Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОКАТКИ ДЕТАЛЕЙ С КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству металлических криволинейных поверхностей из листового металла.

Известен способ для изготовления днищ из листовой заготовки, включающий обкатку заготовки, установленной в шаблоне на узле центрирования, по спирали с помощью формующих роликов (см. а.с. СССР №1400736, B21D 51/08, опубл. 1988 г.).

Недостатком известного способа является неравномерность деформирования заготовки и, как следствие, получение формы и размеров готового изделия с отклонениями от заданных, а также сложность его конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ прокатки деталей с криволинейной поверхностью, включающий прокатку пакета, состоящего из пуансона и матрицы с расположенной между ними нагретой листовой заготовкой. Причем для придания необходимого радиуса криволинейной поверхности пакет из пуансона и матрицы с размещенной между ними нагретой заготовкой прокатывают между валками рабочей клети прокатного стана (см. свидетельство на п.м. №12537, B21D 51/08, опубл. 2000 г.).

Недостатком известного способа является получение формы и размеров готового изделия с отклонениями от заданных параметров.

Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в повышении качества деталей с криволинейной поверхностью, а именно получение более точных параметров формы и геометрических размеров, а также достижение дополнительного снижения усилия деформирования.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе прокатки деталей с криволинейной поверхностью, включающем прокатку пакета, состоящего из пуансона и матрицы с расположенной между ними нагретой листовой заготовкой, согласно изобретению прокатку пакета осуществляют с переменным обжатием, плавно увеличивающимся от переднего конца к середине пакета.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в создании условий для более надежного захвата всего пакета валками и условий для равномерной деформации заготовки.

На основании анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ прокатки металла не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию "изобретательского уровня".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 изображена схема прокатки пакета, состоящего из пуансона и матрицы с расположенной между ними нагретой листовой заготовкой;

- на фиг. 2 изображена схема прокатки пакета с переменным обжатием.

Заявляемый способ прокатки деталей с криволинейной поверхностью реализуется посредством следующей схемы прокатки пакета, где на фиг. 1-2 обозначены позиции:

1 - матрица;

2 - листовая заготовка;

3 - кольцеобразный выступ;

4 - вогнутая поверхность кольцеобразного выступа;

5 - пуансон;

6 - выпуклая поверхность пуансона;

7 - верхний валок;

8 - нижний валок;

h_заг - толщина заготовки;

h_дет - глубина в криволинейной поверхности детали;

h_пуанс - высота пуансона;

h_мат - глубина матрицы с учетом толщины стенки;

Н_пак - толщина пакета;

ΔН_нач - начальное абсолютное обжатие пакета;

ΔН_mах - максимальное абсолютное обжатие пакета;

R - радиус валка.

Предлагаемый способ прокатки реализуется следующим образом.

Матрицу 1 (фиг. 1) с листовой заготовкой 2, размещенной на кольцеобразном выступе 3, нагревают в печи с выкатным подом до естественного размягчения металла. Заготовка 2, размягчаясь, равномерно оседает до поверхности 4 выступа 3 матрицы 1. Для получения окончательной криволинейной поверхности пуансон 5 с выпуклой поверхностью 6 накладывают на заготовку 2, разместившуюся на вогнутой поверхности матрицы 1.

Для придания необходимого радиуса криволинейной поверхности пакет из пуансона 5 и матрицы 1 с размещенной между ними размягченной заготовкой 2 прокатывают между валками 7 и 8 клети прокатного стана. Причем прокатку осуществляют с переменным обжатием, плавно увеличивающимся от переднего конца к середине пакета.

В результате плавно возрастающих обжатий происходит постепенная фиксация заготовки в заданном положении, что препятствует ее смещению. Это будет способствовать получению более точных формы криволинейной поверхности и геометрических параметров детали.

Пример конкретного выполнения.

Для изготовления металлической детали с криволинейной поверхностью с внутренним диаметром 2420 мм, глубиной h_дет=200 мм и толщиной стенки 40 мм использовали круглую заготовку из марки стали 09Г2С диаметром 2500 мм и толщиной металла h_зaг=40 мм.

Матрицу (фиг. 2) с листовой заготовкой, размещенной на кольцеобразном выступе, нагревали в печи с выкатным подом до естественного размягчения металла, до температуры 900°С. Затем пуансон высотой h_пуанс=200 мм с выступом с выпуклой поверхностью накладывали на заготовку, разместившуюся на вогнутой поверхности матрицы глубиной с учетом толщины стенки h_мaт=240 мм. Толщина пакета составляла Н_пак=480 мм.

Для придания необходимого радиуса криволинейной поверхности пакет, состоящий из пуансона и матрицы с расположенной между ними размягченной заготовкой, прокатывали в рабочей клети прокатного стана между валками, имеющими радиус R=600 мм. Прокатку осуществляли с переменным обжатием, плавно увеличивающимся от переднего конца к середине пакета. Обжатия плавно увеличивали с ΔН_нач=24 мм до максимального значения в середине пакета ΔН_mах=200 мм автоматически с помощью нажимных винтов.

Таким образом, при прокатке пакета с переменным обжатием обеспечивается более надежный захват всего пакета валками и равномерная деформация заготовки, что позволяет повысить качество деталей с криволинейной поверхностью за счет получения более точных параметров формы и геометрических размеров, а также достигается дополнительное снижение усилия деформирования.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примером выполнения. Соответственно заявляемое решение может быть применимо в прокатном производстве, а следовательно, соответствует условию "промышленная применимость".