Инструмент для осадки с кручением

 

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОСАДКИ С КРУЧЕНИЕМ, соцержащий верхний и нижний круглые в плане бойки, на р&бочих поверхностях которых выпопнены ребра треугольного ггрофипя, расположенные по спиралям, закрученным в одинаковом направлении вокруг центров рабочих поверхностей бойков, отличающийся тем, что, с цепью снижения энергозатрат за счет уменьшения усилий осацки, расположение ребер на поверхноо ти бойков выполнено по спирали Архим&ца , а закручивание их вокруг центров .бочих поверхностей осуществлено на один виток. СЛ С V

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1044405

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕ 7ЕПЬСТВУ

4 в

4ь

4:ь

4Р

Сл

4и!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3431239/25-27 (22) 30.04.82 (46) 30.09.83. Бюп. И-. 36 (72) В. А. Тапмазан и Б. В. Тягунов (71) Завоц -ВТУЗ при Караганцинском метаппургическом комбинате и Караганцинский метаппургический комбинат (53) 621.73.073 (088.8) (56) 1. Леванов A. Н. и цр. Контактное трение в процессах, обработки метаппов цавпением. M., "Метаппургия", 1976, с. 309.

2. Тюрин В. А. Теория процессов ковки. М., "Высшая шкопа", 1977, с. 106, рис. 43.

3. Авторское свицетепьство СССР № 871982, кп. В 21 13/02, В 21 3 5/00, 10.12.79 (прототип).

3 511 В 21 Л 13/02; В 21 2 5/00 (54) (57) . ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОСАДКИ С КРУЧЕНИЕМ, соцержащий верхний и нижний кругпые в плане бойки, на рабочих поверхностях которых выпопнены ребра треугопьного профипя, распопоженные по спирапям, закрученным в оцина» ковом нйправпении вокруг центров раб чих поверхностей бойков, о т и и ч а юш и и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет уменьшения усипий осацки, расположение ребер на поверхнос» ти бойков выпопнено по спирапи Архимеца, а закручивание их вокруг центров рабочих поверхностей осушествпено на оцин виток.

1044405

Изобретение относится к обработке метштпов цавпением, а именно к инструменту цпя осацки заготовок с кручением.

Известен инструмент, цля осадки.с кручением, соцержащий верхний и нижний круглые бойки, рабочие поверхности которых выполнены с рифпениями треугольного профипя (1 1, Нецостатком явпяется-то, что рифпе» ния препятствуют проскальзыванию бой» ков относитепьно заготовки и от увепичения в резупьтате этого ее скручивания способствуют уменьшению усилия осацки. Вместе с тем рифпения приводят к существенному росту сип трения в налравпении рациапьного течения цеформируемого металпа. Компенсация этих сил трения требует цопопнитепьного усипия, что оспабпяет эффективность процесса осадки с кручением и не позволяет испопьзовать все заложенные в нем возможности по уменьшению осевого усипия деформировапия.

Известен также инструмент дпя осадки с кручением, соцержащий верхний и нижний круглые бойки с ппоскими рабочими поверхностями (2 3 .

Поцобная рабочая поверхность- бойков,будучи обработанной с той ипи иной шероховатостью, в меньшей степени чем рифпеная, препятствует рациапьному течению приконтактных споев цеформируеМого. метапла, и с этой точки зрения бодее прецпочтитепьна. Но в то же время не искпючает проскапьзывания бойков относительно заготовки, что оспабпяет ее скручивание и связанный со скручиванием эффект уменьшения усилия осадки.

Наиболее бпизким к прецлагаемому явпяется инструмент цпя осацки с кручением, содержащий;, верхний и нижний кругпые в ппане бойки, на рабочих пс верхностях которых выпопнены ребра треугопьного профипя, распопоженные по спиралям, закрученным в одинаковом направлении вокруг центров рабочих поверхностей (3 ).

Нецостатком указанного инструмента явпяется, то, что неизвестно по какой из семейства спирапей спецует распопагать на поверхности инструмента ребра, чтобы их сопротивпение быпо минимапьным при осацке заготовки с закручиванием. цепь изобретения - снижение энергозатрат за счет уменьшения усилий осадки.

f5

Указанная цепь достигается те „ что в инструменте цля осадки с круч нием, содержащем ; верхний и нижний круглые в плане бойки, на рабочих поверхностях которых выпопнены ребра треугольного профипя, распопоженные по спиралям, закрученным в оцинаковом направлении вокруг центров рабочих поверхностей бойков, распопожение ребер на поверхности бойков выпопнено по спирапям Архимеца, а закручивание их вокруг центров рабочих поверхностей осуществпено на оцин виток.

При осацке заготовки таким инструментом и оцновременном вращении обоих бойков ипи оцного из них в направлении, противопопожном направпению закручивания спирапей, ребра способству ст интенсификации радиального течения приконтактных слоев цеформиру мого металла, а также искпючают просскапьзывание эойков относитепьно заготовки. Все это и позволяет уменьшить усипие осацки.

На фиг. 1 изображена схема взаимн го расположения бойков, составляющих инструмент; на фиг. 2 — виц А на фиг. 1; на фиг. 3 — виц Б на фиг. 1; на.фиг. 4сечение B-B на фиг, 3; на фиг.5 - гидравлический пресс (на примере которого поясняется испопьзование инструмента); на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 5.

Инструмент соцержит верхний и ниж ний кругпые бойки 1 и 2. На рабочих поверхностях бойков выпоцнены ребра 3 и 4. Ребра распопожены по спирапям

Архимеда, закрученным на оцин виток.

HaxlpBBneHHe закручивания спирапей выбрано гротив часовой стрепки, но может быть выбрано и по часовой стрепке.

Зто ке имеет значения. Важно обеспечить правильное вращение бойков, т. е. в направпении, противопопожном напрапению закручивания спиралей. На фиг, 2 и 3 требуемое направпение вращения бойков, при принятом направлен закручивания спиралей, показано стрелками. .В поперечном сечении ребра имеют профиль треугопьника, угол при вращении которого равен 45 о

Формирование ребер по виткам спирапи Архимеца обусповпено тем, что поцобную форму приобретают первоначапьно прямые рациапьные риски на торцах свинцовых образцов поспе осацки их с кручением известным инструментом. А поскопьку цвижение контактирующих с инструментом частиц цеформируемого .

1044

40 металла подчинено условию наименьшьго сопротивпения, то можно прецподожить, что обнару>кенные в опытах искривления рисок на торцах образцов отвечают наименьшим энергетическим затратам

HB цеформацию, и с этой точки зрения наиболее приемпемы цпя копирования с них очертания ребер, что и сцелапи при конструировании прецпагаемого инструмента. >О

Количество ребер и профиль их поперечного .сечения также выбраны по результатам пабораторных экспериментов.

Дпя этого осаживают с кручением свинцовые образцы бойками с различным количеством ребер прямоугольного, полукруглого и треугольного профилей, изме-. ряют усилие осадки и сравнивают егос усйли= ем,возникающим при осадке с кручением образцов известными бойками - с плоскими и рифпеными рабочими поверхностями.

В результате этих опытов установлено, что цпя сушественного уменьшения усилия осадки, по сравнению с известными бойками, достаточно выпопнить на рабочих поверхностях бойков по четыре ребра, при этом в поперечном сечении ребра цопжны иметь профипь треугольника с углом при вершине, равным 45, о так как бойки с ребрами такого профиля обеспечивают на 5-6; > меньше усилие осацки, чем бойки с ребрами других прсфипей.

Увеличение на рабочих поверхностях количества ребер с четырех цо шести, а затем цо весьми не способствует цапь- З5 нейшему сушественному уменьшению усилия осацки, так как привоцит к спиянию ребер в центральной части бойков и образованию практически плоского участка увеличивающегося B циам етре с увеличением количества ребер. Кроме того, увеличение копичества ребер усножняет конструкцию бойков, технологию их изготовдения, чистовую обработку рабо чих. поверхностей.

Вышеупомянутое позволяет закпн>чить, что вариант инструмента, соцержащего бойки с четырьмя ребрами треугопь кого профиля на рабочих поверхностях, явпяется оптимапьным.

Hp ецпагаемый инструмент предназначен цпя осадки с кручением кругпых в плане заготовок и может быть исподу зован на мопотах, винтовых кузнечных машинах, а также HB гицравпических 55 прессах, снабженных приспособлениями цпя кручения заготовок в процессе осадки.

405 4

Пример. 1 идравдический пресс включает верхнюю неподвижную попере чину 5, которая с помощью колонн 6 и 7 соецинена с неподвижной поперечиной 8, установленной на фунцаменте 9.

На поперечине 8 закреплен гицравпический цилиндр 10, в котором цви>кется ппунжер 11, соединенный с подвижной поперечиной 12, имеющей направление .по копоннам 6 и 7. Пнунжер 11 сообщает цвижение поперечине 12 в вертикальчой плоскости. На поперечине 12 закреппена ппита 13 с круговой канавкой, заполненной шариками 14. На шарики 14 опирается ппита 15, также имеющая круговую канавку и выпопненная в вице чеовячного колеса, привоцимого во вращение червяком 16 от эпектроцвигатепя 17. На ппите 15 непоцвижно эакреппен боек 18, цругой боек 19 не поцвижно закреплен на поперечине 5 °

Осацку с кручением осуществляют спецуюшим образом.

Заготовку 20; нагретую .цо ковочной температуры, устанавливают на нижний боек 18, совмещая ее с осью врашения бойка, после чего включают ципинцр 10 на рабочий хоц. Поц воэцействием ппунжера 11 поперечина 12, а вместе с ней и цругие поцвижные части пресса, включая боек 18 с размещенной на ней заготовкой 20, пер емешаются вертикшп но вверх, навстречу бойку 19.

По мере подъема поперечины 12 происходит соприкосновение заготовки с бойком 19, а затем внедрение ребер обоих бойков в тело заготовки. По цоотижении этого момента, фиксир. мого визуально, включают электродвигатель 17, который через червяк 16 передает вращение плите 15 г закрепленному на ней бойку 18. Направление вращения бойка 18 выбирают противопопожным направлению закручивания его ребер. Вращая боек 18, процопжают сближать его с бойком 19, осаживая заготовку 20 цо требуемой высоты. После этого отключают эпектроцвигатепь 17 и гидравлический ципинцр 10, обеспечивая вытеснение рабочей жицкости из его полости, При этом движение части пресса поц цействием собственного веса опускаются в нижнее исхоцное положение, создавая условия цля уцапения осажценной заготовки с бойка 18.

При осацке в описанных усповиях заготовка поцвергается комбинированному нагружению: осевой сипой и крутя$ 1ОИ цпц моментом, возникающим в резупьтате вращения нижнего бойка..

При этом ребра бойков, выпопняя ропь активного трения, способствуют развитию сцвиговых цеформапий в приконтактных объемах заготовки и вынуждают частицы метапла к перемещению от центра бойков к их периферии по спиральным траекториям с рациапьной составпяющей, бопьшей по величине и не зависящей 1О от условия трения на контакте, по сравнению с тем, KBK это имепо место в спучае осацки заготовок с кручением известным инструментом. Кроме того, ребра обеспе лают сиповое вза- 5 имоцействие бойков с заготовкой, искпк чая их относительное проскальзывание.

Интенсификация течения приконтактных слоев метаппа заготовки и исключение проскапьзывания бойков относительно заготовки способствуют уменьшению, по сравнению с известным инструментом усилия осадки.

Уменьшение усипия осацки позвопит уменьшить пропорционапьные ему энерг тические затраты на цеформацию, снизить мошность испопьзуемого оборудования, повысить стойкость инструмента, точность поковок, степень единичного обжатия.

104440>

Рецактор Ю. Середа

Составитепь Н, ?Еипьцов

Те креп B.D âïåê î påé

Корректор Г. Решетник

За,каэ 7420/9 Тираж 686 Попписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская нао., п. 4/5

Фипиап ППП Патент", г. Уmxopoa, уп. Проектная, 4