Главная / Ковка и штамповка стали / Вальцовка / Вальцовка многоручьевая / Многоручьевая вальцовка в открытых ручьях

Многоручьевая вальцовка в открытых ручьях

Многоручьевая вальцовка в открытых ручьях применима главным образом для фасонных заготовок тел вращения. 

Характерные формы заготовок показаны в табл. 19. Сюда относятся фасонные заготовки для шатунов, кулачковых валов, коленчатых валов, рычагов и других подобных поковок штамповки на молотах или прессах.

Таблица 19. Типовые фасонные заготовки, изготовляемые в открытых ручьях


по пор.

Формы фасонных заготовок

Длина необжатой
части А заготовки в мм

I

>0,5d

II

>0.5d

III

>0.5d

IV

Размеры исходной заготовки выбирают по участку с наибольшей площадью поперечного сечения, который остается при вальцовке необжимаемым и служит частью, за которую заготовка удерживается задающим механизмом.

По условиям закрепления заготовки задающим механизмом при вальцовке необходимо, чтобы длина необжимаемой части была не менее указанной в табл. 19.

 

На рис. 25 изображена фасонная заготовка шатуна. Ручьи имеют форму и размеры, соответствующие ее форме. Величину общей вытяжки μ0 определяют по формуле (рис. 25, а):

для участков 1 и 3

для участка 2

где F0 — площадь поперечного сечения исходной заготовки в мм2; F1,2,3 — площадь поперечного сечения соответствующего участка фасонной заготовки после вальцовки в мм2.

Рис. 25. Фасонная заготовка шатуна: а — чертеж заготовки; б и в — заготовка после первого и второго проходов в вальцах

В зависимости от величины наибольшей вытяжки намечают общую схему вальцовки.

 

Вытяжку участков круглой или квадратной заготовки можно произвести в овальных и квадратных, а также в овальных и круглых ручьях, а участков прямоугольного профиля — в прямоугольных н гладких, прямоугольных и квадратных, а также закрытых ручьях (рис. 26).

Вальцовку по варианту рис. 26, а применяют только для круглой заготовки при большой вытяжке, по варианту рис. 26, б — при вальцовке круглой и квадратной заготовок, когда необходимо высокое качество поверхности и не допускаются большие козф фициеиты вытяжки.

Вытяжку в гладких и прямоугольных ручьях (рис. 26. в) производят, когда требуется получить однородную волокнистую структуру по всему сечению заготовки и использовать в не которых случаях одни и те же ручьи для вальцовки заготовок различного сечения.

Ромбические и квадратные ручьи (рис. 26. г) применяют при большой вытяжке и когда надо получить геометрически точные квадраты с правильно выполненными углами.

Вальцовку по варианту рис. 26, д, е применяют только для заготовки прямоугольного сечения, когда необходимо получить из последнего ручья квадратные или прямоугольные сечения.

Рис. 26. Варианты вальцовки участков заготовок  круглого,  квадратного и прямоугольного сечения

Вальцовку заготовок в ручьях с переменным поперечным сечением (табл. 19, II) следует производить в такой системе ручьев, чтобы средний участок заготовки деформировался в промежуточном ручье этой системы.

Применение ручьев с переменным поперечным сечением приводит к несовпадению профиля с контуром фигуры ручья и образованию заусенцев.

Число ручьев и при вальцовке определяют по формуле

где μ0 — общая вытяжка заготовки, равная отношению наибольшей площади поперечного сечения заготовки F0max к наименьшей площади поперечного сечения Fmin; μc — средняя вытяжка за проход.

Ориентировочные пределы возможных вытяжек приведены в табл. 20. Они действительны лишь при отношении диаметра валков к диаметру исходной заготовки D/d0 или D/h0=10÷20 и при указанных в табл. 20 отношениях b/hк осей овальной полосы.

Таблица 20. Ориентировочные пределы возможных вытяжек

От квадрата
(круга) к квадрату

От квадрата
(круга) к кругу

От квадрата
(круга) к квадрату

От прямоугольника
(квадрата) к прямоугольнику

μ0

μс

μ0

μс

μ0

μс

μ0

μс

2.5-3,6

1,6-1.9

2,2-2,9

1.5-1.7

2.4-3.2

1.5-1.8

1.8-2.0

1.8-2.0

При b/hк = 3÷4

При b/hк = 2,5÷3,5

При b/hк = 2,0÷3.0

При hк/bк = 3÷5

 

В других случаях значение коэффициента вытяжки μс определяют по графикам рис. 27.

Рис 27. График для определения коэффициента вытяжки μс: а— от круга к овалу; б — от квадрата к овалу; в — от квадрата к ромбу, при δ =b/bк= 0,9 (по В.   К- Смирнову)

В табл. 21 приводятся предельно допустимые отношения осей заготовок.

Таблица 21.  Предельное отношение осей заготовок вальцуемых в квадратных, круглых, овальных и ромбических ручьях

Системы ручьев

Эскиз ручья

Предел отношения осей b

Овал- квадрат

5,0

Овал-круг

3.5

Ромб-квадрат

5,0

Ромб-ромб

2,5

Овал-овал

2.5

Вальцовка заготовок допускается только в случае применения жестких проводок, обеспечивающих точность фиксации поперечного сечения заготовки при входе в валки.

Площади всех промежуточных квадратов (кругов) определяют по уравнениям

           (33)

и т. д., где F2,4 — площади поперечного сечения фасонной заготовки после вальцовки в каждой паре ручьев в мм2; μ01, μ02 — общий коэффициент вытяжки в каждой паре ручьев.

Отсюда стороны квадрата

h1= √F2
h2= √F4 и т. д.

Высота h и ширина b квадратного ручья

h=b=√2F

где F — площадь поперечного сечения квадрата в мм2.

Рис. 28. Схема к определению
величины h
к

 

Высота квадратного ручья с учетом закруглений (рис. 28)

hк = р — 0,83rк            (34)

где rк — радиус закругления у вершины ручья;

rк = (0,15÷0,2) h.

Для вычисления площадей промежуточных овалов находят отношение вытяжек внутри каждой пары овальных и квадратных (круглых) ручьев по формуле

             (35)

где КΔв — отношение вытяжки в прямоугольнике к вытяжке в квадрате при вальцовке со свободным уширением, берется из графика (рис. 18); Кф — коэффициент, учитывающий влияние формы ручья:

             (36)

где m/hк степень притупления овала (см. рис. 31).

 

Значение m/hк приближенно определяют по графику (рис. 29).

Рис.29. График для выбора степени притупления овала

По найденному отношению вытяжек определяют площади овала в каждой паре ручьев

                    (37)

где h — сторона соответственной исходной заготовки в мм (для круглой заготовки h = 0,885d0, для квадратной h = h0); h — сторона соответственной конечной заготовки в мм (для круглой заготовки h = 0,885d1, для квадратной h = h1).

Высоту овала находят по формуле

где Dр — рабочий диаметр штампов в мм (рис. 30); ƒ — коэффициент трения.

 

Значение ƒ приближенно получают из уравнения:
ƒ = 1,05 — 0.0005t — 0.056υ                                        (39)

где t — температура вальцовки в °С; υ — окружная скорость валков в м/сек.

Рис. 30. Схема к определению величины Dp

Фактическую (расчетную) ширину овала подсчитывают по формуле

                         (40)

где F1 — площадь овала в мм2; hк — высота овала в мм; m/hк — степень притупления овала.

 

Отношение (рис.  31) приближенно определяют по графику (рис. 29).

Рис. 31. Схема  к определению величины m

Радиус для построения овального ручья

                      (41)

Ширина овального ручья

             (42)

Зазор между штампами

t= (0,008÷0,01) D,                 (43)

где D — начальный диаметр штампов в мм.

Радиус закругления кромок ручья

R = 0,1bк               ( 44)

где bк — ширина овального ручья в мм.

 

Для облегчения расчета размером овальных и квадратных (круглых) ручьев при многоручьевой вальцовке фасонных заготовок пользуются номограммами (рис. 32-34). При этом исходят из d0 и μ0 (в нашем примере d0 = 40 мм и μ0= 2,38). Промежуточные значения определяют путем интерполяцин. Находим на номограммах точку d0 = 40 мм (см. ординату сверху). Двигаясь от нее по стрелке влево, легко находим на абсциссе при μ0 = 2,38 значение радиуса для построения овального ручья Rр = 45 мм.

Следуя от точки d0=40 мм по стрелке вправо до пересечения с кривой при μ0 = 2,38, находим hк = 19,6 мм. Двигаясь от нее вниз до пересечения с лучом при Rр = 45 мм, находим bк = 53,6 мм.

Рис.32. Номограмма для определения размеров овального ручья в системе овал-квадратного ручья в системе овал—квадрат

 

Рис.33.  Номограмма для определения размеров овального
ручья в системе овал-круг
  Рис.34. Номограмма для определения размеров:
а - квадратного ручья в системе овал-квадрат;
б - круглого ручья в системе овал-круг

 

Расчет овального ручья в системе овал — круг по номограмме рис. 33 ведется аналогично.

Длину участков ручья определяют по формуле

где S — опережение металла на участке в %; lп—длина участка нагретой фасонной заготовки после вальцовки в мм;

                   (45)

здесь F1 — площадь поперечного сечения соответствующего участка заготовки до вальцовки в мм2; l1 —длина соответствующего участка заготовки до вальцовки в мм; Fп — площадь поперечного сечения соответствующего участка фасонной заготовки после вальцовки в мм2.

 

Опережение металла S на участках заготовки находят по формуле (24).

При вальцовке заготовок с нарастающим давлением опережение значительно возрастает. Максимальное значение его при вальцовке конусных заготовок в зависимости от деформаций приближенно можно получить по номограмме (рис. 35).

Рис.35. Номограмма для определения опережения при вальцовке заготовок с нарастающим давлением

Изменение опережения по длине конусной заготовки может быть определено по формуле

           (46)

где l' — длина конусной заготовки в мм; l'п — длина участка конусной заготовки  в мм.

При вальцовке с убывающим давлением величина опережения получается всегда меньше, чем при вальцовке заготовок с равномерным давлением, и в отдельных случаях может иметь даже отрицательное  значение.

 

Крутой переход АБ (рис. 36) и уменьшение радиусов закругления при переходе от тонкой к толстой части заготовки приводит к зажимам при вальцовке и последующей штамповке.

Рис. 36. Схема с обозначениями радиусов закруглений

 

В табл. 22 приведены рекомендуемые углы β в переходном участке заготовки при одноручьевой и многоручьевой вальцовке в зависимости от относительного обжатия ε = Δh/h0 100 (где Δh=h0-h1).

Таблица 22. Углы наклона В на переходном участке фасонной заготовки

Δh/h0100

β в град при вальцовке

одноручьевой

многоручьевой

До 20
21—50
Выше 50

20
30
45

45
45
60

Ориентировочно величину радиусов закруглений принимают

               (47)

где h2 и h3 — высота заготовки в переходном сечении (рис. 36).



 
 
Добавить предприятие
 


 
 
 
 
 
 
 
Тел.: (8552) 39-71-29
промышленные предприятия Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности
 
Создание сайта Вебцентр