Способ изготовления полых изделий

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ из листовой заготовки путем проталкивания ее цилиндрическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы С, с двухконусным закодным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода конического полуфабриката и последующей окончательной йытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия, отличающийся тем, что, с.целью повышения качества и увеличения производительности при изготовлении изделий из труднодеформируемых, самоупрочняющихся И малопластичных матеVриалов , вытяжку с утонением-осуществляют с локальным нагревом боковой стенки конического полуфабриката по кольцевым участкам в направлении его открытого торца до температуры нижней границы состояния сверхпластич (/} ности и с охлаждением его придонной зоны.

CO%3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А (1Q) (It) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУ АРСТВЕНН Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3532900/25-27 (22) 07.01.83 (46) 07.04.85. Бюл. ¹ 13 (72) Т.M. Корина, В.И. Стеблюк и И.А. Олешко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт редукторостроения и Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.983.3(088.8) (56) 1. Валиев С.А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов.

N., Машгиз, 1973, с. 45-46 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ

ИЗДЕЛИИ из листовой заготовки путем проталкивания ее цилиндрическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы

4(51) В 21 D 22/20// В 21 D 37/16 с двухконусным заходным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода конического полуфабриката и последукнцей окончательной вытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества и увеличения производительности при изготовлении изделий из труднодеформируемых, самоупрочняющихся и малопластичных мате"

Ъ ° риалов, вытяжку с утонением -осуществляют с локальным нагревом боковой стенки конического полуфабриката по кольцевым участкам в направлении его открытого торца до температуры нижней границы состояния сверхпластичности и с охлаждением его придонной зоны.

1148672

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может бьггь использовано в общем и специальном ма шиностроении при изготовлении тонко. стенных изделий из средне- и толсто— листовых, преимущественно труднодеформируемых материалов: нержавеющих и легированных сталей (12Х18Н10Т, ЗОХГСА) и сплавов (титановых, магниевых и т.п.), например при изготовлении гибких элементов волновых передач.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления полых изделий из листовой заготовки путем проталкивания ее цилиндрическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы с двухконусным заходным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода конического полуфабриката и последующей окончательной вытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия (11, Недостатком известного способа является ограниченная степень формоизменения из-за наклепа материала и его охрупчивания после 1-ro перехода.

Цель изобретения — повышение качества и увеличение производительности при изготовлении изделий из труднодеформируемых, самоупрочняющихся и малопластичных материалов.

15

25

На фиг. 1 показан штамп для реа- 55 лизации способа на фиг. 2 — разрез А †на фиг. 1; на фиг. 3 — вид В на фиг.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовле.ния полых изделий из листовой заготовки путем проталкивания ее цилинд40 рическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы с двухконусным заходным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода конического полуфабриката и последующей

45 окончательной вытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия, последнюю осуществляют с локальным нагревом боковой стенки конического полуфабриката по кольцевым участкам в направлении его открытого торца до температуры нижней границы состояния сверхпластичности и с. охлаждением его придонной зоны.

1!1тамп содержит протяжную матрицу

1, выполненную из теплостойкой керамики и имеющую в рабочей полости параметры формуемого изделия. Матрица 1 установлена в обойме 2, жестко связанной винтами 3 и 4 с другой обоймой 5 и плитой 6. Плита 6 посредством колонок 7 связана с верхней частью штампа (не показана), закрепляемой в ползуне пресса. Обойма 5 жестко скреплена винтами 8 с прижимным кольцом 9, в котором выполнена кольцевая проточка 10 для фиксации исходной плоской заготовки. В обойме 5 по горячей посадке закреплена дополнительная (заходная) матрица

11, в кольцевой проточке которой размещен индуктор ТВЧ 12, нагревательный элемент которого защищен изоляцией 13 от матрицы 1 и экраном 14 и изоляцией 15 от матрицы 11.

Матрицы 11 имеет заходную лов лость в виде двух конических участков — заходного 16 и рабочего 17.

Высота и угол конусности этих участков рассчитаны из условия равенства площади боковой поверхности каждого из участков площади боковой поверхности формуемого полого изделия диаметром и высотой 80 мм. Вытяжной пуансон выполнен из двух частей— собственно полого пуансона 18 и остова 19, закрепленного винтами 20 в нижней плите 21. Остов 19 также выполнен полым и имеет два выходных отверстия, в которых установлены штуцера 22 и 23 соответственно для подвода и отвода воды с уплотняющими прокладками 24. Внутренняя полость остова 19 закрыта снизу пробкойзаглушкой 25 с уплотняющей прокладкой 26. В верхней части остов 19 имеет направляющий выступ 27, на резьбовой части которого завинчен пуансон 18. Внутри выступа 27 на резьбе установлена втулка 28, к которой приварена трубка 29 для подвода воды в зону интенсивного охлаждения.

Во втулке 28 имеются два дополнительных отверстия 30 для слива воды.

Снизу трубка 29 соединена посредством гибкого шланга 31 со штуцером для подвода воды. Верхняя часть трубки

29 свободно проходит внутрь пуансона

18 через эластичную пробку-заглушку

32, закрывающую внутреннюю полость.

В торце пуансона 18 с помощью легкоплавкого металла 33 укреплена

3 11486 воэдухоотводная трубочка 34, введен,ная внутрь пробки — заглушки 32 до упора в наружную кольцевую проточку, совмещаемую с одним или двумя отверстиями 35 для выхода воздуха в стенке пуансона 18. Герметизация внутренних полостей для подвода и отвода воды в пуансоне 18 и остове

19 обеспечивается с помощью уплотняю-, щих прокладок 36-39. По пуансону 18 и остову 19 направляется выталкиватель 40, выполненный с прорезями

41 под штуцера. Выталкиватель 40 опирается на толкатели 42, соединен— ные с выталкивателем пресса или буфером. При работе штампа нижняя его плита 21 вместе с пуансоном 18, жестко укрепленным на остове 19, неподвижно закреплена на столе пресса, а верхняя плита 6 с закрепленными на ней блоком матриц 1 и 11 вместе с индуктором 12 и прижимным кольцом 9 совершает поступательное движение относительно пуансона 18.

В процессе работы штампа по штуцеру внутрь пуансона 18 регулярно подается охпаждающая проточная вода, сливаемая по мере нагрева через центральное отверстие в пробке-заглушке 32, отверстия 30 во втулке 28, 30 и сквозное отверстие в направляющем выступе 27 остова 19 внутрь полости остова., откуда удаляется через штуцер 23.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную плоскую заготовку укладывают в фиксирующую проточку 10 прижима 9, выполненную с открытым выходом, равным наружному размеру плоской заготовки, при верхнем распо4Э ложении блока матриц 1 и 11 до включения пресса.

После включения пресса при движении блока матриц вниз до момента втягивания в протяжную матрицу 1 донной части заготовки вытяжку осуществляют нахолодно при выключенном индукторе 12 с образованием из плоской заготовки промежуточного конического полуфабриката. В указанный момент 1 (фиг. 1) индуктор, ; связанный электрической системой с ходом пресса, включается, и дальнейшая вытяжка ведется с нагревом деформируемой части заготовки в процессе протягивания ее через индук72 4 тор перед утонением стенки в вытяжном зазоре Так как штамп предназначен для вытяжки заготовки гибкого колеса, имеющего в краевом участке утолщение в виде наружного зубчатого венца, кромку заготовки не протягивают через матрицу 1, что позвопяет получить тонкостенную полую заготовку с локальным утолщением. После этого ползун пресса совершает обратный ход и блок матриц уходит вверх..

При этом выталкиватель 40 получает от выталкивателя пресса движение вверх и снимает деталь с пуансона.

Основным преимуществом предлагаемого способа является повышение качества изделия и допускаемой степени деформации за счет того, что при нагреве снимаются остаточные растягивающие напряжения, появляющиеся при вытяжке нахолодно, повышается пластичность материала, так как нагрев перед протяжкой играет роль промежуточного отжига и исключает отдельные операции термообработки, а деформирование при температуре рекристаллизации обеспечивает необходимую мелкозернистую структуру и после— дующие высокие эксплуатационные характеристики изделия, в частности необходимую для гибких колес высокую усталостную прочность.

Процесс вытяжки с нагревом выполняют за один ход пресса в одном штампе, что ведет к снижению трудоемкости за счет исключения операций механической и термической обработки.

Вытяжка в условиях субкритической сверхпластичности требует минимальных деформирующих усилий и может быть осуществлена с минимумом энергозатрат на менее мощном оборудовании. Кроме того, снижается расход металла, так как нет удаления металла в стружку и объем металла в заготовке максимально приближен к объему готовой детали.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа обеспечивается за счет повышения коэффициента использования металла от 0,25 до

0,5, сокращения трудоемкости изготовления за счет исключения токарной операции, составляющей 20Х от общей трудоемкости и снижения примерно на 207 себестоимости обработки.

i 148 >72

1148672

A-À

Составитель О.Матвеева

Редактор Н.Тупица Техред Л.Мартяшова Корректор M.Ñîìáîðñêàÿ

Заказ 1786/5 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4