массой готового кольца. В выпускаемой партии колец высота перемычки Ь при постоянных диаметрахипуансонов Й может колебаться в широких пределах. В производственныхусловиях высоту перемычки Ь подпрошивку рекомендуют назначать от 5015 до 80 мм, те, этим диапазономрегламентируется в определенных пределах колебание массы исходной заготовки в выпускаемой партии изделий.Таким образом, для каждого кольца 55в одной партии при неизменяющихсядиаметрах пуансонов (Йп) высота перемычки Ь величина вполне опредеиленная и определяется из выражения Нр-Ьп ОП +1где Н - высота осаженной заготоврки, мм;Ь - высота перемычки, мм;Р - диаметр большего торца осарженной.эаготовки, мм;Р - диаметр меньшего торца осамженной заготовки, мм,После получения промежуточной заготовки 8 с соответствующими геомет- Р ическими параметрами ее прошивают путем перемещения верхнего пуансона 5 вниз с противодавлением со стороны нижнего пуансона 6, т.е. с зафиксированным положением перемычки между ними. 11 ри этом перемычки 10 4558перемещаются в полость одного из пуансонов, на примере - нижнего пуансона (фиг.4), В результате этой операции получают кольцевую заготовку 9.В дальнейшем пуансон 5 с верхнейтраверсой 3 и кольцом 4 подается вверхнее положение, кольцевая заготовка 9 удаляется с нижнего стола2 пресса (фиг.5). Кольцевую заготовку 9 затем подают на кольцепрокатный стан (фиг.б), где прокатываютпутем одновременного обжатия в радиальном направлении между внутреннимнажимным валком 11 и наружным коренным валком 12 и в осевом направлении между торцовыми валками 13. Врезультате прокатки получают изде лие 14, которое в дальнейшем калибруют по внутреннему диаметру на растяжном прессе (фиг.7) путем перемещения сегментов 15 в радиальном направлении под действием штока 16 25 вниз. В результате калибровки получают готовое изделие с заданнымиСз- С0,785 сРд ргде Ь - высота перемычки, мм;Сз - масса исходной заготовки, кг;С - масса готового кольца, кг;Й - диаметр рабочего торца пуансонов, мм,р - плотность материала, г/мм .Масса исходной заготовки (С )3величина переменная и определяетсяпрямым ее взвешиванием перед осадкой.Масса готового кольца С определяется теоретически на основании номинальных размеров готового изделияпосле прокатки и для данного типоразмера величина постоянная, Диаметр рабочего торца пуансонов Й и определяется из технологических соображений условием свободного размещения прошитой заготовки на внутреннем валке кольцепрокатного стана.На практике прошиваемое пуансонамиотверстие в заготовке на 20-30 ммбольше диаметра внутреннего валка,Диаметр большего торца осаженнойзаготовки Р 5 и диаметр меньшего ееторца П определяется инструментомдеформации (штампом, кольцом), конструктивные размеры которого выбираются из технологических особенностей изготовления того или иногопрофиля готового изделия.Оптимальная разница диаметровторцов осаженной заготовки определения на основании экспериментальныхданных в зависимости от величиныдиаметра прокатываемого изделия Эи формы его поперечного сечения.Рекомендуемые значения разницымежду диаметрами осаженной заготовки представлены в таблице,При разнице диаметров менее 20 ммзаготовка запрессовывается в штампе, кольце, а при разнице более110 мм в дальнейшем при прокатке образуются закаты и заусеницы на наружной поверхности готового изделия,что приводит к повышенному браку. П р и м е р. Требуется изготовить партию железнодорожных бандажей в объеме 250 шт. размерами 0 кх й х х Н = 1056 х 890 х 143 мм, теоретической массой 317 кг. Расчетная масса исходной заготовки для изготовления данных бандажей с учетом потерь на угар при нагреве (2 Х) и номннальной массы, удаляемой .при прошивке перемычки (12 кг) составляет317+12+(317+12) х 0,02335 кг.5Для изготовления бандажей использовали комплексные слитки среднимдиаметром П равным 345+5 мм, длиной 2000 мм, каждый из которых раскраивали на 7 заготовок высотой Н 10 равной 220 мм. В результате порезкислитков получили исходные заготовки1 с условными размерами Р,х Н,= 345 х 220 мм (фиг. 1) . Полученныеисходные заготовки 1 подвергали по штучному взвешиванию в холодном состоянии. Фактические массы исходныхзаготовок 1 из-за отклонений наружного диаметра слитков от номинального - 345 мм (новая или изношенная 20 изложница) и колебаний величины усадочной раковины в слитках значительно отличались от расчетной 335 кг инаходились в пределах 328-345 кг.Исходные заготовки 1 нагревали 25 до температуры 1240 С, взвешивали наавтоматических васах и поштучно подавали на нижний стол 2 пресса(фиг.1). Движением верхней траверзы3 вниз заготовку 1 осаживали до вы соты Н =Н+27 мм = 143 + 27 мм =- 170 мм в кольце с размерами П =- 533 мм и 0= 598 мм (фиг. 2) . Конечную высоту осаженной заготовкиопределяли исходя из величин раската О= 1056 мм в соответствии стехнологическими рекомендациями,т.е. на 26-35 мм больше конечнойвысоты готового бандажа Н= 143 мм,в данном случае приняли 27 мм. Оп тимальную разницу диаметров осаженной заготовки для этого случая определяли из условия величины прокатываемого изделия и конечного егопрофиля по таблице, т.е. бандажа, 45 характеризующегося незначительнойполкой (гребнем) 30 мм, которая принята равной 65 мм (598-533,= 65).В момент завершения осадки осуществляли разгонку заготовки пуансонами 5 и 6 путем перемещения ихнавстречу друг другу (фиг.3). Диаметр рабочего торца пуансонов Йдля данного случая выбирался на основании диаметра внутреннего валка11 кольцепрокатного стана, принятого равным 200 мм. Исходя из этого,диаметр пуансонов 5 и 6 назначался220 мм, т.е. на 20 мм больше диаметра внутреннего валка 11.) Ь,17037-70=63 мм;170-60-.)8 52 мм;170-70-.)3=47 мм. 7 14545Толщину перемычки Ь для каждой конкретной заготовки определяли на основании разницы между Фактической массой исходной заготовки 1 (Сэ щ5 щ 328-345 кг и учетом угара 2%- 321, 5 - 338 кг), определяемой по показаниям автоматических весов и теоретической массой готового банажа 17 (С 317 кг).10Так, например, для заготовок массой 321,5 кг, 328, 335 и 338 кг высота перемычки составляла 321,5 - 3170,785 2,2 7,85 ) 338 - 317Р 1 0,781 2,2 7,85Глубину внедрения Ь пуансона 5 со сторонами меньшего диаметра торца осаженной заготовки (О ) устам навливали исходя из зависимости Но-Ь/ ь+Так, для принятых примеров глубина внедрения Ь пуансона 5 в заготовку составила а глубина внедрения Ь пуансона 6 с противоположной стороны соответственно составляла (Ь=Но-Ь -Ь) Ь, щ 170" 15-8273 мм В результате разгонки заготовки пуансонами получили промежуточные заготовки 8 (фиг. 3) с соответствующими геометрическими парметрами, Истечение металла при разгонке осуществлялось только в радиальном направлении. В момент завершения операции разгонки пуансонами на различную глубину с образованием соответствующей перемычки последнюю прошивали перемещением верхнего пуансона 5 вниз с противодавлением со стороны нижнего пуансона 6, т,е. в зафиксированном положении перемычки 10 между ними. Перемычка 10 в зафиксированном положении перемещается в полость одного иэ пуансонов (на примере нижнего), т,е. прошивку вели в направлении меньшего расстояния положения перемычки относительно торторцов прошиваемой заготовки. В результате этого получали кольцевую заготовку 9 (поз.2) одинаковой массой в выпускаемой партии, В дальнейшем пуансон 5 с верхней траверсой 3 и кольцом 4 подавали в верхнее положение, кольцевую заготовку 9 удаляли с нижнего .стола пресса (фиг,5) и передавали ее на прокатку в кольцепрокатный стан (фиг.б).На кольцепрокатном стане кольцевую заготовку прокатывали путем одновременного обжатия в радиальном направлении между внутренним нажимным валком 11 и наружным коренным валком 12 и осевым направлением между торцовыми валками 13. В результате прокатки получали бандажи, которые калибровали по внутреннему диаметру на калибровочном прессе (фиг.7) путем перемещения сегментов 15 в радиальном направлении под действием штока 16. После калибровки получали готовые изделия 17 с размерами в горячем состоянии: Рх с 1 х Н = 1071 х х 903 х 147 мм, соответствующими параметрами бандажей в холодном состоянии, т.е. 1056 х 890 х 143 мм.Анализ качества макроструктуры данных бандажей, а также результаты механической обработки изделий показали отсутствие плен и закатов на внутренней и наружной поверхности и вся партия бандажей была использована по назначению.Предлагаемый способ улучшает качество изделий эа счет отсутствия плен и захватов на внутренней и9 1454558 10 наружной поверхности, уменьшает расход металла за счет ликвидации брака по укаэанным дефектам. ной заготовки определяют йз соотношения д пп5 Ъ 7 Обформула изобретения где Н - высота осаженной заготовки, мм;Ь- высота перемычки, мм 1 100 - диаметр большого торцаосаженной заготовки, мм;П - диаметр меньшего торца осаженной заготовки, мм,2, Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что разгонку пу - ансонами осуществляют с истечениемметалла только в радиальном направлении, а прошивку осуществляют в направлении торца заготовки, отстоящем от торца пуансона на меньшеерасстояние. 1. Способ изготовления кольцевых изделий, включающий нагрев заготовки, ее осадку с принудительным ограничением течения металла на одном из ее торцов, разгонку и прошивку отверстия с последующей прокаткой и калибровкой, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества кольцевых иэделий, разгонку заготовки осуществляют двумя пуансонами с противоположных сторон на различную глубину внедрения, при этом глубину внедрения пуансона со стороны меньшего диаметра торца осаженКонечный размер наружногодиаметра 0,мм1Оптимальная, осаженнойзаготовки1 б 0 м мм Вид изделий 500-1000 1001-2000 2001-3000 500-1000 1001-2000 2001-3000 500-1000 1001-2000 2001-300020-25 26-35 36-45 Кольцевые изделия квадратного и прямоугольного сечения Кольцевые изделия с незначительной полкой до 30 мм),железнодорожные бандажи Кольцевые изделия со значительной полкой (до 80 мм)изделия типа фланцев, венцов и т.д,75-66 65-5655-45 110-100 99-80 79-651454558 Составитель М.АнтошинРедактоР М.недолУженко ТехРед А. КравчукКорректор М,демчик Тираж 573 Заказ 7384/1 одпис при ГКНТ ССС ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 47 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна