Инструмент для радиальной ковки Советский патент 1992 года по МПК B21J7/16 B21J13/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к деформирова- нию заготовок на радиально-ковочных машинах (РКМ) и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных заводов.

Известен инструмент для радиальной ковки, принятый в качестве прототипа, на калибрующем участке которого со стороны, противоположной заходному участку вдоль оси симметрии инструмента, выполнено углубление, открытое с двух своих смежных сторон, две другие смежные стороны которого своими гранями образуют на калибрующем участке соответственно широкую и узкую его части.

Использование указанных бойков для радиальной ковки позволяет в одном проходе формировать винтообразные выступы и их обжатие, что в неполной мере обеспечивает достаточное требование по качеству металла в осевой зоне поковки. Это объясняется тем, что образуемые на заготовке выступы при их последующем деформировании калибрующим участком бойка не позволяют создать достаточные условия для

проникновения деформации в центральные участки поковки.

Целью изобретения является повышение качества металла поковки в осевой зоне.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом техническом решении используют инструмент для радиальной ковки, вырез на котором выполнен не со стороны калибрующего участка, а со стороны заходного участка бойка и глубина которого на каждом бойке равна рабочему ходу РКМ.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1 и 2,

На фиг. 1 изображен боек для радиальной ковки, общий вид. При этом вырез выполнен как на калибрующем участке, так и на участке заходного конуса, Калибрующая часть бойка состоит из двух участков - широкого 1 и узкого 2, которые примыкают друг к другу, при этом I з - длина широкого участка калибрующей ЧРСТИ бойка, h - длина узкого участка калибрующей части бойка. Ширина узкого участка калибрующей части бойка составляет 50% ширины калибрующей части, т.е. одна из боковых поверхностей узкого участка калибрующей части своей гранью проходит по продольной оси

сл

с

VI VI

СА)

СЛ

4 GJ

симметрии бойкэ. Длина выреза на заход- ной части бойка li взаимосвязана с углом заходного конуса и рабочим ходом бойка следующим выражением

Н Htg«,

где Н - глубина выреза или рабочий ход РКМ;

а-угол наклона заходной части бойка.

Боковые грани выемки расположены наклонно к ее дну и имеют угол наклона 25-45°. При выборе этого угла на бойках меньше 25 максимальное единичное обжатие в месте перехода от дна выемки к калибрующему участку резко снижается и, например, при угле наклона 13° и скорости подачи 20 мм/с составит 3,6 мм. При увеличении угла свыше 45° может привести к образованию зажимов на наружной поверхности поковки.

Инструмент работает следующим образом (фиг. 2).

Круглая в поперечном сечении заготовка обжимается одновременно четырьмя бойками, которые имеют вырезы на заход- ном и калибрующем участках. При этом образуются четыре винтообразных выступа высотой, равной глубине выреза Н. Высота выступов Н формируется постепенно от за- ходного до калибрующего участка и набирает свой максимум, равный рабочему ходу РКМ, перед широким участком калибрующей части бойка.

При ковке по способу-прототипу деформация заготовки осуществляется сначала заходной и калибрующей частями бойка и только затем начинают образовываться выступы высотой д с последующим обжатием их на узком участке калибрующей части бойка.

Таким образом величина единичного обжатия винтообразных выступов предлагаемым инструментом по сравнению с обжатиями в инструменте-прототипе будет в К раз больше и определяться по формуле

К И7д

Глубина выемки Н выбрана равной величине рабочего хода. Если глубина выемки Н на заходной и калибрующей частях бойка будет больше рабочего хода РКМ, то после формирования винтообразного выступа не возможна подача заготовки в продольном направлении, так как диаметр заготовки по выступам будет больше, чем расстояние между попарно противоположными широкими частями калибрующего участка бойка. Если высота Н винтообразных выступов, что связано с глубиной выреза, будет меньше рабочего хода РКМ, то степень деформации выступов будет недостаточной для проработки осевой зоны поковки. Поэтому глубина выреза на бойках берется равной Н, рабочему ходу РКМ.

Пример. Слиток массой 2600 кг,

наружным диаметром 570x520 мм из стали 38ХНЗМФА, нагретый до температуры 1160°С, ковали бойками, имеющими вырез со стороны заходного участка глубиной, равной рабочему входу РКМ, на машине усилием 10 МН (модель SXP-55). Боковые грани инструмента выполнены с углом наклона 30°.

После ковки из поковок были вырезаны образцы для механических испытаний в радиальном направлении. Механические свойства металла, полученные предлагаемым инструментом:

Коэффициент укова 2,5 а,, МПа1166

0в, МПа1215

д, %13,0

У, %55,0

KCU, кДж/м2715

Аналогичный слиток массой 2600 кг про- ковали по способу-прототипу в бойках, имеющих вырезы с противоположной стороны заходному участку. Затем из полученной поковки также вырезали радиальные образцы. Механические свойства металла, пол- ученные по способу-прототипу Коэффициент укова 2,5 От, МПа1127

сгв, МПа1205

5, %12,5

$ %46,0

KCU, кДж/м2479

При ковке на радиально-ковочной машине в бойках, имеющих вырез на калибрующем участке с противоположной стороны заходного участка, ковка по прототипу, деформация одного и того же сечения заготовки осуществляется с обжатиями дг за один ход, взаимосвязанными со скоростью продольной подачи и угла наклона заходного участка бойка. Тогда в этом случае величина единичного обжатия за один ход бойка определяется по выражению

V

0 02--tgo,(1)

где дг единичное обжатие;

V - скорость подачи;

п - количество обжатий;

а - угол заходнй части бойка. 5 Таким образом, величина единичного обжатия в инструменте-прототипе будет

равна 62 - 1,38 мм.

V -60

п

tga

20 -60 200

tg13c

При наличии выреза на заходной и калибрующей частях аналогичных бойков, равного величине рабочего хода (для РКМ SXP-55 Н 15 мм) единичное обжатие будет составлять (3i 15 мм. Следовательно, при ковке в предлагаемом инструменте величина единичного обжатия выступов будет больше в 11 раз, где 6г - величина единичного обжатия при использовании инструмента-прототипа, 5i - величина еди- ничного обжатия предлагаемым инструментом.

Приведенные данные по увеличению единичного обжатия при ковке предлагаемым инструментом согласуются с увеличе- нием механических характеристик металла, полу«екны при испытаниях Так, относительное сужение увеличивается на 20%, а ударная вязкость на 47%.

Формула изобретения

1. Инструмент для радиальной ковки, состоящий из бойков, на рабочей поверхности каждого из которых, образованной зэ- ходным и калибрующим участками, выполнена выемка, расположенная вдоль оси симметрии инструмента, образованная гранями двух своих смежных сторон, которые делят калибрующий участок соответственно на широкую и узкую его части, и открытая со стороны двух других смежных сторон, о т- личающийся тем,что, с целью повышения качества поковок за счет интенсификации проработки металла осевой зоны поковки, выемка выполнена в месте сопряжения заходного и калибрующего участков, при этом одна из открытых сторон выемки выполнена со стороны заходного участка, другая, противоположная ей сторона, своей гранью выходит на калибрующий участок, а глубина выемки на каждом бойке равна величине рабочего хода инструмента.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что грани выемки расположены наклонно к ее т,ну.

Сущность изобретения: инструмент для радиальной ковки состоит из бойков, на рабочей поверхности которых, образованной заходным и калибрующим участками, выполнена выемка. Выемка расположена в месте сопряжения заходного и калибрующего участков. Одна из двух открытых сторон выемки выполнена со стороны заходного участка. Противоположная ей сторона своей гранью выходит на калибрующий участок. Глубина выемки равна величине рабочего хода инструмента. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.