Способ обработки металлов давлением

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок как постоянного, так и переменного сечений свободной ковкой. Цель изобретения - повышение качества поковок за счет уменьшения возникающих в центральной зоне деформируемой заготовки растягивающих напряжений и снижение усилия деформации. Нагретую до ковочной температуры заготовку подвергают обжатию бойками в радиальном направлении с одновременным приложением сдвиговых деформаций (СД). Приложение СД к заготовке осуществляют путем сдвига бойков в одном направлении вдоль оси заготовки. В другом случае приложение СД осуществляют путем перемещения заготовки вдоль ее оси в момент обжатия бойками. И в том, и в другом случае приложение СД производят со скоростью, отношение которой к скорости обжатия равно 2,0...2,1 величины отношения длины зоны деформирования к толщине заготовки. Между обжатиями производят подачу заготовки на величину, равную 0,9...1,1 толшины заготовки. Регламентирование механических режимов деформации позволяет получать поковки с однородным напряженным состоянием по толщине и снизить усилие деформации. 2 з.п.ф-лы,3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1479192 (51) 4 В 21 J 1/04, 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4247479/25-27 (22) 27.03.87 (46) 15.05.89. Бюл. № 18 (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) М; Я, Бровман (53) 621.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 637184, кл. В 21 J 5/00, 1975. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛ 1OB

ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок как постоянного, так и переменного сечения свободной ковкой. Цель изобретения — повышение качества поковок за счет уменьшения возникающих в центральной зоне деформируемой заготовки растягивающих напряжений и снижение усилия деформаИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок как постоянного, так и переменного сечения свободной ковкой.

Цель изобретения — повышение качества поковок за счет уменьшения возникающих в центральной зоне деформируемой заготовки растягивающих напряжений и снижения усиЛия деформации.

На фиг. 1 показана схема реализации способа; на фиг. 2 — начальное положение заготовки и инстумента; на фиг. 3— промежуточное положение заготовки и инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

Нагретую до ковочной температуры заготовку 1 подают к одной или нескольции. Нагретую до ковочной температуры заготовку подвергают обжатию бойками в радиальном направлении с о..шовременным приложением сдвиговых деформаций (СД).

Приложение СД к заготовке осуществляют путем сдвига бойков в одном направлении вдоль осп заготовки. В другом случае приложение СД осуществляют путем перемещения заготовки вдоль ее оси в момент обжатия бойками. В обоих случаях приложение СД производят со скоростью, отношение которой к скорости обжатия равно 2,0 — 2,! величины отношения длины зоны деформировання к толщине заготовки. Между обжатпями производят подачу заготовки на величину, равную 0,9-- 1,1 толп(fIHht за гoTDBKlf. Регла м сити рова и н . нических режимов деформации позволяет получать поковки с однородным напряженным состоянием по толщине и снизить усилие деформации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. ким парам бойков 2 и 3 манипулятором 4. При этом бойки 2 и 3 сжимают заготовку со скоротью V<) в направлении оси У, перпендикулярной к оси заготовки.

Одновременно осуществляют движение в продольном направлении (вдоль оси Х) бойков 2 и 3. На заготовке 1 наносят вблизи ее конца канавки, например, при литье, чтобы можно было ее удерживать манипулятором 4. Заготовка 1 может быть в процессе радиального обжатия неподвижной, а бойки 2 и 3 перемещаются в поперечном направлении (вдоль оси Y ) со скоростью V< и одновременно в продольном направлении (вдоль оси Х) со скоростью Vi. Движение бойков 2 и 3 обеспечивает уменьшение толщины заготовки от ho до h, при этом заготовка приоб!

479192 рстает переменную толщину внешней зоны (фиг. 1).

После обжатия заготовку кантуют на 90 плп 45 (в. зависимости от формы сечения) и подвергакн обжатию в направлении, перпендикулярном к оси заготовки (оси

Х) и составляющем угол 90 (или 45 ) с направлением обжатия при осуществлении, предыдущей операции. Можно осуществлять обжатие заготовки несколькими парами бойков 2 и 3 поочередно, перемещая бойки н:io >b осей Х и Y одновременно. Если

Vn=const, Vi=-const, то траектории бойковпрямые линии под углами ы. к оси Х.

Затем осуществляют подачу заготовки манипулятором 4 вдоль оси х на величину ln. после чего повторяют радиальные обжатия заготовки 1.

Можно при обжатии перемещать бойки

2 и 3 только вдоль оси Y (Vn+0, Ч вЂ”вЂ” О), но заготовку перемещать манипулятором 4 в направлении, противоположном оси Х, при этом осуществляют движение относительно друг друга заготовки 1 и бойков 2 и 3 в процессе обжатия ими заготовки. Цикл обжатий повторяют по всей длине заготовки, после чего поковку доставляют к печи для термической обработки.

При осуществлении способа важным является скоростной режим деформации. Скорость относительного продольного перемещения бойков 2 и 3 должна быть

Vi= (2,0--2,1) Vn —

8 й.. где Vn — — скорость поперечного перемещения бойков; — — длина зоны деформации;

h — средняя толщина заготовки 1 в зоне деформации.

Если перемещать бойки 2 и 3 отно сительно заготовки 1 вдоль оси Х со скоростью, меньшей 2Vo, то на части )1 контактной поверхности металл заготовки перемещается быстрее бойков и трение припятствует течению металла и создает сжимающие напряжения. Положительный эффект при этом полностью реализуется.

Движение бойков 2 и 3 со скоростью, больше 2,1 Vn — способствует ускорению

Р

k износа бойков без уменьшения усилия, связанного со снижением неравномерности деформации.

В начальный момент контакта бойков 2 и 3 с заготовкой 1 длина зоны деформации определяется величиной lo подачи заготовки между циклами обжатия. Если «1,0, то напряженное состояние неравh.. номерное с наличием растягивающих напряжений в осевой зоне заготовки, что способствует развитию трещин, пор, препятствует их завариванию. Поэтому согласно предлагаемому способу принимают

t.

=0,9 — 1,1, так как при меньших зна чениях — появляются значительные расС

Г!ри этом величина — составляла 4,0 и

E скорость V (бойков 2 и 3 относительно заготовки 1) была Vi= (20 — 2,!) Ъ вЂ ) †â€

= (0,8 — 8,4) Vo. Приняли Vi=8,2 Vn ——

=4!0 мм/с, в результате чего заготовка получила величину горизонтального перемещения при времени процесса

Ь(1 т=-Г- —.— — 2,5 с о

410 ° 2,5=1025 мм=!,025 м.

Угол = a rc tp — =0,049 рад (3 18 ) .

Гlри величине In=ho=500 мм длина бойков L связана с lo соотношением In=

= (0,90 — 0,95) " L=0,92 1 =0,46 L; L=

=1085 мм.

Получение поковки с однорядным напряженным состоянием по толщине позволяет повысить ее качество за счет исключения нарушения сплошности и заварки пор и других внутренних дефектов.

Формула изобретения

1. Способ обработки металлов давлением, включающий деформацию исходной заготовки бойками путем обжатия ее в направлении, перпендикулярном оси заготовки, с одновременным приложением сдвиговых деформаций в направлении оси заготовки и периодическую подачу ее между обжатиями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поковок за счет уменьшения возникающих в центральной зоне деформируемой заготовки растягивающих напряжений .и снижения усилия деформации, приложение сдвиговых деформаций осуществляют со скоростью, отношение которой к

55 тягивающие напряжения в центральных слоях заготовки, а при больших величинах увеличивается усилие деформации.

Пример. Слиток из стали 45 сечением

500Х500 мм, полученный полунепрерывным литьем и нагретый до 1150 С, подвергали обжатию от ho=500 мм до тол15 шины hi=250 мм (1=20), при этом величина подачи In=i.OXhn=500 мм, что обеспечило отсутствие растягивающих напряжений вдоль оси Х в центральных слоях заготовки 1. Скорость обжатия заготовки 1 каждым из бойков 2 и 3 равна Vn=50 мм/с, а длина зоны деформации по мере обжатия возрастала до I=in Х=1000 мм.!

479192

Составитель С. Малай

Редактор А. Огар Техред И. Верее Корректор О. Кравцова

3 а к аз 2478/9 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобРетениям н открыл ням нри ГКНТ ОО.Р ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Расшская наб.. д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», . Ужго!и1л, i.t. Гага!1нна. !П! скорости обжатия равно 2,0 — 2,1 величины отношения длины зоны деформации к толщине заготовки в этой зоне, а подачу заготовки производят на величину, равную 0,9 — 1,1 толщины исходной заготовки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что приложение сдвиговых деформаций к заготовке осуществляют путем сдвига бойков в одном направлении.

3. Способ по и. 1, отд!ииаю цииагя тем, что приложение сдвиговых деформаций к заготовке осуществляют путем перемещения последней в момент обжатия байками вдоль своей оси в направлении, противоположном направленин> подачи.