Способ изготовления профилированных кольцевых заготовок

 

Использование: для изготовления кольцевых изделий с торцовыми буртами, ориентированными внутрь. Сущность изобретения: из листов, толщины которых определяют из соотношения t h(D - At)/D - At - -h + а, где h - высота бурта кольцевой заготовки , мм; D - внутренний диаметр кольцевой заготовки, мм; At- величина выступания бурта внутрь заготовки, мм; априпуск на толщину листа, обеспечивающий формообразование бурта без складок в угловой внутренней зоне, а 0,5...1,0 мм, нарезают полосы. Полосы изгибают в кольца, которые сваривают встык. Полученные кольца калибруют и профилируют до формообразования буртов при локальном нагреве деформируемой зоны. 1 табл.. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 21 Н 1/00, 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4903127/27 (22) 14.11.90 (46) 23.02.93. Бюл, N 7 (71) Металлургический завод им. С,М.Кирова (72) 1О.В.Процив (73) Кумбакское металлургическое производственное объединение (56) Производство кольцевых заготовок, Зубков А.И. и др., М.. ЦНИИ информации, 1990, с, 64.

Изготовление сварных кольцевых заготовок из листовых материалов, Руководящие технические материалы, РТМ, 1539-76, M., НИАТ, 1980, с. 124. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится K обработке металлов давлением в частности, к способам изготовления кольцевых изделий, и может найти применение в различных отраслях промышленности, где изготавливаются профилированные кольцевые изделия с торцеBblMH буртами, ориентированными внутрь(K центру изделий).

Известен способ изготовления профилированных кольцевых заготовок посредством раскатки на кольцепрокатных станах.

Этот способ позволяет получать профилированные кольцевые заготовки с торцевыми буртами, ориентированными внутрь или наружу их (преимущественно либо внутрь, либо наружу). Недостаток указанного . способа — ограничение воэможности изго. товления изделий с отношением толщины буртов h к величине их выступания внутрь изделия Л t более единицы, причем величи5U 1797510 АЗ (57).Использование: для изготовления кольцевых изделий с торцовыми буртами, ориентированными внутрь. Сущность изобретения: из листов, толщины которых определяют из соотношения t = h(D — Ь t)/D — Ь|в — h+ a, где h — высота бурта кольцевой заготовки, мм; 0- внутренний диаметр кольцевой заготовки, мм; Ь t — величина выступания бурта внутрь заготовки, мм; а — припуск на толщину листа, обеспечивающий формообразование бурта беэ складок в угловой внутренней зоне, а - 0,5...1,0 мм, нарезают полосы. Полосы изгибают в кольца, которые сваривают встык. Полученные кольца калибруют и профилируют до формообразования буртов при локальном нагреве деформируемой зоны. 1 табл., 3 ил.

° на выступания Ь t должна быть не более

70...75 )ь от толщины сечения t даже в иэделии с симметричным расположением буртов

j1, с. 75-76). Второй недостаток, вытекающий из первого,— это невозможность получения кольцевых иэделий с большой величиной выступания Л1 буртов внутрь (например, до значений 6t > t), тем более, тогда, когда один из буртов ориентирован внутрь изделия, а другой — наружу. Кроме того этот способ не позволяет получать тонкостенные заготовки с сечениями большой высоты (в аксиапьном направлении), имеющими бурты с величиной выступания в радиальном направлении (внутрь или наружу) большей, чем толщина стенки.

Известен способ изготовления профилированных кольцевых заготовок из листоаого проката посредством изготовления сварных обечаек и последующей отбортов1797510 ки в горячем состоянии при локальном индукционном нагреве деформируемой зоны.

Этот способ содержит резку листового проката на полосы, гибку полос в кольцо, сварку встык, калибровку сваренных заготовок и профилирование сечения в торцевых частях посредством горячего формообразования буртов при локальном нагреве деформируемой зоны (прототип). Этим способом можно изготавливать из листов различной толщины (преимущественно 8;..15 мм) кольцевые заготовки высотой до 500 мм с величиной выступания буртов до утроенной толщины стенки исходной обечайки. Этот способ позволяет также получать заготовки как с равно-, так и с разнонаправленными торцевыми буртами (один — внутрь, другой— наружу) или только с одним буртом, ориентированным внутрь или наружу. Считается, что этим способом возможно изготовление изделий с соотношениями

0,5t h S 2с и Ь t 4t, Недостаток этого способа — образование дефектов типа складок (закатов) в угловой зоне сопряжения бурта и стенки сечения (см. фиг.1) в процессе формообразования торцевых буртов, ориентированных внутрь заготовок. Как правило, указанные дефекты образуются в тех случаях, когда высота бурта (h) больше толщины стенки в исходной сварной обечайке (t). Можно полагать, что при этом оказывают влияние и такие параметры кольцевых заготовок, как внутренний диаметр (О) и величина выступания бурта внутрь заготовки (Ь t). Однако закономерность этого влияния неизвестна. В определенных. случаях (в пределах, оговоренных допустимыми соотношениями на данный способ) никакие конструктивные изменения технологической оснастки.и никакие технологические приемы не позволяют предотвратить образование дефектов типа складок (закатов) в указанной зоне. Цель изобретения — повышение качества кольцевых заготовок, Достижение поставленной цели позволит предотвратить образование бракованной по дефектам типа складок продукции и тем самым — экономить расход дефицитных материалов при изготовлении заданного количества кольцевых заготовок, Сущность изобретения заключается в том. что при разработке чертежа кольцевой заготовки с торцевыми буртами, ориентированными внутрь ее, толщину исходного листа (t), необходимого для ее изготовления, определяют по соотношению:

D — At ь о Л вЂ” - + где h — высота бурта кольцевой заготовки, мм;

0 — внутренний диаметр кольцевой заготовки, мм;

Лt — величина выступания бурта внутрь заготовки, мм; а — припуск на толщину листа, обеспечивающий формообразование бурта без складок в угловой зоне; оптимальное(доста10 точное) значение а = 0 5...1,0 мм.

Предлагаемое соотношение найдено из следующих соображений, Рассмотрим фиг.2, Очевидно, что дефекты типа складок в угловой внутренней зоне

"5 (в области точки О) образуются в том случае, когда поверхность кольцевой заготовки по контуру исходного сечения ABCQ, превышает поверхность ее по контуру конечного сечения AEFQ. Т,е., условием предотвращения складок можно принять неравенство:

SABCQ < SAEFQ (1)

По принятым на фиг,2 обозначениям указанные площади будут выражаться уравнениями:

SAВса =%0 hо+x(D + 2t) hо+ д((D+

+ 2t) — 0 ) — к(0 + 2 t) h; (2)

30 SAEFa = (О+ 2т) — (D — 2 1) )+

+г(0 — 2 At) h+ g (Dг — (D — 2 h,t)ã) (3)

Подставив выражения (2) и (3) в (1) и

35 произведя необходимые преобразования, получим (D+ t) ho <(О+ t — Лt)+(D — Лt) Лt (4)

Для дальнейших упрощений выражение

40 (4) необходимо выразить через h и другие параметры кольцевой заготовки, Из фиг,2 видно, что объем части заготовки высотой . ho, ограниченный по сечению контуром

ОВСО, должен быть численно равен объе45 му торцевой части заготовки с буртом высотой h, ограниченному по сечению контуром OAEF. По принятым на фиг.2 обозначениям эти. объемы будут выражаться уравнениями

VOBCQ = p ho((D + 2t) - D ) =

=л ho t(D+t); г

VPAFF = „h ((О+ 2t) — (D — 2 Л t) ) =

55 =л п((0+ t)+ ht(0+ t)) (6)

Приравнивая выражения (5) и (6) и производя необходимые преобразования, получаем

1797510

„(1+ Лла:Л ))

t(D+ t) 5

15

25

=h +а

D— - At — h (9) 30

40,=ь 0 — Д1 +

+а, 0 — At — h

Подставив выражение (?) в выражение (4) и произведя необходимые преобразования получим

t h>

D — At (8) Таким образом, для того, чтобы при отбортовке буртов внутрь не было дефектов типа складок (закатов), необходимо, чтобы толщина обечайки была не менее некоторой величины, обусловленной соотношением других параметров кольцевой заготовки.

Как видно из выражения (8), толщина t должна быть всегда больше высоты бурта h.

Вместе с этим, необходимо также иметь в виду, что наиболее приемлемой с позиций экономии металла является минимально возможная толщина исходной обечайки, т.е. искомая оптимальная толщина ограничена и по мин. и по макс, Учитывая сказанное, представим выражение (8) в более определенном виде где a — минимально допустимая величина превышения численного значения толщины t, определенной из соотношения основных размеров кольцевой заготовки по выражению (8); оптимальное значение а =

=0,5-1,0 мм.

Изобретение иллюстрируется эскизами. На фиг.1 показано расположение складки (заката) в угловой внутренней зоне сечения кольцевой заготовки с буртом, ориФормула изобретения

Способ изготовления профилированных кольцевых заготовок, при котором осуществляют. резку листа на полосы, гибку полос в кольцо, сварку встык, калибровку и профилирование сечения посредством формообразования буртов при локальном нагреве деформируемой зоны, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения качества получаемых изделий. в качестве исходного полуфабриката используют лист, толщину которого определяют из соотношения ентированным внутрь ее. На фиг.2 показаны параметры сечения кольцевой заготовки с буртом, ориентированным внутрь ее.

На фиг.3 показаны оптимальное и неоптимальное соотношения параметров сечения кольцевой заготовки с буртом, ориентированным внутрь ее.

Пример конкретного выполнения способа. Из листов толщиной t, равной 10.

12 и 15 мм (сплав ОТ4-1) были изготовлены экспериментальные кольцевые заготовки высотой сечения 100 мм с одним торцевым буртом, ориентированным внутрь, Высота бурта (h) для каждой толщины листа в отдельных заготовках имела значения 8, 10 и 13 мм, а величина выступания бурта Ь| для каждого сочетания h u t принималась равной 10 и 20 мм. Внутренний диаметр исходных обечаек 0 = 500 мм.

Кольцевые заготовки с высотой бурта h - -8 мм были получены без дефектов из листов всех трех исходных толщин. В кольцевых заготовках с высотой бурта h = 10 мм из листов толщиной t = 10 мм были получены неглубокие складки глубиной менее 0,5 мм, а из листов t = 12 мм и t = 15 мм получены беэдефектные заготовки. Кольцевые заготовки с высотой бурта h = 13 мм без дефектов были получены только из листов толщиной t-15 мм. На заготовках из листов толщиной 10 и 12 мм образовались дефекты типа складок глубиной 0...5 мм, причем, более глубокими при прочих равных условиях они были в тех случаях, когда выступание бурта At было большим (т.е. 20 мм). Необходимо иметь в виду, что в тех случаях, когда дефекты образуются, они не имеют постоянной глубины по всему контуру кольцевой заготовки. где h — высота бурта кольцевой заготовки, мм;

D — внутренний диаметр кольцевой заготовки, мм;

Л1 — величина выступания бурта внутрь заготовки,мм; а — припуск на толщину листа. обеспечивающий формообразование бурта без складок в угловой внутренней зоне, а =

=0,5-1,0 мм.

1797510

Составитель l0, Процив Фиг. 3, Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н, Бучок

Редактор„Т. Шагова

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

Заказ 660 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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