RU2648429C1

RU2648429C1 - Method of manufacturing an axisymmetric disc type part

Info

Publication number: RU2648429C1
Application number: RU2017100420A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Наговицын; Фанил Газисович Зиятдинов; Сергей Иванович Егоров
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Имекс"
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-03-26

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to the pressure metal treatment and can be used in the manufacture of an axisymmetric disc type part with a hub. Cylindrical preform is deformed by crimping it along sectoral areas between two approaching tools, one of which performs additional complex oscillatory motion. Simultaneously, the workpiece is acted upon by the axial force of the upsetting. End rolling is carried out until a flat stretching scheme appears at the end of the rolling. Plane stress is created by the action of additional stresses of the first kind, with the formation of a ring neck at the junction of the disk with the hub, in which non-contact deformation occurs. Depth of the ring neck should not be more than half of the allowance for machining of the disc.

EFFECT: as a result, widening of the technological possibilities of the method is provided due to the diameter increase of the rolled parts and simplification of the end rolling technology.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении осесимметричных деталей типа дисков с центральной ступицей посредством торцовой раскатки.The invention relates to the field of metal forming and can be used in the manufacture of axisymmetric parts such as disks with a central hub through mechanical rolling.

Известен способ изготовления дисков торцовой раскаткой (патент №2018398, МПК⁵ B21D 37/12, опубл. 30.08.1994), по которому цилиндрическую заготовку деформируют между двумя сближающимися инструментами, один из которых совершает дополнительное сложное колебательное движение с одновременным воздействием на него осевого усилия осадки, при этом раскатку производят с фиксацией поковки по наружному диаметру в закрытом объеме штампа, образованном конической рабочей поверхностью матрицы и рабочим торцом выталкивателя.A known method of manufacturing disks face rolling (patent No. 2018398, IPC ⁵ B21D 37/12, publ. 08/30/1994), in which a cylindrical workpiece is deformed between two converging tools, one of which makes an additional complex oscillatory motion with simultaneous axial force precipitation, while rolling is carried out with the fixation of forgings on the outer diameter in the closed volume of the stamp formed by the conical working surface of the matrix and the working end of the ejector.

Недостатком этого способа является ограниченная величина получаемых поковок.The disadvantage of this method is the limited amount of forgings obtained.

Известен способ изготовления дисков торцовой раскаткой (А.с. 1181756 СССР, МКИ⁴ B21D 37/12, опубл. 30.09.85, Бюл. №36), выбранный в качестве прототипа, по которому цилиндрическую заготовку деформируют путем обжима по секторным участкам между двумя сближающимися инструментами, один из которых совершает дополнительное сложное колебательное движение с одновременным воздействием на нее осевого усилия осадки, при этом заготовку сначала деформируют до высоты в центральной части, равной высоте готового изделия, между инструментами, один из которых выполнен с конической рабочей поверхностью, а другой - с плоской рабочей поверхностью, затем полученный полуфабрикат деформируют между инструментами с коническими рабочими поверхностями.A known method of manufacturing disks face rolling (A.S. 1181756 USSR, MKI ⁴ B21D 37/12, publ. 09/30/85, Bull. No. 36), selected as a prototype, in which a cylindrical workpiece is deformed by crimping along sector sections between two approaching tools, one of which performs an additional complex oscillatory movement with simultaneous impact of the axial force of the draft, while the workpiece is first deformed to a height in the central part equal to the height of the finished product, between tools, one of which is made with a conical working surface, and the other with a flat working surface, then the resulting semi-finished product is deformed between tools with conical working surfaces.

Известный способ не позволяет за один проход сформировать диск со ступицей, нужны два перехода с промежуточным подогревом полуфабриката, наличие ступицы затрудняет деформацию на втором переходе, кроме того, ограничен диаметр получаемых поковок (до 160 мм).The known method does not allow forming a disk with a hub in one pass, two transitions with intermediate heating of the semi-finished product are needed, the presence of a hub makes it difficult to deform at the second transition, in addition, the diameter of the resulting forgings is limited (up to 160 mm).

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей путем увеличения диаметра раскатываемых поковок и упрощение технологии торцовой раскатки.The objective of the invention is to expand technological capabilities by increasing the diameter of rolled forgings and simplifying the technology of mechanical rolling.

Указанная задача решается тем, что цилиндрическую заготовку деформируют путем обжима по секторным участкам между двумя сближающими инструментами, один из которых совершает дополнительное сложное колебательное движение с одновременным воздействием на нее осевого усилия осадки, при этом торцовую раскатку проводят до появления в конце раскатки схемы плоского растяжения, создающегося за счет действия дополнительных напряжений первого рода с образованием в месте соединения диска со ступицей кольцевой шейки, где происходит внеконтактная деформация, причем глубина кольцевой шейки должна быть не более половины припуска на механическую обработку.This problem is solved by the fact that the cylindrical workpiece is deformed by crimping over the sector sections between two converging tools, one of which performs an additional complex oscillatory movement with the simultaneous impact of axial upsetting force, while the end rolling is carried out until a flat tension scheme appears at the end of rolling, created due to the action of additional voltages of the first kind with the formation at the junction of the disk with the hub of the annular neck, where non-contact deformation, wherein an annular neck depth should be no more than half of the machining allowance.

На чертеже представлена предлагаемая схема раскатки деталей типа диска, где 1 - заготовка, 2 - матрица, 3 - пуансон, 4 - выталкиватель, 5- раскатанная поковка, 6 - кольцевая шейка, S - глубина кольцевой шейки, γ - угол наклона пуансона.The drawing shows the proposed scheme for rolling parts such as a disk, where 1 is the workpiece, 2 is the die, 3 is the punch, 4 is the ejector, 5 is the rolled forging, 6 is the ring neck, S is the depth of the ring neck, γ is the angle of inclination of the punch.

Способ изготовления осесимметричных деталей типа дисков реализуется следующим образом. Цилиндрическую заготовку 1 устанавливают в матрицу 2, нагревают выступающий конец заготовки, например, индуктором (не показан), до ковочной температуры, затем воздействуют на выступающую часть заготовки с усилием осадки пуансоном 3 с конической рабочей поверхностью, который совершает движение навстречу матрице 2 и дополнительное сложное колебательное движение вокруг оси осадки. Угол наклона пуансона γ устанавливают не менее 5°. При таком угле наклона пуансона образуется минимальный по площади очаг деформации, что позволяет раскатывать поковки больших диаметров, кроме того, в конце раскатки начинают действовать дополнительные напряжения растяжения первого рода в месте соединения диска со ступицей из-за преобладающей в конце раскатки окружной деформации, что дополнительно позволяет увеличить диаметр раскатываемой поковки. В месте соединения диска со ступицей происходит внеконтактная деформация с образованием кольцевой шейки, при этом глубина кольцевой шейки S должна быть не более половины припуска на механическую обработку. В таком случае кольцевая шейка будет удалена при механической обработке. Если же глубина кольцевой шейки будет больше половины припуска на механическую обработку (остается «черновина» после механической обработки), то уменьшают угол раскатки на 10-30', что позволяет уменьшить глубину кольцевой шейки и, соответственно, устранить «черновину» при механической обработке.A method of manufacturing axisymmetric parts such as disks is as follows. The cylindrical workpiece 1 is installed in the matrix 2, the protruding end of the workpiece, for example, by an inductor (not shown), is heated to the forging temperature, then the protruding part of the workpiece is exposed to the upsetting force by a punch 3 with a conical working surface, which moves towards the matrix 2 and additional complex oscillatory motion around the axis of precipitation. The inclination angle of the punch γ is set at least 5 °. With this angle of inclination of the punch, a deformation center that is minimal in area is formed, which allows rolling out forgings of large diameters, in addition, at the end of rolling, additional tensile stresses of the first kind begin to act at the junction of the disk with the hub due to the circumferential deformation prevailing at the end of rolling, which additionally allows you to increase the diameter of the rolled forgings. At the junction of the disk with the hub, non-contact deformation occurs with the formation of an annular neck, while the depth of the annular neck S should be no more than half the machining allowance. In this case, the annular neck will be removed during machining. If the depth of the annular neck is more than half of the machining allowance (the “draft” remains after machining), then the rolling angle is reduced by 10-30 ', which allows reducing the depth of the annular neck and, accordingly, eliminating the “rough” during machining.

Способ опробован в промышленных условиях на детали «тормозной диск» для ОАО «Веломоторс». На прессе DГ 2432 усилием 160 ТС при угле наклона пуансона до 5° торцовой раскаткой за один проход получают поковки диаметром до 260 мм с толщиной полотна 8 мм.The method was tested in an industrial environment on the details of the "brake disc" for OAO Velomotors. On a DG 2432 press with a force of 160 TS and a punch inclination angle of up to 5 ° by face rolling in one pass, forgings with a diameter of up to 260 mm and a web thickness of 8 mm are obtained.

Claims

Способ изготовления осесимметричной детали типа диска со ступицей, включающий торцовую раскатку цилиндрической заготовки путем ее деформирования обжимом по секторным участкам между двумя сближающими инструментами, одному из которых сообщают дополнительное сложное колебательное движение, с одновременным воздействием осевого усилия осадки, отличающийся тем, что торцовую раскатку осуществляют до появления в конце раскатки схемы плоского растяжения, которую получают путем создания дополнительных напряжений первого рода с образованием в месте соединения диска со ступицей кольцевой шейки, в которой происходит внеконтактная деформация, глубиной, не превышающей половину припуска на механическую обработку диска.A method of manufacturing an axisymmetric part such as a disk with a hub, including end rolling of a cylindrical billet by deforming it by crimping along sectoral sections between two bringing together tools, one of which is informed by an additional complex oscillatory movement, with simultaneous impact of the axial upsetting force, characterized in that the end rolling is carried out up to the appearance at the end of rolling of a planar tensile scheme, which is obtained by creating additional stresses of the first kind with cm at the junction of the disc with the hub annular collar, in which the non-contact deformation depth not exceeding half of the allowance at the mechanical processing of the disc.