Способ изготовления кольцевых изделий

Способ изготовления кольцевых изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству кольцевых изделий. Цель изобретения - повышение качества макроструктуры кольцевых заготовок и повышение коэффициента использования металла. Слиток разделяют на комплекты из N*981 заготовок. Комплектную заготовку подрезают на кратные части. При этом отношение диаметра оставляемой при порезке шейки комплектной заготовки к диаметру прошивной оправки выбираются в пределах D<SB POS="POST">ш</SB>/D<SB POS="POST">о</SB> = 0,8 - 1,05, а ширина шейки - в пределах 0,01 - 0,04 диаметра комплектной заготовки. Далее подрезанную комплектную заготовку нагревают до температуры деформации, после чего ее прошивают методом поперечно-винтовой прокатки с одновременным разделением на индивидуальные кольцевые заготовки. Полученные заготовки раскатывают на кольцепрокатном стане. Способ позволяет за счет улучшения макроструктуры снизить брак на 20%, а также повысить коэффициент использования металлов за счет ликвидации выжимки при прошивке заготовок. 4 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБР ТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4289649/27 (22) 28.05.87 (46) 07.07,91. Бюл. М 25 (71) И нститут черной металлургии (72) А.Ф.Шулежко,С,В.Калибатовский, Ю.В.Якубович, В.К.Лященко, В,И,Хейфец, О.Г.ХохловНекрасов, M.È.ÑTàðîñåëåöêèé, В;М.Озимин и

Л,Г,Тартаковская (53) 621.771.29 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1569065, кл. В 21 Н 1/06, 1986. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству кольцевых изделий. Цель изобретения — повышение качества микроструктуры кольцевых заготовок и повышение коэффициента использования металла. Слиток разИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цельнокатаных кольцевых изделий типа венцов, фланцев, колец для подшипников, силовых колец для авиа-машиностроения и других отраслей промышленности.

Цель изобретения — повышение качества макроструктуры кольцевых заготовок и повышение коэффициента использования металла.

На фиг. 1 представлена исходная комплектная заготовка длиной L и диаметром D; на фиг, 2 = заготовка после подрезки на кратные заготовки; на фиг. 3 — прошивка подрезанной заготовки на стане поперечновинтовой прокатки; на фиг. 4 — прокатка

50 1660815 A 1 деляют на комплекты из и> 1 заготовок. Комплектную заготовку подрезают на кратные части. При этом отношение диаметра оставляемой при порезке шейки комплектной заготовки к диаметру прошивной оправки выбираются в пределах 0 ц/О = 0,8-1,05, а ширина шейки — в пределах 0,01-0,04 диаметра комплектной заготовки. Далее подрезанную комплектную заготовку нагревают до температуры деформации, после чего ее прошивают методом поперечно-винтовой прокатки с одновременным разделением на индивидуальные кольцевые заготовки. Полученные заготовки раскатывают на кольцепрокатном стане, Способ позволяет за счет улучшения макроструктуры снизить брак на 20 Д, а также повысить коэффициент использования металлов за счет ликвидации выжимки при прошивке заготовок.

4 ил., 1 табл. кольцевых заготовок на кольцепрокатном стане.

Сущность способа заключается в следующем, Исходную комплектную заготовку (фиг. 1) длиной 1 и диаметром 0 подрезают на кратные части (фиг, 2, поз.1) длиной L.

Подрезку ведут исходя из того. чтобы отношение диаметра оставляемой шейки (Ош) к диаметру прошивной оправки (0,) находилось в пределах Dm/Do = 0,8 — 1,05, т,е. Dw = (0,8...1,05)0 . Величину коэффициентов 0,81,05% выбирают в зависимости отдиаметра исходной комплектной заготовки (D) по таблице. При этом ширину шейки (S) назначают в пределах 0,01 — 0,04 величины диаметра комплектной заготовки, т.е. S = (0,01 — 0,04)0.

1660815

При этом раскрой и подрезку комплектных заготовок осуществляют комбинированно с использованием всей полезной длины (с учетом постоянных минимальных отходов в обрезь), т.е. комплектные заготовки раскраивают на различные весовые массы для индивидуальных заготовок, из которых производят кольца различного сортамента.

Затем подрезанную комплектную заготовку

1 (фиг.2) нагревают до температуры деформации (1050 — 1280 С в зависимости от марки стали) и передают на стан поперечно-винтовой прокатки, где в процессе обжатия между валками 2 осуществляют прошивку на оправке 3 (фиг,3), с диаметром О>. В процессе прошивки происходит разделение комплексной заготовки на индивидуальные кольцевые заготовки 4 (фиг.3) с заданным наружным диаметром Dip внутренним диаметром DB и высотой К.

В дальнейшем полученные кольцевые заготовки 4 (фиг.3) могут использовать как готовую продукцию или подвергают дальнейшему переделу, например, прокатке на кольцепрокатном стане (фиг,4), где путем одновременной деформации между нару>кным 5 и внутренним 6 валками, а также между торцовыми валками 7 получают окончательную кольцевую заготовку 8.

Верхний и нижний пределы в соотношении диаметров шейки.(D ) подрезанной заготовки и прошивной оправки (Dp) выбраны на основании экспериментальных данных.

Установлено, что при соотношении Ощ/Dp< 0,8 имеют место случаи обрыва шейки и в начальной стадии внедрения оправки в тело заготовки, что нарушает стабильность процесса прошивки и приводит к искажению профиля изделия. При соотношении Ош/Ол > 1,05 на торцовых поверхностях индивидуальных заготовок появляются наплывы металла и повышается опасность неотделения одной заготовки от другой, Рекомендуемые оптимальные значения соотношения Dpj/Dp в зависимости от диаметра комплектной заготовки приведены в таблице.

Эксперименты по определению диапазона ширины подрезки повторяют в промышленных условиях с использованием слиткопорезных станков модели 18А65, а также методом огневой подрезки, Подрезку на станках осуществляют резцами шириной 10, 15, 20, 25, 30 мм, а при огневой подрезке ширина реза составляет 3-7 мм, При величине наружных диаметров комплектных заготовок 300, 380, 450 и 500 мм ширина подрезки составляет 0,01 — 0,1 диаметра 300 мм, 0,008-0,08 диаметра 380 мм, 10

40

45,Таким образом, подрезку комплектной заготовки осуществляют на диаметр шейки, равный Ощ = 0,93 х Do = 0,93 х 220 = 205 мм

llpvi этом подрезку производят на ширину

S = 0 04D = 0 04 х 380 = 15 мм (фиг 2 поз 1)

50 После подрезки комплектные заготовки 1 нагревают до 1230 — 1250 С и подают на стан поперечно-винтовой прокатки, где прошивают между валками 2 на оправке 3 диаметром Dp = 220 мм (фиг,3). В результате

0,007 — 0,07 диаметра 450 мм, 0,006-0,06 диаметра 500 мм.

При ширине шейки менее 0,01 диаметра комплектной заготовки резко ухудшаются условия резки, что отражается на качестве торцовых поверхностей заготовок (особенно при огневой резке), а при увеличении ширины реза более 0,04D — происходят разрывы комплектной заготовки при прошивке из — за ухудшения условий захвата каждой последующей обрезанной заготовки, При осуществлении прошивки подрезанных комплектных заготовок на косовалковых станах по данному способу в процессе деформации внутренняя ликвационная зона заготовки равномерно распределяется по внутренней поверхности прошитых заготовок, что положительно отражается на качестве поперечных заготовок и структуре готовой продукции.

Способ также обеспечивает значительное уменьшение расходного коэффициента металла за счет ликвидации выжимки при прошивке каждой последней заготовки, Пример 1. Следует изготовить кольцевые заготовки наружным диаметром О„=

352 мм, внутренним диаметром D> = 216 мм, высотой Н = 457 мм, массой 217 кг. Для этого используют комплектную заготовку круглого сечения из стали марки 50 диаметром

D =- 380 мм, длиной L = 1600 мм и массой

1395 кг, которую подрезают на 6 заготовок длиной L,= 254 мм (фиг.2, поз.1).

Исходя из заданного конечного размера внутреннего диаметра кольцевой заготовки 4, равного DB = 216 мм, диаметр прошиваемой оправки прошивного стана из технологических соображений выбирают равным О> = 220 мм. Согласно данным таблицы, исходя из размера наружного диаметра комплектной заготовки О = 380 мм, оптимальное соотношение между диаметром шейки Ощи диаметром,прошиваемой оправки Dp должно находиться Dm/Dp = 0,93, прошивки получают шесть кольцевых заготовок 4 наружным диаметром D> 352 мм, внутренним диаметром De = 216 мм и высотой Н = 457 мм. Коэффициент вытяжки при этом составляет 1,8, Расходный коэффициент металла при изготовлении данных коль1660815 цевых заготовок составляет 1,07. Часть кольцевых заготовок 4 используют как готовую продукцию, а часть — для последующего передела, т.е. для изготовления на них кольцевых заготовок 8 с геометрическими параметрами Ок бк х Нк = 600 х 530 х 440. Для этого кольцевые заготовки 4 поштучно передают на кольцепрокатный (фиг.4) стан, где прокатывают путем деформации в радиальном направлении между наружным 5 и внутренним 6 валками и в осевом направлении — между торцовыми валками 7. Прокатку осуществляют до получения заданных размеров кольцевой заготовки 8, т.е, до D х бк х Нк = 600 х 530 х 440 мм.

Пример 2, Следует изготовить кольцевые заготовки 4 наружным диаметром

Ов = 433 мм, внутренним диаметром Ое =

227 мм, высотой Н = 465 мм, массой 388 кг.

Для этого используют комплектную заготовку круглого сечения из стали 50 диаметром

О = 450 мм, длиной L = 2000 мм и массой

2470 кг, которую подрезают на 6 заготовок (длиной L) = 321 MM. Исходя из заданного конечного размера внутреннего диаметра кольцевой заготовки 4, равного D> = 227 мм, диаметр прошивной оправки выбран равным Dp=230MM. Поданным таблицы исходя из размера наружного диаметра комплектной заготовки D =- 450 мм, оптимальное соотношение Ош/Dp должно находиться в пределах 0,96-1,0, выбирают равным

D>/Dp =- 0,99, Таким образом, в этом случае подрезку комплектной заготовки осуществляют на диаметр шейки, равный DLU = 0,99 х х ОО = 0,99 х 230 = 228 мм, При этом подрезку производят на ширину S = 0,04 О = 0,01х х 450 = 4,5 мм (фиг.2, поз.1). В дальнейшем аналогии с первым примером осуществляют нагрев и прошивку подрезанных комплект ных заготовок, Коэффициент вытяжки при прошивке составляет 1,45. Расходный коэффициент металла для данного случая составляет 1,06. В результате получают кольцевые заготовки 4 с заданными геометрическими параметрами DH х О х Н = 433 х 227 х 365

MM.

От кольцевых заготовок, изготовленных по известному и предлагаемому способу были отобраны образцы для исследования макроструктуры. В кольцевых заготовок, 5 полученных методом поштучной прошивки, во внутренних слоях сечения были обнаружены ликвационные участки, которые являются источниками таких дефектов, как трещины, надрывы и др, В кольцевых заго10 товках, изготовленных по данному способу, центральная часть сечения имела плотную однородную структуру. а загрязненная ликватами осевая зона исходной заготовки равномерно располагалась по внутренней

15 поверхности изделия в пределах припуска на механическую обработку.

При изготовлении кольцевых заготовок известным способом брак на макроструктуре металла готовых колец (скопление неме20 таллических включений, рыхлость, пониженная твердость, расслоения и т,д.) составляет 2,15 . Изготовление кольцевых заготовок предлагаемым способом позволит снизить брак поуказанным показателям

25 на 20, т.е. с 2,15 до 1 72 .

Формула изобретения

Способ изготовления кольцевых изделий, включающий раскрой, подрезку, разде30 ление слитка на комплекты из п)1 заготовок, соединенных шейками, нагрев до температуры деформации, прошивку комплектных заготовок и последующую раскатку, отличающийся тем, что, с целью

35 повышения качества изделий и повышения коэффициента использования металла заготовки, прошивку комплектной заготовки осуществляют методом поперечно-винтовой прокатки с одновременным разделени40 ем на отдельные кольцевые заготовки, при этом отношение диаметра шейки Ош комплектной заготовки к диаметру прошивной оправки Do определяют из диапазона

D /D0 = 0,8...1,05, а отношение ширины S

45 шейки к диаметру О комплектной заготовки — из диапазона $/D = 0,01...0,04.

1660815

Составитель М.Антошин

Редактор В.Бугренкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И,М уска

Заказ 2077 Тираж 378 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101