Прыняцце аптымізаванага бясплатнага працэс кавання можна пазбегнуць матэрыяльных адходаў, выкліканых празмернай колькасцю коўкі, неабходнай для невялікіх валаў на абодвух канцах фланцавы вал у традыцыйных працэсах, адначасова пазбягаючы ў большай ступені некаторых небяспек для якасці, выкліканых традыцыйнымі метадамі кавання.
Традыцыйны працэс кавання валаў з фланцамі
Вал з фланцам з'яўляецца важным буйная коўка выкарыстоўваецца для трансмісіі ў буйным абсталяванні, такім як паветранадзімалкі, і мае шырокі спектр прымянення ў прамысловасці. Прыкладная форма паказана на малюнку 1, а матэрыял - у цэлым 45 # сталь, 42CrMo і г.д. Працэс апрацоўкі звычайна: коўка → грубая апрацоўка → загартоўка і адпачынак тэрмічная апрацоўка → дакладнасць апрацоўкі → ўпакоўка. У гэтым артыкуле ў асноўным абмяркоўваецца новы працэс у працэсе кавання.
Мал.1 Вал з фланцам
Фланцавая структура вала з'яўляецца унікальнай, з a вялікі фланец у сярэдзіне і некалькі невялікіх прыступак вала, размеркаваных па абодва бакі, якія з'яўляюцца сіметрычнымі, з меншым дыяметрам і большай даўжынёй. Розніца ў перасеку паміж фланцам і малым валам значная. Традыцыйны працэс кавання выглядае наступным чынам:
- Першы нагрэў: Нагрэйце злітак сыравіны сталі да 1240 ℃ у адпаведнасці з патрабаваннямі спецыфікацыі, і пасля выгрузкі з печы пачніце націскаць на заціск → скошванне → рэзка асадкі → засмучэнне → акругленне.
- Другі жар: засмучае → акругленне → маркіроўка → выцягваючы прыступкі з абодвух канцоў → завяршэнне дакладнай коўкі і праўкі → тэрмічная апрацоўка пасля кавання.
Самая важная і складаная частка працэсу - гэта выцягванне прыступак з абодвух канцоў пасля завяршэння друку нумароў. Гэты працэс паказаны на малюнку 2, а памер D на малюнку прызначаны для забеспячэння наступных патрабаванняў да апрацоўкі. Калі ў працэсе кавання з'явіўся эксцэнтрысітэт, яго трэба неадкладна кампенсаваць і пакінуць вялікі запас. Як правіла, ён павінен перавышаць памер дыяметра фланца пакоўкі на 50-80 мм. У адпаведнасці са спецыфікацыямі працэсу кавання, памер A на малюнку павінен быць большым або роўным памеру D/3; у адваротным выпадку падчас працэсу падаўжэння можа ўзнікнуць увагнуты цэнтр, што прывядзе да таго, што коўка не будзе завершана належным чынам. Аднак з-за вялікага дыяметра фланца памер D звычайна вялікі. Неабходна пакінуць як мінімум памер D/3, каб пазбегнуць ўвагнутага цэнтра, які часта значна перавышае разлічаны памер расколу на абодвух канцах. Аднак з-за неабходнасці тэхналогіі кавання, каб пазбегнуць ўвагнутага цэнтра, гэты лішак матэрыялу таксама трэба пакінуць, што значна зніжае ўзровень выкарыстання сыравіны і павялічвае непатрэбныя выдаткі; па статыстыцы, каэфіцыент выкарыстання гатовых матэрыялаў гэтым метадам кавання ў асноўным складае ад 30% -35%. Больш за тое, па меры павелічэння розніцы папярочнага сячэння паміж фланцам і валам неабходна пакідаць больш дадатковых матэрыялаў на абодвух канцах, каб адпавядаць патрабаванням D/3. Растрата матэрыялаў стане больш відавочнай. Каэфіцыент выкарыстання некаторых гатовых сталёвых зліткаў нават ніжэйшы за 30%.
Малюнак 2. Схема працэсу малявання з двух канцоў
У рэальным вытворчасці з-за малой таўшчыні фланца і вялікай розніцы ў папярочным сячэнні фланца і вала дэфекты кавання, такія як дэфармацыя фланца, эксцэнтрысітэт вала і неканцэнтрычнасць двух канцоў вала, схільныя да ўзнікаюць у працэсе кавання, што дастаўляе вялікія нязручнасці наступнай апрацоўцы. Нават няшчасныя выпадкі з ломам часта адбываюцца з-за недастатковых памераў коўкі, якія не адпавядаюць патрабаванням да дакладнай апрацоўкі. Канкрэтныя прычыны гэтых праблем і меры прафілактыкі коратка пералічаны ў табліцы 1.
Табл.1 Аналіз прычын і меры па ліквідацыі дэфектаў кавання
| Праблема | Аналіз прычын | Прафілактычныя і карэкцыйныя мерапрыемствы |
| Дэфармацыя фланца |
1) Пры падаўжэнні невялікіх валаў на абодвух канцах з-за вялікай розніцы ў папярочным перасеку на фланцавую частку, якая не была сціснута ў працэсе сціску, узнікае сіла расцяжэння ўніз. Аднак фланец занадта тонкі і можа вытрымліваць меншую сілу, што прыводзіць да дэфармацыі фланца і нават S-вобразнай формы.
2) У працэсе выцягвання вала ўзнікае з'ява эксцэнтрысітэту і адбываецца зрушэнне. Калі адбываецца зрушэнне, у якасці кропкі апоры выкарыстоўваецца фланец, але фланец занадта тонкі і можа вытрымліваць меншую сілу, што прыводзіць да дэфармацыі фланца.
|
1) Паменшыце колькасць націску, раўнамерна націскайце на абодва бакі стрыжня, каб пазбегнуць фарміравання аднаго боку асобна.
2) Адпаведным чынам павялічце таўшчыню і дыяметр прамежкавага фланца, павялічце высілак, які трымаецца на фланцы, і павялічце запас дыяметра фланца.
3) Забяспечце раўнамерны нагрэў перад выхадам з печы для кавання, каб пазбегнуць узнікнення эксцэнтрычных працэсаў.
4) Выкарыстанне разумных інструментаў для стварэння лепшых умоў для перакосаў і памяншэння нагрузкі на фланец.
|
| Эксцэнтрысітэт цела вала і неканцэнтрычнасць тэл вала на абодвух канцах | З-за нераўнамернай тэмпературы нагрэву ўзнікае з'ява пачырванення, якое адносіцца да наяўнасці як станоўчых, так і адмоўных паверхняў. У працэсе выцягвання вала матэрыял на баку з высокай тэмпературай будзе рухацца хутчэй, чым на баку з нізкай тэмпературай, што прыводзіць да нераўнамернага патоку матэрыялу ўверх і ўніз. Адлюстраваная праблема - гэта эксцэнтрысітэт вала, што азначае, што цэнтр вала адхіляецца ад цэнтра фланца. Паколькі розніца ў памерах папярочнага перасеку павялічваецца, гэтае пытанне становіцца больш прыкметным. Няправільны кантроль зніжэння ціску асяроддзя падчас працы з боку аператара таксама можа выклікаць эксцэнтрысітэт, напрыклад, непаслядоўнае памяншэнне аднаго і таго ж сячэння, эксцэнтрычная коўка з неадпаведнымі цэнтрамі на верхняй і ніжняй кавадлах і гэтак далей | Забяспечце дастатковы час для вяртання ў печ, забяспечце раўнамерны нагрэў коўкі і раўнамерную тэмпературу ва ўсіх частках, каб пазбегнуць пачырванення, забяспечваючы лепшыя перадумовы для коўкі. У працэсе працы аператар павінен строга кантраляваць колькасць скарачэння ў адпаведнасці з патрабаваннямі працэсу, каб пазбегнуць эксцэнтрычнай коўкі прэса. Калі ў працэсе кавання выяўляецца эксцэнтрысітэт, яго трэба неадкладна выправіць, а для вымярэння эксцэнтрысітэту і розных цэнтральных сітуацый кавання трэба выкарыстоўваць некаторыя дапаможныя інструменты, а таксама правесці мэтанакіраваны эксцэнтрысітэт.. |
Праведзены выразны аналіз прычын узнікнення вышэйзгаданых праблем. Хоць адпаведныя прафілактычныя і карэкціруючыя меры былі сфармуляваны для прадухілення і ліквідацыі прычын індывідуальна, іх цяжка пазбегнуць у працэсе рэалізацыі. Некаторых праблем цяжка пазбегнуць, а некаторыя праблемы ўзаемазвязаны. Акрамя таго, розныя аператары маюць розныя працоўныя ўзроўні, і працэс кавання абапіраецца на візуальнае назіранне, што прыводзіць да розных памылак. Таму вырашыць праблему цалкам складана. Нават некаторыя меры могуць сур'ёзна паўплываць на эфектыўнасць вытворчасці і павялічыць кошт вытворчага працэсу.
Новы Бясплатны працэс кавання валаў з фланцамі
Гэты артыкул вырашае вышэйзгаданыя праблемы з дапамогай іншага новага працэсу кавання. Асноўная ідэя складаецца ў тым, каб паменшыць памер D на малюнку 2, тым самым памяншаючы памер D/3 так, каб ён быў роўны або крыху большы, чым фактычныя патрэбы ў падзеле матэрыялу на абодвух канцах, памяншаючы адходы, выкліканыя празмерным падзелам матэрыялу. Сярэдняя частка фланца адпавядае патрабаванням да памеру працэсу за кошт павелічэння памеру B, а затым выкарыстання пласціны для абсадкі фланца для павелічэння памеру D. Канкрэтны працэс выглядае наступным чынам:
- Першы нагрэў: Нагрэйце злітак сыравіны сталі да 1240 ℃ у адпаведнасці з патрабаваннямі спецыфікацыі, і пасля выгрузкі з печы пачніце націскаць на заціск → скошванне → рэзка асадкі → засмучэнне → круглы малюнак → маркіроўка → чарцёж вала, як паказана на малюнку 3.
- Другі нагрэў: як паказана на малюнку 4, усталюйце нарыхтоўку і выкарыстоўвайце пласціну абсаднага фланца, каб выціснуць фланец да патрэбнага памеру → падоўжыць крокі з абодвух канцоў да памеру працэсу → Фінішная дакладная коўка і праўка → тэрмічная апрацоўка пасля кавання.
Малюнак 3. Аптымізаваная схема працэсу кавання
Мал.4 Высадка фланца
Малюнак 5 Мадэляванне працэсу фармавання фланца
Аптымізаваны працэс кавання памяншае розніцу папярочнага сячэння паміж фланцам і малым валам перад тым, як фланец сфармуецца, што значна памяншае складанасць кавання. Праблемы эксцэнтрычнасці і неканцэнтрычнасці лягчэй выправіць у працэсе кавання. Пасля вырашэння праблем з эксцэнтрысітэтам і неканцэнтрычнасцю перад фармаваннем фланца праблемы дэфармацыі падчас наступных працэсаў фармавання фланца можна добра выправіць з дапамогай інструментаў. Больш за тое, з-за абмежаванняў інструментаў і эксцэнтрысітэту неканцэнтрычнасць узнікае толькі падчас працэс фарміравання фланца, эфектыўна пазбягаючы гэтых дэфектаў. На малюнку 5 паказаны працэс фармавання фланца, змадэляваны праграмным забеспячэннем DEFORM, і неабходны ціск падчас працэсу фармавання. Можна заўважыць, што эфект фармавання ідэальны, але з пункту гледжання ціску фармавання патрабаванні да ціску абсталявання адносна высокія. Больш за тое, калі дыяметр фланца павялічваецца, ціск фармавання будзе павялічвацца, і для выканання працэсу фармавання фланца неабходна адпаведнае абсталяванне.
Малюнак 6 Мадэляванне працэсу высадкі фланца.
На малюнку 6 паказана, што агульная даўжыня фланца падчас працэсу высадкі становіцца даўжэй, што паказвае на тое, што ўсе матэрыялы, якія павялічваюць дыяметр фланца, паходзяць з фланца па акружнасці. Частка матэрыялаў з акружнога фланца размяркоўваецца па корпусе прамежкавага вала, што прыводзіць да таго, што агульная даўжыня корпуса вала становіцца даўжэй (тэарэтычна, дыяметр высадкі павінен складаць каля 1630 мм, у той час як мадэляванае значэнне, паказанае на малюнку 6 (c), складае толькі каля 1570 мм, што паказвае на тое, што не ўсе матэрыялы акружнога фланца выкарыстоўваюцца для павелічэння вонкавага дыяметра фланца. Некаторыя часткі працягваюцца ўнутр, каб сфармаваць падоўжную даўжыню вала, таму пры распрацоўцы працэсу памер прамежкавага фланца перад абсадкай нельга цалкам разлічыць у адпаведнасці з прынцыпам нязменнасці аб'ёму. Гэта значыць, аб'ём акружнасці фланца да абсадкі фланца павінен быць роўны аб'ёму акружнасці фланца пасля абсадкі фланца. Трэба пакінуць пэўны запас, каб гарантаваць матэрыял з дастатковай плошчай фланца адпавядае патрабаванням да памеру працэсу. Пры распрацоўцы працэсу кавання пры памяншэнні дыяметра D, пакуль даўжыня абодвух канцоў можа адпавядаць патрабаванням D/3, нават калі яна крыху меншая за D/3 ( таму што вал абсаднага фланца таксама будзе даўжэйшым у будучыні), празмернага памяншэння дыяметра D варта пазбягаць, наколькі гэта магчыма, таму што чым больш памяншэнне, тым большы памер таўшчыні фланца B, што эквівалентна высокаму сярэдняму вышыня пры абсаджванні фланца, гэта не толькі павялічыць ціск, неабходнае для высаджвання, з-за празмернай дэфармацыі падчас высаджвання могуць узнікнуць дэфекты памераў, такія як падвойная нітка, згінанне і нават разрыў. Гэта трэба ў поўнай меры ўлічваць пры распрацоўцы працэсу. Памер дыяметра D павінен быць максімальна зведзены да мінімуму, каб паменшыць складанасць працэсу фармавання фланца і ўзнікненне праблем з якасцю.
Новы працэс прынцыпова вырашае праблему адходаў сыравіны і значна паляпшае выкарыстанне матэрыялу. Па статыстыцы, каэфіцыент выкарыстання матэрыялаў гатовай прадукцыі павялічыўся прыкладна да 50%. А выкарыстанне дапаможных інструментаў вырашыла такія праблемы якасці, як дэфармацыя фланца, эксцэнтрысітэт і неканцэнтрычнасць. У той жа час дадатковыя інструменты вельмі простыя і ўніверсальныя і могуць быць выкарыстаны для вытворчасці валаў з фланцамі розных характарыстык. Фактычная аперацыя таксама адносна простая.
заключэнне
- (1) Новы працэс вырашыў праблему нізкага выкарыстання сыравіны, павялічыўшы ўзровень выкарыстання матэрыялу гатовай прадукцыі з 30% -35% да 45% -50%. І як розніца ў памерах папярочнага перасеку паміж фланцы і валы павялічваецца, узрасце каэфіцыент выкарыстання матэрыялу.
- (2) Новы працэс у значнай ступені дазваляе пазбегнуць праблем з якасцю, такіх як дэфармацыя фланца, эксцэнтрысітэт і неканцэнтрычнасць у традыцыйных працэсах, зніжае складанасць аперацый кавання і мае вялікую практычнасць.
- (3) Працэс фармавання фланца патрабуе вытворчасці адпаведных інструментаў і аксесуараў, а фармаванне патрабуе вялікага ціску, што патрабуе дастатковага абсталявання пад ціскам для ўзаемадзеяння з ковочный.
Аўтар: Чэнь Вэньцюань
Пакінуць каментар