close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12236

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.08.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12236
(13) C1
(19)
B 21H 1/00
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТУПЕНЧАТОГО ВАЛА
ПОПЕРЕЧНО-КЛИНОВОЙ ПРОКАТКОЙ
(21) Номер заявки: a 20070023
(22) 2007.01.11
(43) 2008.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Физико-технический
институт Национальной академии
наук Беларуси " (BY)
(72) Автор: Кожевникова Гражина Валерьевна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси " (BY)
(56) ЩУКИН В.Я. Основы поперечноклиновой прокатки. - Минск: Наука и
техника, 1986. - С. 6.
SU 997327 A, 1984.
RU 2164190 C2, 2001.
BY 12236 C1 2009.08.30
(57)
Способ изготовления ступенчатого вала поперечно-клиновой прокаткой, включающий
нарезку мерной прутковой заготовки, нагрев до температуры прокатки, формообразование
заготовки путем перераспределения металла вдоль оси заготовки движущимся поперек
оси плоским клиновым инструментом и отрезку концевых отходов, отличающийся тем,
что при формообразовании заготовки принудительно вращают недеформируемые концевые ее части с угловой скоростью ωз, большей на 5-30 % угловой скорости инструмента
ωин, определенной из выражения:
ωин = vин/Rк,
где vин - линейная скорость инструмента;
Rк - радиус качения прокатываемой заготовки.
Фиг. 2
BY 12236 C1 2009.08.30
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано
для получения деталей, преимущественно типа ступенчатых валов, посредством поперечно-клиновой прокатки.
Известен способ получения ступенчатого вала из прутка путем поперечно-клиновой
прокатки, включающий нарезку мерной прутковой заготовки, нагрев до температуры прокатки, формообразование заготовки путем перераспределения металла вдоль оси заготовки движущимся поперек оси плоским клиновым инструментом и отрезку концевых
отходов на заключительной стадии прокатки отрезными ножами инструмента [1].
Недостатком этого способа является вскрытие осевой полости, известное как эффект
Маннесмана, которое является одним из основных ограничений, налагаемых на процесс
поперечно-клиновой прокатки.
Известен способ изготовления ступенчатого вала, при котором осуществляют разрезку
прутковой заготовки на мерные длины, нагрев заготовки и поперечно-клиновую прокатку
заготовки с обрезкой концевых отходов. Перед прокаткой в устройстве для упрочнения
давлением нагретые заготовки продавливают через сообщенные каналы для интенсивного
деформирования сдвигом. Способ позволяет увеличить степень деформации процесса и
расширить технологические возможности поперечно-клиновой прокатки [2].
Однако известный способ не позволяет существенно снизить вероятность вскрытия
осевой полости при поперечно-клиновой прокатке.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение вероятности вскрытия полости.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления ступенчатого вала поперечно-клиновой прокаткой, включающем нарезку мерной прутковой заготовки, нагрев
до температуры прокатки, формообразование заготовки путем перераспределения металла
вдоль оси заготовки движущимся поперек оси плоским клиновым инструментом и отрезку
концевых отходов, при формообразовании заготовки принудительно вращают недеформируемые концевые ее части с угловой скоростью ωЗ, большей на 5-30 % угловой скорости инструмента ωИН, определенной из выражения:
ωИН = vИН/RK,
где vИН - линейная скорость инструмента;
RK - радиус качения прокатываемой заготовки.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурами, где на фиг. 1 показано
распределение относительного гидростатического давления Р/К (Р - гидростатическое
давление, К - пластическая постоянная) в очаге деформаций при поперечной прокатке со
степенью обжатия 1,10, на фиг. 2 показано распределение остаточной пластичности по
длине детали - ось ПСХ-01.616 - без принудительного вращения недеформируемых частей
заготовки и с принудительным вращением недеформируемых частей заготовки с угловой
скоростью, большей на 20 % угловой скорости инструмента.
За счет того что недеформируемые части заготовки принудительно вращают с угловой
скоростью, большей на 5-30 % угловой скорости инструмента, создается в очаге деформации дополнительный крутящий момент, вследствие чего на оси уменьшаются растягивающие гидростатические давления и, как следствие, уменьшается вероятность вскрытия
осевой полости.
Это наглядно подтверждается определением гидростатических давлений в очаге деформаций методом графического построения полей линий скольжения при прокатке с обжатием
1,10 (фиг. 1). Так, на оси относительное гидростатическое давление Р/К увеличивается с "1,40" до "-1,24" при применении дополнительного крутящего момента 10 % по отношению к
крутящему моменту, которое создается непосредственно инструментом.
Для стали 45 при температуре нагрева 1473 К изменение относительного гидростатического давления Р/К с "-1,40" до "-1,24" увеличивает деформируемость материала (критическую степень деформации сдвига) на 27 %, что соответственно снижает вероятность
вскрытия полости в несколько раз.
2
BY 12236 C1 2009.08.30
При вращении недеформируемых частей заготовки с угловой скоростью менее 5 % от
угловой скорости инструмента создается незначительный дополнительный крутящий момент и эффект снижения гидростатического давления и вероятности вскрытия полости не
наблюдается.
При вращении недеформируемых частей заготовки с угловой скоростью более 30 % от
угловой скорости инструмента прекращается устойчивое протекание процесса и начинается скручивание и разрушение заготовки, т.е. процесс прокатки невозможен.
В ГНУ "ФТИ НАН Беларуси" проводились испытания на примере поперечноклиновой прокатки оси сельскохозяйственного комбайна (ПСХ-01.616). Из прутка стали
Ст. 3 диаметром 25 мм нарезали мерные заготовки длиной 140 мм. Заготовку нагревали до
температуры 1473 К и прокатывали на стане поперечно-клиновой прокатки с плоским
клиновым инструментом без принудительного вращения недеформируемых частей заготовки и с принудительным вращением с угловой скоростью, большей на 20 % угловой
скорости инструмента. Ресурс пластичности в различных сечениях прокатываемой заготовки определяется методом прокатки дискообразного образца [1, С. 125-128]. Результаты
представлены на фиг. 2, где наглядно видно, что ресурс пластичности при принудительном вращении недеформируемых частей заготовки на 18 % выше, чем без принудительного вращения. Увеличение ресурса пластичности на 18 % снижает вероятность вскрытия
полости в несколько раз.
Предложенный способ изготовления изделий типа ступенчатых валов поперечноклиновой прокаткой найдет широкое применение при изготовлении деталей типа ступенчатых валов на РУП "Минский тракторный завод", РУП "МАЗ", ОАО "БЕЛКАРД" (Гродненский завод карданных валов) и других машиностроительных заводах республики.
Источники информации:
1. Щукин В.Я. Основы поперечно-клиновой прокатки. - Минск: Наука и техника,
1986. - С. 223.
2. А. с. СССР 997327, МПК5 В 21Н 1/18, 1982.
а - дополнительный крутящий момент 10 %;
б - стационарный процесс;
Фиг. 1
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
204 Кб
Теги
by12236, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа