Файл: Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.06.2024
Просмотров: 114
Скачиваний: 2
филограммой позволяет построить профилограмму, по казывающую изменение конфигурации образующих профиля по переходам, а также режим деформации (обжатие за одни оборот заготовки).
Откладывая вдоль проф.илограммы с помощью кур виметра длины образующих (см. рис. 19), можно полу чить точки, соответствующие положению торца заготов ки в процессе обкатки (точки а, б, в и т. д.). Длины об разующих по 'сечениям можно определить исходя из следующего.
Металл в процессе обкатки удлиняется вдоль обра зующей. Это удлинение зависит от отдельных техноло гических параметров: относительной толщины стенки
заготовки ~^ >о т свойств материала и температуры на грева обкатываемого конца, от геометрии инструмента, состояния поверхностей трущейся пары металл — инст румент, от смазки и т. д.
Однако изменение перечисленных параметров в пре делах установившейся технологии обеспечивает с от клонением, равным 3—5%, равенство длин заготовки вдоль оси до и после обкатки. Если допустить указан ное отклонение, то за траекторию перемещения торца заготовки по сечениям инструмента можно принять пря мую а'б'в' вместо кривой абв.
Замерив на калибровочной сетке текущий радиус торца заготовки и приращение обжатия по торцу z за один оборот заготовки (кривая 2), можно определить
текущее относительное обжатие ?- за один оборот за готовки. Относительное обжатие может быть задано по одному 'из предельных условий обкатки: устойчивости торцового сечения; мощности привода или из других ус ловий, ограничивающих возможности процесса обкатки и определяемых теоретическим или экспериментальным методом.
Принятая методика исследования калибровки инст румента и его профиля по различным сечениям позво
ляет решать следующие |
задачи: |
определить скоростной режим обкатки по заданным |
|
г |
|
текущим значениям |
найденным по одному из пре- |
г
дельных условий обкатки, и калибровочной сетке;
61
строить калибровочную сетку по заданным — н ско-
г
ростной диаграмме; изучать характер износа инструмента по различным
сечениям и построить его калибровочную сетку, обеспе чивающую минимальный износ инструмента в калиб рующей части.
9.ПОНЯТИЕ ОБ АКТИВНОЙ
ИПАССИВНОЙ КАЛИБРАВКАХ ИНСТУМЕНТА ДЛЯ ОБКАТКИ ГОРЛОВИН
Срок службы инструмента трепня п точность геомет рических размеров изделий, получаемых обкаткой труб чатых заготовок, определяются износостойкостью инст румента, главным образом, износостойкостью его калибрующей части. Поэтому при конструировании инструмента трения для обкатки стремятся удлинить калибрующий участок с тем, чтобы уменьшить продол
жительность контакта обкатываемой заготовки с |
каж |
дой точкой инструмента, т. е. чтобы уменьшить |
путь |
скольжения металла по нему, а также с тем, чтобы при износе части калибрующего участка путем переналадки инструмента перейти на «свежую», певыработанпую часть участка.
С точки зрения возможности удлинения калибрую щего участка изучено несколько вариантов конструкций инструмента. Наибольший практический интерес пред ставляет собой круговой инструмент трепня, рабочей по верхностью которого является поверхность тела враще ния. Конфигурация образующей рабочей поверхности инструмента точно соответствует конфигурации обра зующей заданного изделия.
На рис. 21 показана обкатка горловин круговым ин струментом трения, осуществляемая вращением заготов ки / вокруг своей оси и одновременным поворотом инст румента 2 относительно оси О—О. Ось симметрии инст румента а—а удалена от оси поворота инструмента О—О на расстоянии Оа.
Перед обкаткой инструмент жестко закрепляют на суппорте обкатной машины; в процессе обкатки он не поворачивается вокруг оси а—а. После предельно допу стимого износа калибрующего участка инструмент пово-
62
Рис. 21. Обкатка горлоРис. 22. Обычный (о) и круговой (б) вин круговым шіструмеиинструменты
том трения:
/ — заготовка: |
2 — инстру |
мент |
|
рачивают вокруг оси а—а иа некоторый угол, так что рабочим оказывается «свежий» участок инструмента.
Описываемая конструкция инструмента (рис. 22,6), изготовленного из одного и того же материала, что и обычный инструмент (рис. 22, а), имеет по сравнению с ним и преимущества.
К преимуществам кругового инструмента относятся: высокая стойкость (при увеличении массы инстру мента вдвое длина калибрующего участка увеличивает ся примерно в 30 раз), что обеспечивает увеличение сро
ка службы;
возможность восстановления инструмента путем на плавки и последующей обработки его рабочей поверх
ности |
на |
металлорежущем оборудовании |
вследствие |
того, |
что |
инструмент представляет собой |
тело вра |
щения. |
|
|
К недостатку, ограничивающему возможность приме нения кругового инструмента, относится неуправляе мость промежуточными переходными конфигурациями деформируемой заготовки, пассивность калибровки инст румента.
Сравним |
конструкции |
обычного |
и |
кругового |
(рис. 22, а, б) |
инструментов трения. В процессе обкатки |
|||
инструмент |
поворачивается |
вокруг |
оси |
О—О или |
63
О]—Oi, вследствие чего в контакт с деформируемой за готовкой вступают новые сечения b—b или b\—b\, изме няющиеся с изменением угла X или -К\. Для обычного инструмента любому текущему значению % можно за дать по технологическим соображениям любую переход ную конфигурацию профиля и изменением калибровоч ной сетки инструмента можно добиться заданного изме-
нения относительно оожатия |
торца за один |
оборот |
заготовки. |
г |
|
|
|
|
Конструкция такого инструмента позволяет |
измене |
нием его конфигурации изменять скоростные и другие параметры процесса.
Профилограмма |
кругового инструмента определяет |
ся изменяющимися |
в зависимости от X сечениями Ъ\—Ь\ |
и не может быть изменена, так как инструмент пред ставляет собой тело вращения, т. е. при применении кругового инструмента, конфигурацию промежуточных переходных сечений заготовки технолог изменить не мо жет, он может изменить режим деформации, изменяя только относительную скорость поворота суппорта с ин струментом. При износе участка инструмента его пово рачивают вокруг оси а—а п в таком положении закреп ляют. Описываемый инструмент можно назвать инстру ментом с пассивной калибровкой профиля в отличие от инструмента с активной калибровкой, для которого кон фигурация каждого сечения (с учетом режима обжатия)
может |
быть рассчитана и задана технологом. |
|||
При обкатке, как и при обжиме труб в конических |
||||
матрицах |
[6], |
предельное |
значение относительного об- |
|
жатия |
z |
за |
одни ооорот |
заготовки при прочих посто- |
— |
||||
|
г |
|
|
|
янных параметрах зависит от конфигурации переходных сечений инструмента и от угла конусности (при обжиме предельное значение коэффициента обжима КПр при прочих постоянных параметрах зависит от угла конусно сти и конфигурации матриц).
Но конфигурация переходных сечений инструмента, определяемая его профилограммой, в значительной сте пени обусловливает распределение металла вдоль обра зующей. При обкатке обычным инструментом ;«набор» металла в определенных пределах может регулировать ся изменением конфигураций переходных сечений инструмента. При отсутствии подсадки и вытяжки
64
Металла вдоль оси заготовки должно быть соблюдено условие
dcpS = const.
При обкатке горловин без оправки распределение толщины стенки вдоль образующей, как и при обкатке днищ, зависит от многих параметров: от относительной
толщины стенки исходной заготовки DSo от относитель
В
ной величины вылета заготовки — от свойств мате
D
риала и температуры нагрева оокатываемого конца, от дробности деформации <рср, определяемой в каждый мо мент скоростной диаграммой и профилограммой.
Исследованиями, проведенными на Ждановском ме таллургическом заводе им. Ильича, по обкатке горло вин обычным и круговым инструментами установлена 'качественная зависимость набо
ЦО $ 1Ç71J3щ JJOJßJS Щ 16175 ра металла от формы инструмен та. На рис. 23 показано распре
деление набора
Рис. 23. Распределение толщин стеиок
вдоль образующей |
изделия. |
Цифрами |
||
|
обозначено: |
|
|
|
п |
числителе — конечная относительная |
толщн- |
||
|
S |
|
|
|
па |
стенки — при обкатке обычным |
и в зна- |
||
|
So |
|
|
|
менателе — круговым |
инструментами |
(темпе- |
ратурно-скоростные режимы были одинако выми)
металла вдоль образующей для изделия из трубы раз мером 219X15 мм (— -0,07, сталь ЗОХГСА).
Как видим, при обкатке одного и того же конечного профиля различно калиброванным инструментом изме няется величина набора металла в разных диаметраль ных сечениях изделия.
Конфигурация переходных сечений инструмента при обкатке, определяемая его профилограммой, в значи тельной степени ограничивает предельную относитель ную толщину стенки обкатываемых заготовок по усло вию устойчивости.
5—405 |
65 |
Многие исследователи Считают, что при |
<_0,02 |
обкатка невозможна. Изменением калибровки инстру мента, предусматривающей сначала обкатку торцовой части, что обеспечивает набор металла у торца, а затем обкатку остальной части, получены предельные значе ния -S o - = 0,0165.
D
Из сказанного можно сделать следующий вывод: инструмент с пассивной калибровкой (круговой инст
румент) может быть применен в тех случаях, когда ха рактер распределения металла вдоль образующей сече ния не играет существенной роли или когда пассивное формообразование обеспечивает требуемое распределе ние металла по сечениям;
при постоянной скорости поворота суппорта с инст рументом, а также при относительной толщине стенки исходной заготовки, близкой к 0,02, применение пассив ной калибровки недопустимо — все сечения инструмента
вэтом случае должны быть рассчитаны.
10.СОВМЕЩЕНИЕ ОБКАТКИ С РАСКАТКОЙ ГОРЛОВИН
НА ОПРАВКЕ
Как отмечалось, изменение распределения толщины стенки вдоль образующей зависит от многих факторов, зная которые можно в известных пределах управлять процессом обкатки. Однако стабильного, точно задан ного чертежом распределения толщины стенки вдоль об разующей обкатанного конца без оправки получить не удается.
Применение оправки, вводимой в полость заготовки перед обкаткой, позволяет получать в горловине задан ного диаметра калиброванные отверстия. Ю. М. Мат веевым и Я. М. Шехетом на основании проведенных ис следований показана возможность совмещения обкатки (см. табл. 1, схема 8) горловин с раскаткой их на оп равке. Ими же разработана опытно-промышленная уста новка для'обкатки горловин баллонов с калиброванным отверстием, а также приспособление к применяемым в баллонных цехах обкатным машинам (рис. 24), которое обеспечивает установку и извлечение оправки из горло вины после обкатки.
66
Рис. 24. Приспособление для обкатки горловин с калиброван ным отверстием:
/ и 8 — гндроцнлиндры; 2— |
быстросменное |
крепление; |
3 — оправка; |
•I — кронштейн; |
5, Ii — шарниры; |
7 — основание |
|
Приспособление состоит из двух |
гидроцилиндров / и |
||
8 и поворотного кронштейна 4. Гпдроцилиндр |
/, жестко |
закрепленный на поворотном кронштейне 4, предназна чен для подачи оправки 3 в полость обкатываемой заго товки и извлечения ее после обкатки из горловины. Гид роцилиндр 8 предназначен для установки гидроцилинд ра У с оправкой 3 в исходное положение, шток его со единен шарнпрно с поворотным кронштейном. Оба ци линдра включены в общую гпдросхему обкатной маши ны, чем достигается согласованность работы основных узлов машины и приспособления. Обкатка осуществля ется в следующей последовательности. Заготовка за дается в полый шпиндель обкатной машины, зажимается кулачками патрона, имеющего гидропривод, который смонтирован в шпинделе. Одновременно с зажимом ку лачков создается давление в полости гидроцилиндра 8, который через поворотный кронштейн устанавливает гидроцилиндр 1 в рабочее положение. Затем включается гидроцилиндр поворотного суппорта и одновременно гпдроцилиндр 1 приспособления. После обкатки горло вины основные механизмы машины и приспособления срабатывают в обратной последовательности.
В результате полной синхронизации работы узлов обкатной машины и приспособления производительность машины при совмещении обкатки с раскаткой горловин на оправке не снижается.
Усилие извлечения оправки из горловины зависит от конфигурации оправки (цилиндрическая, коническая), выбора вида и системы подвода смазки, от геометриче-
5* |
, |
67 |
ских размеров горловины, свойств деформируемого ме талла и температуры окончания обкатки, от технологи ческих параметров процесса. При неправильном выборе технологических параметров оправка может быть за катана в горловину и тогда ее извлечение будет свя зано со срезом облойной части металла горловины.
Приближенно усилие извлечения цилиндрической, оправки из горловины можно определить по зависимо сти
Рцзвл = KCiOs ( V |
+ 1,3 |
койл) , |
(63) |
|
где d и h — диаметр и высота обкатанной |
части горло |
|||
вины; |
|
|
|
|
Os — предел текучести |
деформируемого металла |
|||
при температуре |
извлечения оправки; |
|||
аобл — максимальная |
высота |
облоя, |
срезаемого |
|
оправкой при ее извлечении. |
|
|||
11. ОБКАТКА |
ПЕРЕЖИМОВ |
|
||
Большие технологические |
|
возможности |
открываются |
с применением горячей обкатки для получения пережи мов в средней части трубы. Применение обкатки пере
жимов в сочетании с горячим |
пневмоэкспоидированием |
|||
Рис. 25. Характер распределения ме |
||||
талла |
вдоль образующей |
пережима |
||
(с внутренней стороны сечения циф |
||||
рами |
обозначены |
относительные диа- |
||
метры |
заготовки |
d |
|
|
— , а |
с |
внешней — |
||
соответствующие |
им |
относительные, |
||
|
толщины |
|
s |
) |
|
стенки — |
So
в разъемной матрице или со штамповкой позволяет по лучать изделия типа шаровых баллонов, фляг, квадрат ных, шестигранных и других полых осесимметричных и несимметричных изделий.
На рис. 25 показан характер распределения металла вдоль образующей пережима.
Рассмотрим технологию обкатки и калибровки пере-.
68