Файл: Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.06.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 2
В. Г. КАПОРОВИЧ
ОБКАТКА В ПРОИЗВОДСТВЕ
МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ
а
Мо с к в а
«М А Ш И Н О С Т Р О Е Н И Е »
I 9 7 3
К20 |
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
•» |
|
УДК 621.774.7:621.98 і |
. |
Г |
в с - |
публичная |
|
|
|
||||||
|
л ч Л |
J |
научно - ' І ѳ х н к |
і в ' к а я |
|
|
|||||||
|
і |
библиотека |
СССР |
|
|
||||||||
Ч^ЛЪаЪЗ |
|
|
і |
|
|
Э К З Е М П Л Я Р |
|
|
|
||||
П |
|
|
|
I Ч И Т А Л Ь Н О Г О З А Л А |
|
|
|||||||
,,):, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
—• |
К а п о р о в и ч |
В. |
Г. Обкатка |
в |
производстве ме- |
||||||||
<•? /*L?t2 |
таллоизделий. «Машиностроение», |
1973, |
168 |
с. |
|||||||||
'у Ù £xj |
В книге |
рассмотрены |
технологические |
и |
теоретиче |
||||||||
|
ские основы обкатки и раскатки полых осесимметрнч- |
||||||||||||
|
ных изделии из листовой и трубчатой заготовок. При |
||||||||||||
|
ведены примеры |
расчета |
калибровки |
инструмента для |
|||||||||
|
различных случаев обкатки. Описаны новые технологи |
||||||||||||
|
ческие способы |
и |
оборудование |
для |
обкатки, методы |
||||||||
|
расчета энергоснловых параметров обкатных машин. |
||||||||||||
|
Книга |
предназначена |
для |
инженерно-технических |
|||||||||
|
работников |
машиностроительных |
заводов. |
|
|
||||||||
|
Табл. |
10. Ил. 61. |
Список лит. 31 |
назв. |
|
|
Рецензент канд. техн. наук А. В. Овчинников
3-12-3
© Издательство „.Машиностроение". 1973г.
|
ПРИНЯТЫЕ |
ОБОЗНАЧЕНИЯ |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
So, s, |
s ф — толщины стенки заготовки до н после |
|||||||||||||
|
|
|
|
деформации, стенки |
фланца |
в |
мм; |
||||||||
D, R, d, р, Dcp, dcp, |
Rc |
— наружный диаметр н радиус исходной |
|||||||||||||
|
|
|
|
заготовки, |
наружный |
диаметр |
и ра |
||||||||
|
|
|
|
диус |
|
деформированной |
заготовки, |
||||||||
|
|
|
|
срединный |
диаметр |
|
исходной |
и |
де |
||||||
|
|
|
|
формированной |
заготовок, |
|
радиус |
||||||||
|
|
|
|
сферы в мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
В\, |
Вф, |
Ва— вылет |
заготовки—расстояние |
от цен |
||||||||||
|
|
|
|
тра обкатки до торца заготовки, вы |
|||||||||||
|
|
|
|
лет |
заготовки |
для |
получения |
флан |
|||||||
|
|
|
|
ца — расстояние от центра внутрен |
|||||||||||
|
|
|
|
него радиуса закругления борта до |
|||||||||||
|
|
|
|
торца |
заготовки, |
длина |
нагреваемой |
||||||||
|
|
|
|
части заготовки в |
мм; |
|
|
|
|
||||||
|
|
б. би — зазор |
между формователем и заготов |
||||||||||||
|
|
|
|
кой, между индуктором и трубой в мм; |
|||||||||||
г, |
гп |
, гп—1 — наружный |
радиус |
торца |
заготовки в |
||||||||||
|
|
|
|
текущий, в рассматриваемый |
моменты |
||||||||||
|
|
|
|
и в |
предшествующий |
рассматривае |
|||||||||
|
|
|
|
мому моменту обкатки в мм; |
|
|
|
||||||||
I, |
/ср, 'т< dl |
— длина |
дуги контакта, средняя |
длина |
|||||||||||
|
|
|
|
дуги |
контакта, |
длина |
дуги |
контакта |
|||||||
|
|
|
|
со стороны торца, приращение длины |
|||||||||||
|
|
|
|
контакта |
в мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
I), |
Ьт, Ab |
—ширина |
дуги |
контакта |
выделенного |
|||||||||
|
|
|
|
элемента, полная ширина дуги кон |
|||||||||||
|
|
|
|
такта, |
укорочение |
заготовки |
после |
||||||||
|
|
|
|
обкатки в мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Fp, |
F0, |
Fz, |
F — проекции |
контактной |
поверхности |
на |
|||||||||
|
|
|
|
плоскости, расположенные нормально |
|||||||||||
|
|
|
|
к осям р, Ѳ, z, и полная расчетная пло |
|||||||||||
|
|
|
|
щадь контактной поверхности в мм2; |
|||||||||||
|
|
A', Y, Z |
—текущие |
координаты |
касательной |
к |
|||||||||
|
|
|
|
образующей в точках, х, |
у, z; |
|
|
||||||||
|
|
х, |
у, |
г—текущие |
координаты образующей; |
|
|||||||||
Ч, |
Ы |
t'n — высоты |
параболоидной части и ступе |
||||||||||||
|
|
|
|
ней |
параболоидных |
|
и |
ступенчатых |
|||||||
|
|
|
|
днищ |
(номера |
ступеней |
обозначены |
||||||||
|
|
|
|
индексами) в мм; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
«і, Ьг — большая и меньшая |
полуоси |
эллипса |
|||||||||||
|
|
|
|
в мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
рпараметр параболоида;
еэксцентрицитет в мм; угол наклона инструмента или угол
наклона линии контакта заготовки с инструментом вдоль образующей об катываемой заготовки для фиксиро
|
|
ванных точен- |
0; 1 и |
т. д. в |
°; |
|
ф, |
фср |
действительный и средний углы на |
||||
|
|
клона формующего инструмента в0 ; |
||||
|
|
угол поворота заготовки вокруг своей |
||||
|
|
оси и угол размещения калибрующих |
||||
|
|
сечений на инструменте в °; |
|
|||
|
a, ß |
половина угла при вершине конуса на |
||||
|
|
первом и втором переходах в °; |
||||
2 р . 2 Г ) , 2 г ѵ р 0 , Ѵ о г , |
Ѵг р - |
относительные линейные деформации и |
||||
|
|
относительные |
сдвиги; |
|
|
|
|
|
коэффициент |
трения |
в |
направлении |
|
|
|
скольжения деформируемого |
металла |
|||
|
|
по инструменту; |
|
|
|
|
а ; , s |
интенсивность напряжений |
и деформа |
ций;
осредняя интенсивноть напряжения за весь период деформации в кгс/мм2; пределы текучести и прочности, полу
а5 , |
а в • |
ченные при статическом испытании на |
||||||||
одноосное растяжение |
при |
температу |
||||||||
|
|
ре обработки |
в |
кгс/мм2; |
|
|
|
|||
|
|
напряжение |
сдвига в |
кгс/мм2; |
|
|
||||
|
т |
-сила, расположения нормально к |
||||||||
|
поверхности |
деформации |
и |
ее |
сос |
|||||
N, Nx, Ny, |
N. |
тавляющие |
в |
направлении |
коорди |
|||||
натных осей |
в |
кгс; |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Pep |
среднее |
давление |
металла |
на |
инстру |
||||
|
|
мент в |
кгс/мм2; |
|
|
|
|
об/мин; |
||
|
n • |
частота |
вращения |
заготовки в |
||||||
M ne. Мшп |
крутящие моменты поворота суппорта |
|||||||||
и на шпинделе |
в кгс • см; |
|
|
офор |
||||||
«i, "2, «3. "4. '«к ' |
коэффициенты |
конструктивного |
||||||||
мления |
инструмента; |
|
|
|
|
|||||
|
ft- |
угловой |
коэффициент. |
|
|
|
|
Г Л А В А I
Э Л Е М Е Н ТЫ ТЕОРИИ ОБКАТКИ И РАСКАТКИ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Во всех отраслях народного хозяйства находят ши рокое применение полые осесимметричные металлоизде лия. Разнообразие конфигураций заготовок и изделий, технологических приемов их изготовления, применяемого оборудования и инструментов затрудняет рациональный выбор способа изготовления заготовок и изделий с уче том производительности, возможностей производства, экономической эффективности.
Конфигурация заготовки во многом предопределяет ся конфигурацией изделия и выбором технологического процесса. В качестве заготовок для изготовления полых осесимметричных изделий наиболее рационально исполь зовать продукт непрерывного производства — листовой металл и трубы.
Конфигурация заготовки, изделия и технологический процесс их изготовления взаимообусловлены и должны обеспечить минимальные затраты общественно необхо димого труда, которые определяют сравнением экономи ческой эффективности, получаемой от применения тех или иных конфигураций.
При проектировании новых технологических процес сов, инструментов и машин для обработки металлов давлением, кроме экономической эффективности, техно логов и конструкторов интересуют технологические воз можности процесса и его энергосиловые параметры, определяющие мощность привода основных механизмов, габаритные размеры и массу оборудования. Последние обстоятельства на современном этапе развития техники вызвали значительный интерес к процессам, обеспечи-
5
вающим локализацию зоны очага деформации в неболь шой части обрабатываемой заготовки. При этом суще ственно изменяется механизм деформации, зачастую расширяются технологические возможности процесса, значительно уменьшаются составляющие усилия дефор мирования, момент и мощность привода, что особенно важно при обработке металлов и сплавов с высоким со противлением деф ор м и р ов а и и ю.
При волочении и раскатке трубы на оправке, исход ная заготовка и результат конечной деформации могут быть одинаковыми. Но при волочении кольцевой очаг мгновенной деформации, охватывающий оправку, пере мещается поступательно вдоль оси заготовки, а при об катке— локальный очаг мгновенной деформации пере мещается по винтовой линии вокруг оправки с той же осью. В этом заключается преимущество раскатки на оправке перед волочением: объем одновременно дефор мируемого металла п площадь контактной поверхности в первом случае в десятки раз больше, чем во втором. Так же значительно отличаются и энергосиловые пара метры этих процессов. Аналогичные преимущества име ет поперечно-винтовая прокатка перед продольной про каткой одинаковых изделий (в частности, труб).
Расширение технологических возможностей при ло кализации зоны деформации можно показать на приме рах сравнения обжима с обкаткой конца трубы без оправки. Чтобы избежать потерю устойчивости заготов ки, ее обжимают за несколько переходов, обусловливае мых предельно допустимыми значениями коэффициента обжима. Обкатку же выполняют с одной установки и с одного нагрева вплоть до полного смыкания и сварива ния внутренних сторон заготовки. При этом не происхо дит продольной потери устойчивости трубчатой заготов ки. Кроме того, при соответствующей калибровке инст румента можно с одного нагрева заготовки получать герметичные плоские, ступенчатые и другой конфигура ции диища и пережимы.
На рис. 1 и 2 показаны типовые детали, получаемые обкаткой и раскаткой из листовых и трубчатых загото вок, а в табл. 1 даны основные технологические схемы получения металлоизделий из этих заготовок и схемы напряженного состояния очага мгновенной деформации (схемы листовой штамповки жестким инструментом и эластичными средами не приведены). Технологические
6
Рис. 1. Типовые детали, получаемые обкаткой и раска ткой плоских заготовок на оправке
Рис. 2. Типовые детали, получаемые обкаткой трубча тых заготовок
возможности каждого способа обработки давлением, приведенного в табл. 1, в той или иной степени изучены и описаны.
|
2. РАСКАТКА КОНУСОВ НА ОПРАВКЕ |
|
||
Одним |
из способов |
обработки |
металлов |
давлением |
с локализацией зоны |
деформации |
является |
раскатка |
|
конусов на |
оправке. Этот способ заключается |
в следую- |
• ' 7
Форма |
Наименование процесса |
|
заготовки |
||
|
Обкатка осевой или ра диальной подачей инстру мента трения [9]: / — за готовка; 2 — инструмент
Труб |
|
|
|
|
|
чатая |
Обкатка |
тангенциальной |
|||
|
|||||
|
подачей |
инструмента |
тре |
||
|
ния |
(показано |
две |
проек |
|
|
ции) |
[11]: |
/ |
— заготовка; |
|
|
2 — |
инструмент |
|
|
|
|
|
Таблица |
1 |
|
||
Схема |
напряжен |
Направление пере |
||||||
мещения |
очага |
де |
||||||
ного |
состояния |
|||||||
формации |
по отно |
|||||||
очага |
мгновен |
|||||||
шению к оси непод |
||||||||
ной |
деформа |
|||||||
вижной |
исходной |
|
||||||
|
ции |
|
||||||
|
|
заготовки |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
Под |
инстру |
По |
окружности |
|||||
ментом |
с удлинением |
|
|
|||||
|
|
вдоль |
|
образую |
||||
|
|
щей |
заготовки |
от |
||||
|
|
меньшего |
ее |
диа |
||||
|
|
метра |
к |
большему |
||||
Под |
инстру' |
По |
винтовой ли |
|||||
ментом |
||||||||
нии |
с |
удлинением |
||||||
|
|
от |
большего |
диа |
||||
|
|
метра |
заготовки |
к |
||||
|
|
меньшему |
|
|
V