Способ изготовления плоских поковок ковкой

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечном производстве при изготовлении плоских поковок типа плит, дисков для изделий ответственного назначения. Полученное ковкой кольцо разрезают вдоль образующей. Разрезанное кольцо разворачивают. Для этого образуют зазор между краями кольца в месте разреза спрямлением участков разрезанного кольца. Далее увеличивают полученный зазор клиновой раздачей разрезанного кольца и производят разгибку кольца. Клиновую раздачу осуществляют на одном или нескольких клиновых бойках, имеющих разную ширину и/или разный угол при вершине. Количество спрямляемых участков разрезанного кольца и величину их протяженности выбирают из условия обеспечения скольжения краев разрезанного кольца по боковым поверхностям клиновых бойков. Затем развернутое кольцо правят. В результате снижается трудоемкость процесса ковки, обеспечивается возможность изготовления поковок на стандартном оборудовании с использованием стандартной кузнечной оснастки. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к кузнечному производству и может быть использовано для изготовления крупногабаритных плоских поковок типа плит, дисков для изделий ответственного назначения.

Известен способ ковки плоских поковок, включающий биллетировку слитка и его протяжку (а.с. СССР №1489911). Недостатком данного способа ковки является то, что в готовой поковке остается металл осевой зоны слитка, который наиболее загрязнен неметаллическими включениями и примесями. Это снижает качество поковок и возможность использовать их для изготовления изделий ответственного назначения.

Известен способ ковки плоских поковок, включающий осадку слитка, прошивку, ковку на оправке, получение промежуточной поковки - кольца, разрезку этого кольца вдоль образующей, его разворачивание и правку до формы плиты (а.с. СССР №852429).

Недостатком данного способа является то, что операция разворачивания нетехнологична, трудоемка в исполнении и требует специального дополнительного оборудования.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости процесса ковки, обеспечение возможности изготовления поковок на стандартном кузнечном оборудовании с использованием обычной кузнечной оснастки.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе, включающем ковку кольца, разрезку его вдоль образующей, разворачивание и правку, разворачивание проводят путем спрямления отдельных участков кольца, последующей клиновой раздачей и разгибкой.

Спрямление участков разрезанного кольца осуществляют на оправке с плоской или вогнутой рабочей поверхностью.

Клиновую раздачу проводят на одном или нескольких клиновых бойках разной ширины и/или с разными углами при вершине.

Количество и протяженность спрямляемых участков выбирают так, чтобы образовавшийся при спрямлении зазор обеспечил бы скольжение краев разрезанного кольца по боковым поверхностям клиновых бойков. В частности, при спрямлении двух участков кольца, прилегающих к разрезу, их протяженность выбирают такой, чтобы неспрямляемая часть поковки представляла собой кольцевой сектор, опирающийся на центральный угол, величина которого не превышала бы значение 2(π-α-φ), где 2α - угол при вершине клинового бойка, φ - угол трения.

Разгибку заготовки проводят на плите целиком или на ступенчатом бойке с плоскими рабочими поверхностями по участкам путем попеременных обжатий и подач.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

фиг.1 - операция раскатки кольца на оправке, где 1 - поковка-кольцо, 2 - оправка, 3 - раскатной боек;

фиг.2 - схема разрезки кольца вдоль образующей после раскатки;

фиг.3 - схема спрямления крайних участков кольца, прилегающих к разрезу, где 4 - оправка с плоскими рабочими поверхностями;

фиг.4 - операция раздачи заготовки на клиновых бойках, где 5 - клиновые бойки;

фиг.5 - операция разгибки и правки на плите, где 6 - плита, а 7 - готовая поковка;

фиг.6 - расчетная схема для определения условия проскальзывания;

фиг.7 - схема спрямления крайних участков кольца на оправке с вогнутой рабочей поверхностью, где 8 - оправка с вогнутой рабочей поверхностью;

фиг.8 - схема разгибки заготовки на ступенчатом бойке с плоскими рабочими поверхностями, где 9 - ступенчатый боек.

Способ реализуется следующим образом. Слиток биллетируют, осаживают и прошивают. Затем раскатывают на оправке до таких размеров, чтобы после разворачивания заготовка была близка к поковочным размерам изделия (фиг.1). Далее осуществляют разрезку кольца вдоль образующей (фиг.2). После чего спрямляют отдельные участки, в частности края разрезанного кольца (фиг.3). Спрямление осуществляют радиальными обжатиями на оправке, имеющей плоские рабочие поверхности. При этом между разрезанными краями образуется зазор. Далее, производят увеличение этого зазора путем клиновой раздачи (фиг.4). Клиновая раздача осуществляется на одном или нескольких бойках разной ширины или/и с разными углами при вершинах до величины, обеспечивающей последующую разгибку заготовки на плите. Последняя операция - разгибка и правка поковки на плите (фиг.5)

Спрямление отдельных участков после разрезки кольца производится так, чтобы при последующей раздаче клиновыми бойками происходило скольжение краев заготовки по наклонным поверхностям клиновых бойков. В противном случае при отсутствии скольжения будет иметь место недопустимое искривление и деформация заготовки.

В частности, при спрямлении участков разрезанного кольца, прилегающих к месту разрезки, скольжение гарантированно будет иметь место, если угол между каждым спрямленным участком кольца и нормалью к боковой поверхности клинового бойка будет больше угла трения поковки о боек. Для этого необходимо провести спрямление участков такой величины, чтобы оставшаяся неспрямленная часть заготовки представляла собой кольцевой сектор, опирающийся на центральный угол, величина которого не превышает значение

,

где 2α - угол при вершине клинового бойка, φ - угол трения (фиг.6).

На фиг.6 приведена расчетная схема для определения условия проскальзывания. Угол ψ между спрямленным участком кольца и нормалью n к наклонной поверхности клинового бойка равен ψ=π/2-α-β

Для проскальзывания он должен быть больше угла трения, т.е. ψ≥φ или π/2α-β≥φ.

Т.к. β=(γ-π)/2, то π/2-α-(γ-π)/2≥φ. Тогда γ≤2(π-α-φ).

Для увеличения зазора при спрямлении эту операцию можно производить на оправке 8, имеющей вогнутую рабочую поверхность (фиг.7).

В случае получения недостаточного зазора между концами и невозможности осуществления операции разгибки целиком на плите (фиг.5) данную операцию можно провести по участкам на ступенчатом бойке 9 с плоскими рабочими поверхностями путем попеременных обжатий и подач (фиг.8).

Пример. Способ был реализован на прессе усилием 120 МН при ковке заготовки, предназначенной для изготовления днища атомного реактора. Слиток массой 159.7 т. из стали 15Х2НМФА, нагретый до ковочной температуры, сбиллетировали, вырубили блок диаметром 1940 мм и высотой 5200 мм. Затем блок осадили на 60% по высоте и прошили прошивнем диаметром 900 мм. Данную заготовку раскатали и протянули на оправке, получив промежуточную поковку в виде кольца длиной 3500 мм, наружным диаметром 2750 мм и внутренним диаметром 1550 мм.

Далее полученное кольцо разрезали по образующей огневой резкой.

Затем производили спрямление двух участков кольца, прилегающих к месту разреза, на оправке с вогнутой рабочей поверхностью. Образовавшийся зазор между краями разреза составил 800 мм.

Раздачу заготовки проводили на двух клиновых бойках с углами при вершине 110° и 130°. После раздачи на первом клиновом бойке зазор составил 2200 мм, а после раздачи на втором - 3100 мм. Дальнейшую разгибку проводили на ступенчатом нижнем бойке, а окончательную правку - на плоской плите. В результате после обрубки боковых отходов была получена поковка размерами 5300×3500×600 мм.

Предлагаемый способ ковки позволяет повысить качество металла и надежность изделий ответственного назначения. Возможно применение этого способа для различных металлов и сплавов, в том числе и труднодеформируемых. Для осуществления предлагаемого способа не требуется применения дополнительного специального оборудования - он реализуется на стандартных кузнечных прессах с использованием обычной кузнечной оснастки.

1. Способ изготовления плоских поковок ковкой, включающий получение ковкой кольца, его разрезку вдоль образующей, разворачивание разрезанного кольца и правку, отличающийся тем, что разворачивание разрезанного кольца осуществляют путем образования зазора между его краями в месте разреза, которое производят спрямлением участков разрезанного кольца, последующего увеличения упомянутого зазора клиновой раздачей разрезанного кольца и его разгибки, при этом клиновую раздачу производят на одном или нескольких клиновых бойках, имеющих разную ширину и/или разный угол при вершине, а количество спрямляемых участков разрезанного кольца и величину их протяженности выбирают из условия обеспечения скольжения краев разрезанного кольца по боковым поверхностям клиновых бойков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что спрямление участков разрезанного кольца осуществляют на оправке с плоской или вогнутой рабочей поверхностью.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разгибку осуществляют по участкам на ступенчатом бойке с плоскими рабочими поверхностями путем попеременных обжатий и подач.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют спрямление участков разрезанного кольца, прилегающих к месту разреза, с получением неспрямленной части разрезанного кольца в виде кольцевого сектора с центральным углом, величина которого не превышает 2 (π-α-φ), где 2α - угол при вершине клинового бойка, φ - угол трения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых поковок на гидравлических ковочных прессах. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении заготовок днищ сварнокованых цилиндров гидравлических прессов. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомеханической обработке магниевых сплавов, и может быть использовано при изготовлении деталей в авиастроении, ракетной технике, конструкциях автомобилей, в атомных реакторах.

Изобретение относится к кузнечному производству и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных колец и обечаек на прессе. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении кольцевых заготовок для деталей газотурбинных двигателей. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении кованых заготовок. .
Изобретение относится к изготовлению промежуточных заготовок из - и + -титановых сплавов методом горячего деформирования. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении плоского профиля, применяемого в качестве конструкционного материала для активных зон атомных реакторов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок для длинномерных изделий типа роторов или валов. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при ковке слитков и заготовок на гидравлических ковочных прессах и радиально-обжимных машинах.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при ковке заготовок в кузнечно-прессовых цехах

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности при изготовлении изделий ответственного назначения для газотурбинных двигателей, газотурбинных установок и самолетных конструкций из титановых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при подготовке к кузнечно-прессовой обработке металлической заготовки с отношением длины к ширине, превышающим 12 к 1

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к изготовлению производимых из высокопрочной ударостойкой стали замков секций бурильной колонны, применяемых для соединения секций в колонну, каждый из которых имеет центральное отверстие и состоит из корпуса и втулки

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности при изготовлении поковок и заготовок из слитков

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при ковке слитков на ковочных прессах в четырехбойковых ковочных устройствах

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано при штамповке на штамповочных машинах прессового типа, в частности на гидравлических прессах

Изобретение относится к способу прогнозирования разрушения тонкой пластины, выполненной из металлического материала, в качестве критерия определения разрушения в случае разрушения материала автомобильной детали, подвергнутой прессованию (штамповке)

Изобретение относится к способу обработки металлической заготовки осадкой, к втулке для осуществления способа и к сборному узлу, содержащему втулку и крышку для осуществления способа

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при ковке заготовок в четырехбойковых ковочных устройствах на гидравлических ковочных прессах
Наверх