Способ прокатки деталей с криволинейной поверхностью - RU2644091C2
Код документа: RU2644091C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству металлических криволинейных поверхностей из листового металла.
Известен способ для изготовления днищ из листовой заготовки, включающий обкатку заготовки, установленной в шаблоне на узле центрирования, по спирали с помощью формующих роликов (см. а.с. СССР №1400736, B21D 51/08, опубл. 1988 г.).
Недостатком известного способа является неравномерность деформирования заготовки и, как следствие, получение формы и размеров готового изделия с отклонениями от заданных, а также сложность его конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ прокатки деталей с криволинейной поверхностью, включающий прокатку пакета, состоящего из пуансона и матрицы с расположенной между ними нагретой листовой заготовкой. Причем для придания необходимого радиуса криволинейной поверхности пакет из пуансона и матрицы с размещенной между ними нагретой заготовкой прокатывают между валками рабочей клети прокатного стана (см. свидетельство на п.м. №12537, B21D 51/08, опубл. 2000 г.).
Недостатком известного способа является получение формы и размеров готового изделия с отклонениями от заданных параметров.
Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в повышении качества деталей с криволинейной поверхностью, а именно получение более точных параметров формы и геометрических размеров, а также достижение дополнительного снижения усилия деформирования.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе прокатки деталей с криволинейной поверхностью, включающем прокатку пакета, состоящего из пуансона и матрицы с расположенной между ними нагретой листовой заготовкой, согласно изобретению прокатку пакета осуществляют с переменным обжатием, плавно увеличивающимся от переднего конца к середине пакета.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в создании условий для более надежного захвата всего пакета валками и условий для равномерной деформации заготовки.
На основании анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ прокатки металла не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию "изобретательского уровня".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 изображена схема прокатки пакета, состоящего из пуансона и матрицы с расположенной между ними нагретой листовой заготовкой;
- на фиг. 2 изображена схема прокатки пакета с переменным обжатием.
Заявляемый способ прокатки деталей с криволинейной поверхностью реализуется посредством следующей схемы прокатки пакета, где на фиг. 1-2 обозначены позиции:
1 - матрица;
2 - листовая заготовка;
3 - кольцеобразный выступ;
4 - вогнутая поверхность кольцеобразного выступа;
5 - пуансон;
6 - выпуклая поверхность пуансона;
7 - верхний валок;
8 - нижний валок;
hзаг - толщина заготовки;
hдет - глубина в криволинейной поверхности детали;
hпуанс - высота пуансона;
hмат - глубина матрицы с учетом толщины стенки;
Нпак - толщина пакета;
ΔНнач - начальное абсолютное обжатие пакета;
ΔНmах - максимальное абсолютное обжатие пакета;
R - радиус валка.
Предлагаемый способ прокатки реализуется следующим образом.
Матрицу 1 (фиг. 1) с листовой заготовкой 2, размещенной на кольцеобразном выступе 3, нагревают в печи с выкатным подом до естественного размягчения металла. Заготовка 2, размягчаясь, равномерно оседает до поверхности 4 выступа 3 матрицы 1. Для получения окончательной криволинейной поверхности пуансон 5 с выпуклой поверхностью 6 накладывают на заготовку 2, разместившуюся на вогнутой поверхности матрицы 1.
Для придания необходимого радиуса криволинейной поверхности пакет из пуансона 5 и матрицы 1 с размещенной между ними размягченной заготовкой 2 прокатывают между валками 7 и 8 клети прокатного стана. Причем прокатку осуществляют с переменным обжатием, плавно увеличивающимся от переднего конца к середине пакета.
В результате плавно возрастающих обжатий происходит постепенная фиксация заготовки в заданном положении, что препятствует ее смещению. Это будет способствовать получению более точных формы криволинейной поверхности и геометрических параметров детали.
Пример конкретного выполнения.
Для изготовления металлической детали с криволинейной поверхностью с внутренним диаметром 2420 мм, глубиной hдет=200 мм и толщиной стенки 40 мм использовали круглую заготовку из марки стали 09Г2С диаметром 2500 мм и толщиной металла hзaг=40 мм.
Матрицу (фиг. 2) с листовой заготовкой, размещенной на кольцеобразном выступе, нагревали в печи с выкатным подом до естественного размягчения металла, до температуры 900°С. Затем пуансон высотой hпуанс=200 мм с выступом с выпуклой поверхностью накладывали на заготовку, разместившуюся на вогнутой поверхности матрицы глубиной с учетом толщины стенки hмaт=240 мм. Толщина пакета составляла Нпак=480 мм.
Для придания необходимого радиуса криволинейной поверхности пакет, состоящий из пуансона и матрицы с расположенной между ними размягченной заготовкой, прокатывали в рабочей клети прокатного стана между валками, имеющими радиус R=600 мм. Прокатку осуществляли с переменным обжатием, плавно увеличивающимся от переднего конца к середине пакета. Обжатия плавно увеличивали с ΔНнач=24 мм до максимального значения в середине пакета ΔНmах=200 мм автоматически с помощью нажимных винтов.
Таким образом, при прокатке пакета с переменным обжатием обеспечивается более надежный захват всего пакета валками и равномерная деформация заготовки, что позволяет повысить качество деталей с криволинейной поверхностью за счет получения более точных параметров формы и геометрических размеров, а также достигается дополнительное снижение усилия деформирования.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примером выполнения. Соответственно заявляемое решение может быть применимо в прокатном производстве, а следовательно, соответствует условию "промышленная применимость".
Реферат
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству металлических криволинейных поверхностей из листового металла. Осуществляют прокатку пакета, состоящего из пуансона и матрицы с расположенной между ними нагретой листовой заготовкой с переменным обжатием, плавно увеличивающимся от переднего конца к середине пакета. Обеспечивается более надежный захват всего пакета валками и равномерная деформация заготовки, что позволяет повысить качество деталей за счет получения более точных параметров формы и геометрических размеров. 2 ил.
