Спосіб виготовлення поковки “гостряк”

1. Спосіб виготовлення поковки "гостряк", що включає формування кореня гостряка у два пере 3 них вальцях, а остаточне формування проводять штампуванням. При цьому формування в кувальних вальцях здійснюють з коефіцієнтом витяжки не більше 1.04. Для підтвердження можливості здійснення корисної моделі був проведений розрахунок вальцювання в перших двох переходах. Загальна довжина заготівки складає Lзаг=6585 мм а її маса складає М=420 кг, площа поперечного 2 перетину Fзaг=8345 мм . Деформації піддається лише кінцева частина заготівки яка складається з маси вальцьованого кореня Lкор=470 мм і маси перехідної ділянки Lпреход=200 мм і складає Мпок=39,72 кг, площа поперечного перетину поковки складає Fпoк=7587 мм. Для нагріву кінцевої частини заготівки, доцільно використовувати щілинний індуктор. На підставі рекомендацій температура нагріву складає 12001250 °С, для індуктора застосовують струм промислової частоти 50 Гц, час індукційного нагріву складе 280с, напруга - 600 В, продуктивність 2700 кг/година, швидкість переміщення усередині індуктора 0,0125 м/с і довжина індуктора 1,5 м. Після деформації поковку піддають термообробці: гарт Т=1000 °С середовище, що охолоджує, - веретенне масло, відпустка Т=850 °С - охолоджування з піччю до Т=700 °С і витримкою на протязі 16-20 годин. Коефіцієнт витяжки визначають за загально прийнятою залежністю (Кування і об'ємне штампування: Довідник в 2-х т. / під ред. М. В. Сторожова. -М.: Машинобудування, 1967.). F  общее  0 F1 2 Де F0 - площа заготівки до деформації, мм ; F1 - площа заготівки після деформації, мм2.  заг = 8345/7587 =1.0999 За проходами:  1 = 8345/8093 = 1.0311  2 = 8093/7841 = 1.0321 У розрахунках типорозмір вальцювальних машин вибираємо по максимальному розміру вихідної заготівки і довжині деформованої частини, обумовлюється в технічних характеристиках машин. Згідно з (Смірнов В. К. Гаряче вальцювання заготівок/ В. К. Смирнов, K. I. Літвінов, С. В. Харітонов. - М.: Машинобудування, 1980. - 304 с.) вибираємо двоопорні кувальні вальці, модель С1240. Силу при вальцюванні визначають по наступній формулі (Атрошенко А. П. Технологія гарячої вальцівки/ А. П. Атрошенко. -М.: Машинобудування, 1969. - 176 с.): P  p ср  Fk , де p ср - середнє питоме зусилля при вальцюванні; Fk - горизонтальна проекція контактної поверхні металу зі струмком сектора штампа. Площа контакту знаходять за наступною формулою (Атрошенко А.П. Технологія гарячої вальці 64814 4 вки/ А. П. Атрошенко. - М.: Машинобудування, 1969. - 176 с.): b0  b1 Fk  0,5( A  h1)(h0  h1) 2 Де b0 і b1 - ширина шийки до і після проходу; h0 і h1 висота шийки до і після проходу; нішній діаметр сектора. За проходами: A - зов 30  43,1 0,5(900  40)( 58  40)  3220,8(мм 2 ) 2 43,1  60 Fk 2  0,5(900  30)( 40  30)  3403,1(мм2 ) 2 Fk1  Середнє питоме зусилля при вальцюванні визначають за формулою (Атрошенко А. П. Технологія гарячої вальцівки/ А.П. Атрошенко. -М.: Машинобудування, 1969. - 176 с.): pср  108n u , Для даних умов вальцювання tk (Атрошенко А. П. Технологія гарячої вальцівки/А.П. Атрошенко. М.: Машинобудування, 1969. - 176 с.): n n  n 1 =1.25; 1 =1.3; 1 =1.4 величина u будуть u1 =95; u2 =135 і u3 =170 МПа; Тоді по проходам: pср1  108  125  95  128,25 , , (МПа) pср2  108  13  135  189,5 , , (МПа) Сила вальцювання по проходам склала: P1  3220,8  128,25  412 (кН) P2  3403,1 189,5  645 (кН) Необхідною силою вальцювання є максимальне зусилля по переходам, яке становить Р = 1,117 МН. Сила вибраних кувальних вальців моделі С1240 (Атрошенко А. П. Технологія гарячої вальцівки/ А. П. Атрошенко. - М.: Машинобудування, 1969. - 176 с.) складає: Р = 2,5 МН, що перевищує необхідну силу вальцювання отриману розрахунком. Приклад здійснення способу. Гостряк стрілочного переведення (виготовлений з сталі М73) є рейкою з одним збільшеним по висоті кінцем на 1/5-1/2,5 частину його вихідного перетину (до профілю нормальної рейки). Для здобуття збільшеної кореневої частини гостряка з рейок гострякового профілю ОР65 кінець гостряка нагрівають до 1200 °С. Для нагріву кінцевої частини використовують щілинний індуктор. Для індуктора застосовуємо струм промислової частоти 50 Гц, час індукційного нагріву складе 280с, напруга 600 В, продуктивність 2700 кг/год., швидкість переміщення усередині індуктора 0,0125 м/с і довжина індуктора 1,5 м. Далі формують гостряк при температурі 900-940 °С, формування кореня гостряка здійснюється в два переходи в кувальних вальцях. При цьому коефіцієнт витяжки після першого проходу склав 1.031, а другого - 1.0321. Остаточне формування проводять штампуванням. = Після термообробки: гарт Т= 1000 °С середовище, що охолоджує, - веретенне масло, відпустка Т=850 °С + охолоджування з піччю до Т=700 °С і витримкою на протязі 16-20 годин. 5 Поковка гостряка виходить без облою, завдяки цьому підвищується стійкість штампів. (Довнар С А. Термомеханіка зміцнення і руйнування штампів об'ємного штампування. М.: "Машинобудування", 1975, 255 с.) с. 13. Послідовне деформування кореня дотепника за 2 прохода в кувальних вальцях Комп’ютерна верстка Л. Купенко 64814 6 дозволяє отримати якісну поверхня шару металу в зоні кореня, приблизно однакову з якістю прокатного металу, що йде на виготовлення гостряків, це дозволяє підвищити експлуатаційні характеристики готових поковок. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601