СПОСОБ РАСКАТКИ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1999 года по МПК B21H1/06 

Описание патента на изобретение RU2138358C1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности - к способам изготовления кольцевых заготовок для деталей газотурбинных двигателей, и может найти применение в отраслях машиностроительной промышленности, где изготавливаются кольцевые изделия прямоугольного сечения без углублений или с углублениями изнутри или/и снаружи.

Известен способ изготовления кольцевых заготовок посредством раскатки на кольцепрокатных станах в закрытом калибре (без уширения) [1], позволяющий получать готовые изделия с широким диапазоном размеров по сечению и по диаметру. В зависимости от резерва пластичности и сопротивления деформации используемых материалов, а также от размеров сечения изделий, раскатку их производят в горячем или в теплом состояниях, или даже совсем без специального нагрева.

Недостатком указанного способа является то, что при нем в процессе раскатки можно фиксировать только момент достижения конечного диаметра раскатываемого изделия, когда срабатывает отключающее устройство [1, c. 104]. В сущности, все процессы раскатки позволяют зафиксировать только конечное значение диаметра в деформируемом изделии. Непосредственные замеры диаметра кольцевых заготовок в процессе раскатки усложняются прежде всего тем, что они при этом обретают неправильную (отличную от окружности) форму.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности непрерывного определения всех текущих значений внутреннего диаметра от момента начала раскатки вплоть до получения конечного размера раскатываемого изделия. При этом необходимо учесть, что все кольцевые заготовки в зависимости от наличия или отсутствия углублений в прямоугольных сечениях можно условно разделить на четыре типа: гладкие изнутри и снаружи; с углублениями изнутри; с углублениями снаружи; с углублениями изнутри и снаружи.

Указанный технический результат достигается тем, что у кольцевых заготовок текущее значение внутреннего диаметра Di на любой стадии процесса раскатки, вплоть до конечного, непрерывно определяют по величине обжатия из соотношения:

где K1 и K2 - коэффициенты формы сечения заданной кольцевой заготовки, определяющие степень его отклонения от прямоугольного сечения; t - толщина сечения исходной заготовки, мм; D - внутренний диаметр исходной заготовки, мм; Δti - величина общего обжатия на данной стадии раскатки, равная t - ti, мм; ti - толщина сечения на данной стадии раскатки, мм.

Для кольцевых заготовок, гладких изнутри и снаружи, коэффициенты K1 и K2 равны единице.

Для кольцевых заготовок с углублениями изнутри коэффициенты K1 и K2 определяются из соотношений
K1= 1-αβ; K2= 1-αβ2,
где α - коэффициент ширины сечения, равный h'/hi; β - коэффициент толщины сечения, равный t'/ti; h' - высота углубления изнутри сечения, мм; t' - глубина углубления изнутри сечения, мм; hi - высота сечения на данной стадии раскатки, мм.

Для кольцевых заготовок с углублениями снаружи коэффициенты K1 и K2 определяются из соотношений
K1= 1-γϕ; K2= 1-2γϕ+γϕ2,
где γ - коэффициент ширины сечения, равный h''/hi; ϕ - коэффициент толщины сечения, равный t''/ti или Δti/ti при Δti<t″; h'' - высота углубления снаружи сечения, мм; t'' - глубина углубления снаружи сечения, мм.

Для кольцевых заготовок с углублениями изнутри и снаружи сечения коэффициенты K1 и K2 определяются из соотношений
K1= 1-αβ-γϕ; K2= 1-αβ2-2γϕ+γϕ2.
Вычисление значений коэффициентов α и γ всегда производится по размерам, указанным в чертеже заданной кольцевой заготовки. В том случае (например, в начальной стадии раскатки), когда величина обжатия не превышает еще величину углубления в сечении (по чертежу), то значения коэффициентов β и ϕ определяются исходя из того, что углубление численно равно величине обжатия. В том случае, когда общее обжатие численно превышает величину углублений в сечении (например, в конечной стадии раскатки), расчет коэффициентов β и ϕ, как и коэффициентов α и γ, производится по размерам, указанным на чертеже.

Предложенные в заявленном способе зависимости получены на основе нового закона раскатки кольцевых заготовок в закрытом калибре (являющегося следствием из допущения о постоянстве объема металла в исходной, промежуточных и конечной стадиях раскатки кольцевых заготовок), установленного в работе [2] - произведение толщины сечения на диаметр окружности, проходящей через средину этой толщины, есть величина постоянная для каждой кольцевой заготовки на любой стадии раскатки:
t • (D + t) = ti • (Di + ti) = Const
Сопоставительный анализ нового технического решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что позволяет непрерывно (на любой стадии раскатки) определять внутренний диаметр, начиная от исходного и вплоть до конечного, причем делается это предельно просто - только по величине обжатия. Как видно, в способе-прототипе этого достоинства нет, т.к. в нем вообще определяется только наружный диаметр, причем только в момент окончания раскатки, за счет отключающего устройства.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 представлено сечение кольцевой заготовки, гладкой изнутри и снаружи, на фиг. 2-5 сечения с углублениями изнутри, на фиг. 6-9 сечения с углублениями снаружи и на фиг. 10-13 сечения с углублениями изнутри и снаружи.

Предлагаемый способ опробован на различных материалах (ЭЯ1Т, ЭИ435, ВЖ98, ЭП708 ВД, OT4-1, ВТ20 и др.) в холодном, теплом, и горячем состояниях. Для исходных заготовок диаметром 300-550 мм с размерами сечения от 20 х 60 мм до 50 х 120 мм задавались обжатия 5, 10, 15 мм и др., для которых загодя рассчитывались значения диаметров и сравнивались с фактическими замерами. Результаты этих замеров для различных типов сечений полностью соответствуют расчетным (с отклонениями менее 1 мм в редких случаях, когда исходное сечение не имеет строго прямоугольной формы, т.е. когда угловые зоны скруглены). В случае неправильной конечной формы готовых изделий (отличной от окружности) точность раскатки проверялась по длине развертки (π•Di). Соответствие расчетной и фактической длины развертки всегда высокое. Поэтому фактические результаты из-за громоздкости не приведены.

Источники информации
1. Зубков А.И., Лебедев В.Н. и др. Производство кольцевых заготовок. - М.: ЦНИИ информации, 1980, 284 с.

2. Процив Ю.В. О расчете параметров раскатных кольцевых заготовок. Авиационная промышленность. - 1993, N 2, с. 36-39.

Похожие патенты RU2138358C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПРОФИЛЕЙ СТАРЕЮЩИХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ 1991
  • Процив Ю.В.
RU2013175C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ 1992
  • Процив Ю.В.
RU2025180C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСКАТНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК 1993
  • Процив Ю.В.
RU2069595C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК С ТОРЦЕВЫМИ БУРТАМИ 1994
  • Волков С.Н.
  • Процив Ю.В.
RU2088364C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ СТАРЕЮЩИХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ 1994
  • Процив Ю.В.
  • Волков С.Н.
RU2088365C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСКАТНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПРОФИЛЕЙ СТАРЕЮЩИХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ 1993
  • Процив Ю.В.
RU2063288C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСКАТНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ 1993
  • Процив Ю.В.
RU2088363C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ 1999
  • Процив Ю.В.
  • Воробьев М.И.
  • Процив И.Ю.
  • Воробьев И.М.
RU2185914C2
Способ изготовления профилированных кольцевых заготовок 1990
  • Процив Юрий Васильевич
SU1797510A3
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ МЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ ТРУБ РАЗМЕРОМ 530Х16 ММ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ ИЗ СТАЛИ МАРКИ 08Х18Н10Т ДЛЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ 2013
  • Сафьянов Анатолий Васильевич
  • Федоров Александр Анатольевич
  • Тазетдинов Валентин Иреклеевич
  • Осадчий Владимир Яковлевич
  • Никитин Кирилл Николаевич
  • Климов Николай Петрович
  • Дановский Николай Григорьевич
  • Литвак Борис Семенович
  • Шмаков Евгений Юрьевич
  • Матюшин Александр Юрьевич
  • Бубнов Константин Эдуардович
  • Бураков Александр Павлович
RU2553729C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 138 358 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ РАСКАТКИ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления кольцевых заготовок. Сущность изобретения: текущее значение внутреннего диаметра (Di) на любой стадии процесса раскатки вплоть до конечного определяют по величине обжатия (Δti) из соотношения Di= f(Δti) с учетом размеров исходной заготовки, что позволяет непрерывно измерять диаметр раскатываемых заготовок. 4 з.п.ф-лы, 13 ил.

Формула изобретения RU 2 138 358 C1

1. Способ раскатки кольцевых заготовок прямоугольного сечения из различных металлических материалов на кольцепрокатных станах в закрытом калибре в холодном или горячем состоянии, включающий деформацию с непрерывно или дискретно нарастающим обжатием до получения необходимого конкретного значения внутреннего диаметра, отличающийся тем, что текущее значение внутреннего диаметра Di на любой стадии процесса раскатки вплоть до конечного определяют по величине обжатия из соотношения

где K1 и K2 - коэффициенты формы сечения заданной кольцевой заготовки, определяющие степень его отклонения от прямоугольного сечения;
t - толщина сечения исходной заготовки, мм;
D - внутренний диаметр исходной заготовки, мм;
Δti - величина общего обжатия на данной стадии раскатки, равная t-ti, мм;
ti - толщина сечения на данной стадии раскатки, мм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кольцевых заготовок, гладких изнутри и снаружи, коэффициенты формы сечения К1 = К2 = 1. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кольцевых заготовок с углублениями изнутри коэффициенты формы сечения K1 и K2 определяют из соотношений
K1= 1-αβ; K2= 1-αβ2,
где α - коэффициент ширины сечения, равный h'/hi;
β - коэффициент толщины сечения, равный t'/ti;
h' - высота углубления изнутри сечения, мм;
t' - глубина углубления изнутри сечения, мм;
hi - высота сечения на данной стадии раскатки, всегда постоянна от начала до конца процесса раскатки, т.е. hi = h, где h - высота сечения исходной заготовки, мм.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кольцевых заготовок с углублениями снаружи коэффициенты формы сечения K1 и K2 определяют из соотношений
K1= 1-γϕ; K2= 1-2γϕ+γϕ2,
где γ - коэффициент ширины сечения, равный h"/hi;
ϕ - коэффициент толщины сечения, равный t"/ti или Δti/ti при Δti<t″;
h" - высота углубления снаружи сечения, мм;
t" - глубина углубления снаружи сечения, мм;
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кольцевых заготовок с углублениями изнутри и снаружи коэффициенты формы сечения K1 и К2 определяют из соотношений
K1= 1-αβ-γϕ; K2= 1-αβ2-2γϕ+γϕ2.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2138358C1

Процив Ю.В
О расчете параметров раскатных кольцевых заготовок
Авиационная промышленность
Способ изготовления фанеры-переклейки 1921
  • Писарев С.Е.
SU1993A1
Зубков А.И
и др
Производство кольцевых заготовок
- М.: ЦНИИ ИНФОРМАЦИИ, 1980, с
Счетная таблица 1919
  • Замятин Б.Р.
SU104A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАТКИ 1992
  • Невзоров В.А.
  • Слепов Н.Н.
  • Петров Е.Н.
  • Кангур А.В.
  • Огнев Р.Н.
  • Утяшев Ф.З.
RU2031753C1
Устройство для раскатки дисков 1976
  • Лапшин Сергей Георгиевич
SU647045A1
US 3572075 A, 23.03.71
СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРОФИЧЕСКОЙ ЯЗВЫ ВЕНОЗНОЙ ЭТИОЛОГИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ 2016
  • Гуликян Гарен Нораирович
  • Карапетян Георгий Эдуардович
RU2618653C1
GB 1141957 A, 05.02.69.

RU 2 138 358 C1

Авторы

Процив Ю.В.

Процив И.Ю.

Даты

1999-09-27Публикация

1997-10-07Подача