Спосіб виготовлення дискових поковок
Номер патенту: 17117
Опубліковано: 15.09.2006
Автори: Діамантопуло Констянтин Констянтинович, Гофман Леонід Давидович, Каргін Борис Сергійович, Бурцев Генадій Єгорович
Формула / Реферат
Спосіб виготовлення дискових поковок, що включає використання гарячої заготівки, подачу і фіксування її в секційному штампі та послідовне локальне деформування кільцевих ділянок вихідної заготівки у висотному та радіальному напрямку до остаточного формоутворення поковки, який відрізняється тим, що висотні параметри послідовно деформованих кільцевих ділянок вихідної заготівки визначають із співвідношення:
,
де ,
- вихідна та кінцева висоти і-тої кільцевої частини вихідної заготівки;
,
- зовнішній та внутрішній діаметри і-тої кільцевої частини вихідної заготівки;
- необхідний мінімальний коефіцієнт уковування (ступінь деформації) і-тої кільцевої частини вихідної заготівки;
,
- зовнішній та внутрішній діаметри і-тої кільцевої частини поковки.
Текст
Спосіб виготовлення дискових поковок, що включає використання гарячої заготівки, подачу і фіксування її в секційному штампі та послідовне локальне деформування кільцевих ділянок вихідної заготівки у висотному та радіальному напрямку до остаточного формоутворення поковки, який відрізняється тим, що висотні параметри послідовно деформованих кільцевих ділянок вихідної співвідношення: Корисна модель відноситься до машинобудування, зокрема, до виготовлення операціями обробки металів тиском плоских дискових поковок, наприклад, коліС.шестерень, дисків тощо. Відомий пристрій [стан системи Сліка, який представляє собою комбінацію штампувального пресу та прокатного стану [1. Стор.196-197. Рис.108-109]] складається з станини в якій розміщені два валка-штампа, що обертаються в одному напрямку, розташованих під кутом 7-100, один з яких закріплений на валі та приводиться у обертання від двигуна через редуктор, а інший є неприводним та має центруючий стрижень і оснащений гідравлічним циліндром. Спосіб роботи такого пристрою містить розрізання чи ломку заготовок, її нагрівання та прошивання на половину висоти, надівання заготовки на центруючий стрижень, попереднє деформування осаджуванням без обертання профільних валків та остаточне формування прокаткою із одночасним осаджуванням нахиленим профільованим валком із дотиканням до поверхні заготовки по всьому профілю. Даний пристрій і, відповідно, спосіб його роботи потребує складної кінематичної схеми, що ненадійна та важка у керуванні, великих габаритів, що робить його металоємним (відстань від двигуна до приводного валка-штампа, із врахуванням редуктора, валів та муфти складає більш за половину довжини стану). Розташування верхнього валка штампа та нижнього штампа не на одній лінії деформації збільшує паразитні навантаження пристрою, що прискорює його вихід з строю. Попереднє осаджування площиною штампів викликає додаткові втрати температури заготовки, що збільшує енергосилові потреби способу. Постійне контактування великої площини поверхні рухомою валка-штампа із гарячою заготовкою приводить до його прискореного зношування та низької якості дискових поковок. Відомий спосіб одержання поковок типа дисків операціями кування [2. Стор.193-195]. Вихідною заготовкою служить зливок. Процес кування містить операції відтягування цапфи під патрон, протягування зливка на восьмигранник та з восьмигранника на круг. рубку заготовок, осаджування заготовки та розгонку полотна диска у декілька стадій. Спосіб мас понижену продуктивність, потребує дотримування оптимальних режимів обтискувань та підбирання ширини інструменту для розгонки. hiз (Di2 з di2 ) з де hik , hi з yimin hik (Di2 k заготівки визначають із di2 ) k , - вихідна та кінцева висоти і-тої кільцевої частини вихідної заготівки; Diз , dі2 - зовнішній та внутрішній діаметри і-тої з кільцевої частини вихідної заготівки; - необхідний мінімальний yimin коефіцієнт уковування (ступінь деформації) і-тої кільцевої частини вихідної заготівки; Dik , dik - зовнішній та внутрішній діаметри і-тої (19) UA (11) 17117 (13) U кільцевої частини поковки. 3 При ньому спостерігаються дефектоутворення на ступиці та тильній стороні диска у вигляді утягування металу, а також тріщиноутворення на радіальній поверхні диска. Відомий спосіб одержання поковок дисків (коліс) комбінованими процесами обробки металів тиском, які містять кування та об'ємне шпампування [3, Стор.236-238]. Використовують операції надрізання зливків (масою 3-5 т) на багаторізцсвих верстатах, розподіл на окремі заготовки на зливколамачах, нагрівання заготовок до 1200-1250 °С, збивання окалини у окалиноламачах, попереднє осаджування, формування у кільці та прошивання центрального отвору на гідравлічному пресі. Отриману заготовку передають на остаточне штампування на більш потужному пресі із формуванням ступиці, частини диску та ободу колеса. Колісну заготовку, що одержана, прокатують на колесопрокатному стані, де формують периферійну частину диску та обід колеса. Надалі колесо поступає на калібрувальний прес де виконують вигинання диска. прошивання двох водильних отворів та калібрування ободу. Спосіб є досить малопродуктивним та енергоємним, через потребу застосовувати багато різнорідного устаткування великої потужності. Через різну продуктивність використовуваного устаткування виникають "вузькі місця" у технологічному ланцюгу. Найбільш близьким технічним рішенням (прототипом) с спосіб, за яким отриману будь-яким способом заготовку нагрівають, встановлюють у матриці іза перший хід траверси осаджують її як у звичайному штампі, при цьому працюють усі кільцеві секції, і ступінь осаджування лімітується зусиллям пресу; за другий хід траверси деформують центральну частину заготовки, а за третій - тільки зовнішню кільцеву частину заготовки. При цьому здійснюється послідовне локальне деформування дискових і кільцевих ділянок вихідної заготовки у висотному та радіальному напрямку [4, crop. 29 - 31]. Недоліками цього способу є необхідність первинного осаджування вихідної заготовки і велика нерівномірність деформації у проміжках між окремими кільцевими ділянками заготовки, які послідовно деформують у секційному штампі. Це призводить до великих енерговитрат і низької якості поковок. Окрім того попереднє осаджування площиною штампів викликає додаткові втрати температури заготовки, що збільшує енергосилові потреби способу, а у деяких випадках при подальшому деформуванні на верхній торцевій поверхні напівфабрикату з являються дефекти у вигляді затисків. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача розробити спосіб одержання дискових поковок, у якому за рахунок зміни умов здійснення дій підвищується якість продукції та надійність реалізації та керування способом, а також суттєво знижуються витрати на виробництво дискових поковок. Для рішення поставленої задачі в способі одержання дискових поковок, що включає використання гарячої заготовки, подачу і фіксування її в секційному штампі та послідовне 17117 4 локальне деформування кільцевих ділянок вихідної заготовки у висотному та радіальному напрямку до остаточного формоутворення поковки, відповідно до винаходу, висотні параметри послідовно деформованих кільцевих ділянок вихідної заготовки визначають із співвідношення: hiз (Di2 з di2 ) з yimin hik (Di2 k di2 ) k де hik ; hi з - вихідна та кінцева висоти і - тої кільцевої частини вихідної заготовки; Diз ; dі2 - зовнішній та внутрішній діаметри і з тої кільцевої частини вихідної заготовки; yimin - необхідний мінімальний коефіцієнт уковування (ступінь деформації) і - тої кільцевої частини вихідної заготовки; Dik ; dik - зовнішній та внутрішній діаметри і тої кільцевої частини поковки. Необхідність визначення висотних параметрів послідовно деформуємих кільцевих ділянок вихідної заготовки через вище згадану залежність зумовлена використанням різновеликих мінімальних коефіцієнтів уковування для кожної кільцевої ділянки, що забезпечує суттєве зниження сили і роботи деформації та її нерівномірність, а отже - ступінчаті торці вихідної заготовки, наближені по формі до торців поковки. Безальтернативним способом одержання вихідної заготовки зі ступінчатими торцями є лиття. Можливе використання заготовки, що нагріта при литті с затверділою або рідкою серцевиною (тобто використання тепла, що залишається при остиганні литої заготовки). Спосіб виготовлення дискових поковок реалізується наступним чином (на прикладі одержання поковки залізничного колеса). Зливок масою 500кг відливають із центральним отвором. Після розливу (сифонним способом у стопи) та застигання зливок остигає до температури 1210°С.Хімічний склад використаної сталі, мас.%%: (0,6-0,7) С; (0,15-0.35) Si; (0,650,95) Mn; P 0,05; S 0,05. Зазвичай розміри зливка: діаметр 766мм, повна висота із ступицею 273мм, висота ободу (корисного тіла зливка) 143мм, діаметр центрального отвору - 90мм (цим отвором заготовку фіксують у штампі, одягаючи на центруючий стрмжень). З урахуванням розмірів поковки уковування по ступиці - 1,01; уковування по полотну (середня кільцева частина поковки товщиною 24мм) - 3,4; уковування по ободу - 1,25, що свідчить про велику нерівномірність деформації. При цьому робочий хід преса при деформуванні полотна складатиме 143-24=119мм, а відповідне зусилля - близько 80 МН. Якщо уковування по полотну призначити 1,5 (тобто наблизити до укова по ступиці і по ободу), то товщина полотна вихідної заготовки (зливка) буде дорівнювати 48мм, а робочий хід - 24мм. Таким чином при впроваджені способу досягають суттєвого зменшення енергетичних витрат і підвищення якості поковок. Перелік посилань 5 17117 1 Шифринм.Ю. Производство цельнокатаных колес и бандажей / M. Ю. Шифрин,м.Я. Соломович. -М.:Металлургиздат, 1954. - 500 с. 2 Трубин В. H. Ковка крупных поковок. Результаты исследования технологических режимов / Под ред. В.Н. Трубина, И.Я. Тарновского. -м.Свердловск: МАШГИЗ, 1962. -224 с. Комп’ютерна верстка О. Чепелев 6 3. Шевакин Ю.Ф. Обработка металлов давлением / 10. Ф. Шевакин, B.C. Шайкевич. – M.: Металлургия, 1972. - 247 с. 4. Семѐнов Е.И. и др.Ковка и штамповка. Справочник. В 4-х томах.М.:Машиностроение, 1986. Т. 2. Горячая штамповка./Под ред. Е.И. Семѐнова, 1986.-С.29-31. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod of manufacture of disk forgings
Автори англійськоюDiamantopulo Konstiantyn Konstiantynovych, Kargin Borys Serhiiovych
Назва патенту російськоюСпособ изготовления дисковых поковок
Автори російськоюДиамантопуло Константин Константинович, Каргин Борис Сергеевич
МПК / Мітки
МПК: B21J 5/00
Мітки: дискових, спосіб, поковок, виготовлення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-17117-sposib-vigotovlennya-diskovikh-pokovok.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення дискових поковок</a>
Попередній патент: Спосіб профілактики післяопераційних ускладнень в хірургічній стоматології
Наступний патент: Спосіб емульсіографії
Випадковий патент: Спосіб діагностики хвороб пародонта у собак