Способ изготовления деталей из труднодеформируемых металлов и сплавов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(gg В 21 Н 8! 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3435621/25-27 (22) 14.05.82 (46) 07.01.84. Бюл. № 1 (72) Б. И. Бойко, Ю. Л. Анисимов, M. Р. Измайлов и Ю. И. Шумихин (53) 621.73 (088.8) (56) 1. Смирнов В. E. и др. Поперечная прокатка в машиностроении. М., 1957, с. 29.

2. Целиков А. И. и др. Поперечно-клиновая прокатка в машиностроении. М., «Машиностроение», 980, с. 50 (прототип) .

„„SU„„1065070 А (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕИ ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУГМЫХ

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, включающий обжатие при проведении поперечно-клиновой прокатки, оТ.ø÷àþùèéñÿ тем, что, с целью улучшения качества деталей путем снижения трещинообразования, при достижении степени обжатия 1,2 — 1,3 через инструмент и заготовку пропускают ток, а после прекращения подачи тока осуществляют калибровку.

1065070

Изобретен1 е Относится к машиностроению, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использовано, преимуществсннО, при изготовлении ступенчатых валов с цилиндрическими, коническими и сферическими поверхностями как из сплошной, так и из трубной заготовок.

Известен способ изготовления деталей из труднодеформируемых металлов и сплавов, включающий обжатие при проведении поперечной прокатки (1).

Однако ограниченная пластичность сплавов и специфика напряженно-деформированного состояния приводят к осевым разрушениям в сплошной заготовке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является спосоо изготовления деталей из труднодеформируемых материалов и сплавов, включающий обжатие при проведении поперечно-клиновой прокатки. Такой способ позволяет получать детали типа ступенчатых валов с цилиндрическими, коничсскими, сферическими поверхностями с плавными и резким;1 переходами, с продоль11ь1х1и и пОперечными ксlнавками (2) .

Однако при холодной поперечно-клиновой прокатке реализуемая степень деформации не 11ревышает 1,3 — -1.,4 при развертке клинового ипструмснга и пределах 600—

800 м l, гогда как наиболее массовая Номенклатура деталей должна прокатываться со степенью обжатия 1,75 — -1,9.

1Лель изобретения — упрощение качества деталей путем снижения тресцинос>бразоваНИЯ.

Поставленная цель досгигасгся тем, гго согласно способу изготовления деталей из трудподеформируемых материалов и сплавов, включающему обжатис при проведении поперс 1но-клиновой прокатки, при достижении степени обжатия 1,2 — 1,3 через инструмент и заготовку пропускают ток, а после прекра цения подачи тока осущсств,1я1от калибровку.

Это позволяет увеличить степень обжатия без образования трещин в осевой зоне детали, а при калибровке ток отключа1от.

На чертеже изображено устройство поперечно-клиновой прокатки, реализующее способ изготовления деталей из труднодеформируемых металлов и сплавов.

Нижний неподвижный клиновой инструмент посредством прокладки 2 электрически изолирован от станины 3, на которой закреплены нормально разомкнутый микропереключатель 4 и нормально замкнутый 5.

Верхний клин 6 с помощью прокладки 7 также электрически изолирован от подвижной плиты 8, на которой закреплена ламель 9. Заготовка 10 деформируется между клиньями при перемещении штока 11 гидpoiLèëèlläpà 12. Ламель 9 при своем перемещении контактирует с микропереключателями, которые замыкают вход олока

З0

55 управления 13 тиристорым преобразователем 14, который шинами соединен с клиновыми инструментами.

Заготовка 10 помещается па заходный участок клинового инструмента 1. После включения .-идроцили ндра 12 на прямой ход и выдвижения штока 11 происходит захват заготовки подвижным верхним клиновым инструментом 6.

Происходит упругое обжатие заготовки по всей длине, выборка зазоров в подшипниках скольжения, упругих деформаций элементов конструкции стана. Электрический ток не подается, так как контактирование заготовки с инструментом может оказаться ненадежным и ocóщсствляется по всей длине заготовки, поэтому для ведения процесса электропрокатки потребовалась бы увеличенная мощ:юсть исто iHHKB тока. Поэтому на заходном участке и этапе захвата заготовки калибром инструмента на угле подьсма " до степени обжатия порядка 1,2-- 1,3 процес1 осуществляется обычным 11орядком. Рел рсы пластичности и устойчивого протекания процесса не исчерпаны.

При внедрении клиньев в заготовку образуются «буртики» из вытесненного из очага деформации металла, которыс гри раскатке горизонталbíblми 1lëoñêoñòÿìè клиньев образуют на заготовке поясок переменной ц1ирины на угле нодье.:а клиньев.

«Ьуртики» и раскатанные поясы находятся в зоне опережения, т. с. в зоне реактивных

СИЛ ГРЕНИ51, ПОЭТОМУ ДЛЯ СHÈ?L LИИЯ ЭТОЙ СОСтавляющей после захвата качение заготовки осуществляется по большому диаметру, е по всей длине заготовки, как в первоначальный момент, а тол.. ко по пояску, для чего горизонтальные позерхности инструментов понижаются относительно ширины пояска на 0,3- -0,5 мм 1при больших диаметрах на 1 — 1,5 мм) . Таким Образом, контактирование заготовки с инструментом осуществляется по пояску и наклонным граням инструментов.

Микропереключатель 4 с нормально разомкнутым контактом установлен на станине 3 на таком расстоянии от начала угла подъема клина 1, что как только при движении клина 6 достигается степень обжатия, например, 1, 2, закрепленная на подвижном клине 6 и ламель 9 входит в контакт с микропереключателем 4 и переводит его в замкнутое состояние, в котором он находится до обратного хода клина 6.

Контакт 4 совместно с последовательно включенным нормально замкнутым контактом микропереключателя 5 замыкает цепь входа (например, через бистабильный триггер, не показанный на схеме) блока управления 13 тиристорным преобразователем

14, выходные ц1ины которого r.одключены к клиньям 1 и 6, электрически изолирован1065070

Составитель Н.I II! ùi ëèí

Редактор Н. Горват Техред И. Верее Корректор О. Тпгор

Заказ 10545/10 Тираж 6М Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным от станины 3 и плиты 8 изоляционными прокладками 2 и 7.

Таким образом, на участке деформирования заготовки через очаг деформации протекает электрический ток. Параметры тока подбираются экспериментально для каждого типоразмера заготовки, калибровки инструмента и скорости прокатки. Соотношение между постоянной и импульсной составляющими тока зависит от установленной мощности источника тока и определяется взаимообусловленностью таких факторов, как контактные явления при протекании тока, диффузионные процессы, градиенты температуры, скорость деформации, свойства материала заготовки и инструмента.

Например, при экспериментальной прокатке плоскими клиньями с углами а=35 и p= 1 30 бронзовых заготовок диаметром

4 мм среднее значение тока составляет

1100 А. Электрический ток пропускается до снижения распорного усилия и усилия прокатки на 80 — 90о/о от первоначального значения. На фиг. 2 в качестве примера показана осциллограмма усилий и тока, из которой видно, что воздействие тока приводит к практически полной разгрузке очага деформации, хотя ток пропускалсц часть полного времени прокатки.

Точность ведения процесса повышается с помощью месдозы, устанавливаемой между штоком гидроцилиндра и подвижной плитой. B этом случае не вносится погрешность ни в один из параметров, определяющих ход процесса и обеспечивается получение заданной точности прокатываемой детали.

При увеличении усилия прокатки увеличивается сигнал усилителя месдозы. который, воздействуя на блок управления ти5 ристорным преобразователем, приводит к увеличению тока через очаг деформации.

Длительность воздействия тока на очаг деформации при заданной величине тока определяется по усилию прокатки регули10 рованием положения микропереключателя

5 с нормально замкнутым контактом на станине 3 стана.

Калибровка заготовки осуществляется без воздействия током. При обратном ходе подвижного клина ламель 9 возвращает

15 микропереключатели 5 и 4 в исходное состояние.

Экспериментальные исследования процесса электропрокаткн показывают, что плаСтичность металла в очаге деформации увеличивается в несколько раз, что позволяет увеличить угол заострения клина в

1,5 — 2 раза по сравнению с обычным процессом холодной поперечно-клиновой прокатки. Свойства металла вне очага деформации существенных изменений Hp прсTpр25 певают. Поверхность металла после воздействия током чиста от плен, закатов, следов эрозии. Окалина не образуется даже на сплавах железа, хотя при высокой плотности тока может наблюдаться изменение цвета поверхности.

Использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить качество получаемых деталей путем повышения пластичности в очаге деформации.