Спосіб прокатки складнопрофільних кільцевих виробів

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении сложно-профильных кольцевых изделий, типа фланцев, сдвоенных фланцев, бандажей, венцов и др. Известен способ прокатки сложнопрофильных кольцевых изделий, при котором деформацию исходной заготовки осуществляют последовательно на двух станах между парами радиальных валков [1]. Известный способ характеризуется недостаточными технологическими возможностями, связанными с необходимостью подготовки заготовки определенной формы и размеров и использованием большого качества оборудования, а также неудовлетворительным качеством изделий (утяжки, невыполнение профиля, конусность и др.). связанными с появлением разницы в вытяжках по сечению кольца. Наиболее близким по технической сущности является способ прокатки сложнопрофильных кольцевых изделий, включающий деформацию в двустороннем очаге с приложением усилий к наружной и внутренней поверхностям кольца [2]. Указанный способ аналогично способу [1] также характеризуется недостаточными технологическими возможностями и неудовлетворительным качеством изделий, что ведет к увеличению затрат на производство изделий на заводах изготовителях и и х механическую обработку у потребителей. Целью настоящего изобретения является расширение технологических возможностей процесса прокатки и повышение качества сложнопрофильных кольцевых изделий за смет создания условий для одинакового прироста диаметра элементов изделия с различной величиной радиальных размеров. Для достижения поставленной цели в известном способе прокатки, включающем деформацию в двустороннем очаге с приложением усилий к наружной и внутренней поверхностям кольцевой заготовки, согласно изобретению, при прокатке осуществляют дополнительную одностороннюю деформацию локальных участков контура заготовки, при этом длина каждого локального участка соответствует длине непрофилированного участка изделия, а величину деформации на локальных участках определяют по зависимости где Δμ - заданное уменьшение вытяжки на участке высотой hл; Sr - площадь части поперечного сечения изделия высотой hл; hл - высота локального участка. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема приложения усилий деформации при прокатке сложнопрофильных колец; на фиг. 2 - промежуточное изменение профиля сечения кольца при прокатке с использованием односторонней деформации наружного профиля (а - начальное положение, б деформирование локального участка заготовки в одностороннем очаге деформации, в - последующее деформирование в основном очаге заготовки, обжатой в одностороннем очаге деформации); на фиг. 3 совмещенные профили заготовки и изделия. Сущность способа заключается в следующем. Заготовку нагревают до температуры горячей пластической деформации (1150— 1280°С в зависимости от марки стали), подвергают осадке, разгонке с оформлением промежуточного профиля (7) и прошивке. Полученную в результате этого заготовку (1) передают на кольцепрокатный стан, где осуществляют ее деформацию в двустороннем очаге с приложением усилий к наружной и внутренней поверхностям от наружного приводного (2) и внутреннего нажимного (3) валков, имеющих профиль калибра, соответствующий профилю готового изделия (фиг. 2 а, в). По мере оформления профиля (8) вне основного очага деформации осуществляют дополнительную одностороннюю деформацию локальных участков контура заготовки. Длину каждого локального участка принимают равной длине непрофильного участка изделия. В качестве инструмента для деформации указанных участков используют центрирующие (4) или нажимные (5) ролики, рабочую поверхность которых выполняют таким образом, чтобы обеспечить контакт только с участками, которые необходимо деформировать. Величину локальной деформации определяют по зависимости где hn - высота локального участка; Δm - заданное уменьшение вытяжки на участке высотой hл; Sr - площадь части поперечного сечения изделия высотой hл. По достижении заданного диаметра кольца деформирование в очаге односторонней деформации прекращают и осуществляют калибровку готового профиля в основном очаге деформации. Осуществление дополнительной односторонней деформации локальных участков контура заготовки, при длине каждого локального участка соответствующей длине непрофильного участка изделия, обеспечивает уменьшение степени их обжатия в двустороннем очаге. Рекомендуемая величина локальной деформации обеспечивает выравнивание степени деформации на различных участках изделия. Выполнение способа прокатки обеспечивает экономию металла и повышение качества сложнопрофильных кольцевых изделий за счет повышения их геометрической точности. Пример. Способ изготовления сложнопрофильных кольцевых изделий был опробован при изготовлении железнодорожных бандажей размерами 1056 x 890 x143 мм (по ГОСТ 3225-80) из стали марки 2 (по ГОСТ 398-81) в кольцебандажном цехе Нижнеднепровского трубопрокатного завода им .К.Либкнехта. Исходные заготовки нагревали до температуры 1230-1280°С и после операций осадка, разгонки и прошивки получали кольцевые заготовки высотой 145 мм с внутренним диаметром 250 мм и конусной наружной поверхностью (угол конусности 15^. Указанные заготовки передавали на кольцепрокатный стан радиально-осевого типа. Здесь осуществляли их радиальную деформацию в двустороннем очаге с приложением усилий к наружной и внутренней поверхностям от наружного приводного и внутреннего нажимного валков, имеющих профиль калибра, соответствующий профилю готового бандажа. Учитывая, что высота кольцевых заготовок соответствовала высоте готового изделия, осевое обжатие практически отсутствовало, наклонные валки обеспечивали только снятие уширения от деформации в радиальном очаге. Площадь гребневой части бандажа размером 1056 x 890 x 143 мм составляла 4919 ммг, площадь соответствующей ей части кольцевой заготовки 9710 мм , а коэффициент вытяжки по гребневой части 1,97. Площадь кольцевой части бандажа - 8797 мм 2, площадь соответствующей ей части кольцевой заготовки 20171 мм 2, а коэффициент вытяжки по этой части - 2,29. В целях уменьшения вытяжки кольцевой части в период прокатки производили дополнительную одностороннюю деформацию наружного контура заготовки на указанном участке (высота участка - 101 мм). При заданном уменьшении вытяжки 2,29-1,97 = 0,32, величина локальной деформации кольцевого участка составила Указанную деформацию осуществляли вне основного очага деформации при помощи двух нажимных роликов (фиг. 26). В период прокатки заготовка делала ~25 оборотов. Таким образом, средняя локальная деформация за один оборот составила ~1,1 мм. По достижении заданного диаметра бандажей, деформирование кольцевой части нажимными роликами прекращали и осуществляли калибровку готового профиля в радиальном очаге деформации. В период опробования изготовлено 1014 бандажей. Брак бандажей по дефектам профиля отсутствовал, в то время как при изготовлении этих же бандажей по известному способу он составлял 2,5%. Таким образом, предложенный способ обеспечивает экономию металла и повышение качества за счет повышения геометрической точности изделий.