Способ изготовления изделий со сквозным отверстием и стаканов

 

Изобретение относится к технологии обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве поковок со сквозным отверстием и стаканов. Цель изобретения - снижение трудоемкости, экономия металла и расширение технологических возможностей. Нагретую до ковочной температуры исходную мерную заготовку из круглого проката первоначально устанавливают в нижнюю полуматрицу разъемной матрицы. Производят зажим полуматриц и выдавливание пуансоном полуфабриката по форме изделия со сквозным отверстием и наметкой под отверстие. Полученный полуфабрикат укладывают в ручей второго перехода (окончательного) с центрацией в нижней полуматрице по форме изделия со сквозным отверстием. Осуществляют выдавливание стакана с приложением усилия к поверхности, противоположной наметке, с образованием направленным интенсивным течением металла на заключительной стадии процесса поверхности раздела общей поковки на составляющие по границе застойной зоны и основного потока материала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) {g1)g В 21 К 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4339315/25-27 (22) 16.10.87 (46) 23.03.90.. Бюл. ¹ 11 (71) Научно-производственное объединение по кузнечно-прессовому оборудованию и гибким производственным системам для обработки давлением "ЭНИКмаш" (72) В.С.Барков (53) 621.73(088.8) (56) Бичукин Ф.Д., Казаченок В.И. Иалоотходная и точная штамповка.—

Ижевск: Удмуртское книжное издательство, 1961, с.22. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ СО

СКВОЗНЫИ ОТВЕРСТИЕМ И СТАКАНОВ (57) Изобретение относится к технологии обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве поковок со сквозным отверстием и стаканов. Цель изобретения — снижеИзобретение относится к технологии обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве поковок со сквозным отверстием и стаканов.

Целью изобретения является снижение трудоемкости, экономия металла и расширение технологических воэможностей.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее способ (слеп: показано . исходное положение, а справа — получение полуфабриката по форме изделия

2 .ние трудоемкости, экономия металла и расширение технологических воэможностей. Нагретую до ковочной температуры исходную мерную заготовку,иэ круглого проката первоначально устанавливают в нижнюю полуматрицу разъемной

- матрицы. Производят зажим полуматриц: и вьдавливание пуансоном полуфабриката по форме иэделия со сквозным отверстием и наметкой под отверстие. Полученный полуфабрикат укладывают в .ручей второго перехода (окончательного) с центрацией в нижней полуматрице по форме изделия со сквозным отверстием. Осуществляют вьдавливание стакана с приложением усилия к поверхности, противоположной наметке, с образованием направленным интенсивным течением металла на заключительной стадии процесса поверхности раздела общей поковки на составляющие по границе застойной зоны и основного пото— ка материала. 2. ил. со сквозным отверстием); на фиг. 2— то же, (слева показано исходное положение перед вьдавливанием полуфабриката под стакан после смыкания полуматриц, а справа — заключительная стадия технологического процесса— получение комплектной поковки и раэ- 3 деление ее на составляющие полуфабри- 4Ь каты).

Исходную мерную заготовку 1, предварительно отделенную от прутка и нагретую до ковочной температуры в нагревательном устройстве, устанавли1551469 вают н нижнюю полуматрицу 2 на торцовую поверхность ныталкинателя 3. Цилиндрическая поверхность полуматрицы

2 фиксирует заготовку в ручье, устраняя возможность ее опрокидывания.

Таким образом, в процессе формоизменения обеспечивается центрация заготовки относительно полости ручья, что способствует равномерному истече- 1р нию металла в периферийные участки .

В начале рабочего хода происходит

1 смыкание верхней 4 и нижней 2 полумат. риц с образованием закрытой полости, объем которой превосходит объем заго-15 тонки на 4-87.. Далее пуансон 5 при своем ходе производит выдавливание за. готовки в полость ручья, образованную смыканием полуматриц, до получения

: полуфабриката б с наружной поверхнос- 2р тью изделия со сквозным отверстием и наметкой под отверстие.

Затем заготовку уклацывают в ручей второго перехода и пуансоном 5 со стороны1 противоположной наметке под 25 отверстие, выдавливают обратным ис— течением полуфабрикат под стакан.

Предварительно выполненная на первом переходе часть поковки в виде фланца образует застойную зону. Пуансон при 3р своем перемещении уменьшает толщину перемычки, из которой металл течет вверх в стенку стакана. С приближением пуансона к торцоной поверхности выталкивателя 3, фиксирующего наметку полуфабриката, интенсивность направленного в стенку стакана течения металла возрастает. Наступает момент, когда в углу, образованному торцовой и цилиндрическими поверхностями ны- 40 талкивателя и являющемуся начальной точкой поверхности раздела застойной зоны и основного потока металла, начинаются расслоение металла, Проникновение поверхностных окисленных сло- 45 ев заготовки в тело поковки по потоку металла и разделение комплектной поковки на составляющие. Конечной точкой раздела сдвоенной поковки на изделие фланца со сквозным отверстием 5р и стакан является угол, образованный внешней цилиндрической поверхностью стакана и торцовой поверхностью фланца изделия со сквозным отверстием.

В зависимости от конфигурации сос- 55 тавляющих сдвоенной поковки процесс может вестись не только в дна перехода, но и в один переход. Превосходство сопротивления истечению материаала н стенку стакана над сопротивлением заполнения полуфабриката позволяет вести процесс н один переход.

Двухстороннее последовательное деформирование и оснащение штампа проти вода вящими (подпорными ) устр ойс твами предопределяют однопереходное выдавливание, Анализ экспериментальных данных показал, что кривая поверхности описывается зависимостью

H(R Ðç )

К2 -r2

= fl r Ь;

r Н; V

Z(R -r

Н рг о

) л

dZ-(г H

Н л R> -г>

= i< Н(— — -) 2 где h — толщина дна стакана.

Тогда изложенное условие запишется в следующем виде:

2 2 иг Н ) (AH(— ---) + и г Ь

2, В где Z, Р— координаты вдоль оси поконки и в радильном напр авл ении, К вЂ” наружный радиус стакана; г — радиус полости поковки с ме ньшим диам етр ом от верс" . . тия;

Н вЂ” высбта участка р,азделения комплектной поковки на составляющие полуфабрикаты.

В результате экспериментальных исследований установлено, что начальному моменту разделения общей поковки на составляющие соответствует высота очага деформации (высота столба металла под пуансоном), равная 1/3 радиуса полости стакана.

Разделение происходит, если объем

Ч, столба металла под пуансоном с диаметром наименьшей полости в момент .начала разделения будет больше суммы объемов дна стакана Ч с диаметром наименьшей полости поковки и участка

V>, oãðàHè÷åíHoão кривой разделения и цилиндрической поверхностью полости поковки с меньшим диаметром. Отмеченные объемы равны

15514

Преобразуя последнее выражение, получим соотношение объемов элементов поковок и r Н ) 1/377R" Н + 2/3«r h.

69 б дела общей поковки на составляющие— перемычки (дну стакана) .

Фор мула из обр ет ения

Пример, Получали изделие со сквозным отверстием (венец 88 мм, ступицы ф 76 мм, отверстия ф 58 мм, вы10 выеота венца 13 мм, общая высота

18 мм) и стакан (наружный диаметр

1 78 мм, внутренний диаметр 56 мм, высота 56 мм, толщина дна 4 мм).

В качестве оборудования использо15 вали пресс мод. 504.004.837 ус. 5 МН.

Исходная заготовка (сталь марки

40Х) цилиндрической формы )50 мм и длиной 62 мм отрубалась на пресс-ножницах, после чего подвергалась индук20 ционному нагреву до ковочной температуры 1240 С. Етамповка вьщавлива-. нием проводилась в два перехода по описанным схемам. Усилие деформирования в 1-ом переходе составило величину порядка 1400 кН, а во втором—

2200 кН. Иаксимальное усилие прижима, необходимое для ведения процесса без раскрытия полуматриц, находилось на уровне 2000 кН. Полное отделение по-.

30 ковок достигалось практически во всех случаях, чему дополнительно способствовало размещение составляющих комплектной поковки в .разных частях разьемной матрицы (верхней и нижней полуматрицах), а также приложение уси

35 лия выталкивания к поверхности раз-. где h

Н толщина дна стакана; радиус полости поковки с меньшим диаметром отверстия; высота участка разделения комплектной поковки на составляющие полуфабрикаты; наружный радиус стакана.

Способ изготовления изделий со сквозным отверстием и стаканов, включающий штамповку вьщавливанием комплектной поковки в виде двух койцентрично расположенных полуфабрикатов и их разделение, о т л и ч а в— шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, экономии металла и расширения технологических воэможностей, вначале вьщавливают полуфабрикат под изделие со сквозным отверстием с.оформлением внешней поверхности и наметки под отверстие, при которой высота участка разделения комплектной поковки не превышает

1/3 радиуса полости стакана, а затем с противоположной от наметки стороны вьщавливают полуфабрикат под стакан прн следующем соотношении объемов поковок;

> rãH > ЯRòH + fi

1551469

Составитель A.Âoðoíöoâ

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Заказ 295

Тираж 480

Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101