RU2083310C1 - Method off making hollow cylindrical blanks - Google Patents

Abstract

FIELD: production of articles with axial cavity, possibly in forging and forging press shops of machine engineering and metallurgical plants. SUBSTANCE: method comprises steps of making hollow blank from cylindrical one by deforming initial blank in radially forging machine with use of smooth mandrel at deformation degree equal to 0.6-0.9%. Reduction operations are made alternatively at each plane at tilting blank for creating in its axial zone tension stresses causing axial ruptures. Presence of mandrel in axial zone allows to make opening with insignificant efforts. It is favorable for making hollow blanks having ratio of their length to diameter of their opening more than 10. EFFECT: decreased labor consumption, enlarged manufacturing possibilities. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения полых цилиндрических поковок и может быть использовано в кузнечных и кузнечно-прессовых цехах машиностроительных и металлургических заводов. The invention relates to methods for producing hollow cylindrical forgings and can be used in forge and forge and press shops of engineering and metallurgical plants.

Известен способ изготовления полых цилиндрических заготовок, включающий нагрев, ковку заготовки с одновременной прошивкой и кантовкой заготовки вокруг оси. A known method of manufacturing a hollow cylindrical workpiece, including heating, forging the workpiece with simultaneous flashing and tilting the workpiece around the axis.

Недостатком известного способа является повышенная трудоемкость изготовления полых заготовок за счет высоких усилий прошивки, а также степеней деформации. The disadvantage of this method is the increased complexity of manufacturing hollow billets due to the high efforts of the firmware, as well as the degree of deformation.

Целью изобретения является снижение трудоемкости за счет уменьшения усилия прошивки и степени деформации, а также расширение технологических возможностей за счет изготовления полых заготовок из труднодеформируемых сталей и сплавов с отношением длины к диаметру более 10. The aim of the invention is to reduce the complexity by reducing the efforts of the firmware and the degree of deformation, as well as the expansion of technological capabilities through the manufacture of hollow billets from hard-to-deform steels and alloys with a ratio of length to diameter of more than 10.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Цилиндрическую заготовку нагревают до ковочной температуры и деформируют на четырехбоковой ковочной машине с применением гладкой оправки. При этом обжатия производят попеременно то одной, то другой парой бойков, а заготовку после каждого обжатия поворачивают на такой угол, чтобы она деформировалась по всему периметру. При такой схеме обжатия возникают значительные растягивающие напряжения в осевой зоне заготовки, которые при многократном ее обжатии нарастают и приводят к появлению осевых разрывов на этом участке цилиндрической заготовки. В процессе обжатия заготовки с помощью специального устройства в осевую зону цилиндрической заготовки, где возникают разрывы, подают под давлением гладкую оправку, с помощью которой осуществляется калибровка осевой полости до диаметра оправки. Полученную полую заготовку подогревают в печи до ковочной температуры и затем деформируют ее на радиально-ковочной машине на оправке, повторяющей внутренний профиль изделия, с обжатиями одновременно в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях (четырьмя бойками). The cylindrical billet is heated to forging temperature and deformed on a four-sided forging machine using a smooth mandrel. In this case, the crimping is performed alternately by one or the other by a pair of strikers, and the workpiece after each crimping is rotated so that it deforms around the entire perimeter. With such a compression pattern, significant tensile stresses arise in the axial zone of the workpiece, which increase upon its multiple compression and lead to the appearance of axial discontinuities in this section of the cylindrical workpiece. In the process of crimping the workpiece using a special device, a smooth mandrel is supplied under pressure to the axial zone of the cylindrical workpiece, where gaps occur, by which the axial cavity is calibrated to the diameter of the mandrel. The resulting hollow billet is heated in the furnace to forging temperature and then deformed by a radial forging machine on a mandrel that repeats the internal profile of the product, with crimps simultaneously in two mutually perpendicular planes (four strikers).

После ковки заготовки подвергают термической, а затем механической обработке. Степень деформации при единичном обжатии составляет 0,6.0,9% определяемой по формуле

, где d₀, d₁ диаметр заготовки до и после обжатия соответственно.After forging, the workpieces are subjected to thermal and then mechanical processing. The degree of deformation in a single compression is 0.6.0.9% determined by the formula

where d ₀ , d _{1 the} diameter of the workpiece before and after crimping, respectively.

При единичных обжатиях менее 0,6 и более 0,9% не обеспечиваются требуемой величины растягивающие напряжения, и поэтому разрывы в осевой зоне могут отсутствовать. Для их появления потребуются дополнительные проходы, что приведет к уменьшению производительности процесса. Для получения калиброванного отверстия необходимо к гладкой оправке в осевом направлении приложить давление, обеспечивающее на ее рабочей части, контактирующей с заготовкой, напряжение, равное 0,10.0,30 предела текучести материала заготовки при температуре деформации. With single reductions of less than 0.6 and more than 0.9%, tensile stresses of the required value are not provided, and therefore, breaks in the axial zone may be absent. For their appearance, additional passes will be required, which will lead to a decrease in the productivity of the process. To obtain a calibrated hole, it is necessary to apply pressure to the smooth mandrel in the axial direction, providing a stress equal to 0.10.0.30 of the yield strength of the workpiece material at the deformation temperature on its working part in contact with the workpiece.

Пример. Слиток цилиндрической формы диаметром 100 мм и длиной 700 мм из стали 40Х нагревают в камерной печи до температуры 1180^oC и куют на радиально-ковочной машине усилием 1,6 МН.Example. A cylindrical ingot with a diameter of 100 mm and a length of 700 mm from 40X steel is heated in a chamber furnace to a temperature of 1180 ^o C and forged on a radial forging machine with a force of 1.6 MN.

На первом этапе из цилиндрического слитка получают полую цилиндрическую заготовку путем деформации слитка на радиально-ковочной машине с применением гладкой оправки диаметром 50 мм с коническим наконечником. Обжатие заготовки производили двумя парами бойков, имеющих возможность перемещаться в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, попеременно каждой парой. При каждом единичном обжатии степень деформации составляет 0,75%
После каждого обжатия заготовку кантуют на 13^o и подают на величину, определяемую из соотношения:

где d₀ диаметр слитка;
e степень деформации при единичном обжатии;
v угол наклона заходного участка бойка (Φ=8^°).

.At the first stage, a hollow cylindrical billet is obtained from a cylindrical ingot by deformation of the ingot on a radial forging machine using a smooth mandrel with a diameter of 50 mm with a tapered tip. Compression of the workpiece was carried out by two pairs of dies, which have the ability to move in two mutually perpendicular planes, alternately with each pair. With each single compression, the degree of deformation is 0.75%
After each crimping, the workpiece is turned over at 13 ^o and served at a value determined from the ratio:

where d _{0 is the} diameter of the ingot;
e the degree of deformation in a single compression;
v the angle of inclination of the entry section of the striker (Φ = 8 ^° ).

.

Степень деформации за проход составляет:

При таких режимах деформирования происходят интенсивные разрывы в осевой зоне цилиндрической заготовки.The degree of deformation per passage is:

Under such deformation modes, intense ruptures occur in the axial zone of the cylindrical workpiece.

Для формирования требуемых размеров осевой полости в осевую зону заготовки подают гладкую оправку под давлением, обеспечивающим на ее рабочей части напряжение около 0,2 предела текучести материала заготовки. После такой обработки получают полую заготовку с наружным диаметром 90 мм и диаметром отверстия 50 мм. Затем полую заготовку нагревают до температуры 1180^oC и куют на радиально-ковочной машине усилием 1,60 МН на оправке переменного сечения, формируя при этом требуемые размеры и форму заготовки. После этого осуществляют термическую и механическую обработку заготовки.To form the required dimensions of the axial cavity, a smooth mandrel is fed into the axial zone of the workpiece under pressure, providing a stress of about 0.2 yield strength of the workpiece material on its working part. After this treatment, a hollow billet with an outer diameter of 90 mm and an opening diameter of 50 mm is obtained. Then the hollow billet is heated to a temperature of 1180 ^o C and forged on a radial forging machine with a force of 1.60 MN on a mandrel of variable cross section, forming the required dimensions and shape of the billet. After that carry out thermal and mechanical processing of the workpiece.

Испытания предлагаемого способа провели при граничных (опыты 2, 4), оптимальном (опыт 3) и запредельных (опыты 1, 5) значениях предлагаемых параметров способа. Tests of the proposed method was carried out at the boundary (experiments 2, 4), optimal (experiment 3) and transcendent (experiments 1, 5) values of the proposed method parameters.

Для получения сравнительных данных были проведены испытания известного по прототипу способа (опыты 6, 7, 8, 9, 10). To obtain comparative data, tests were carried out on the prototype method (experiments 6, 7, 8, 9, 10).

Технологические параметры режимов и результаты испытаний известного и предлагаемого способов приведены в таблице. The technological parameters of the modes and test results of the known and proposed methods are shown in the table.

Claims (1)

Способ изготовления полых цилиндрических заготовок, включающий нагрев, ковку заготовки с одновременной прошивкой и кантовкой заготовки вокруг оси, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости за счет уменьшения усилия прошивки и степени деформации, а также расширения технологических возможностей за счет изготовления полых заготовок из труднодеформируемых сталей и сплавов с отношением длины заготовки к диаметру отверстия более 10, ковку заготовки производят со степенью деформации 0,6 0,9% A method of manufacturing a hollow cylindrical workpiece, including heating, forging a workpiece with simultaneous flashing and tilting the workpiece around the axis, characterized in that, in order to reduce the complexity by reducing the firmware force and the degree of deformation, as well as expanding technological capabilities by making hollow workpieces from hard to deform steels and alloys with a ratio of the length of the workpiece to the diameter of the hole more than 10, forging of the workpiece is carried out with a degree of deformation of 0.6 0.9%

Images