Способ объемной калибровки изделий по профильной боковой поверхности и матрица для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при изготовлении изделий с профильной боковой поверхностью, например, периодическим профилем. Цель изобретения - расширение номенклатуры обрабатываемых изделий и снижение энергетических затрат. Объемную калибровку заготовок проводят путем радиального обжатия матрицы. При радиальном обжатии матрицы внешнюю нагрузку к ее наружной боковой поверхности прикладывают только в зоне, соответствующей калибрующему участку. Матрица выполнена с заходным и калибрующим участками рабочей полости и конической боковой наружной поверхностью. Наружная боковая поверхность матрицы в зоне, соответствующей заходному участку, выполнена сужающейся к торцу и плавно сопряжена с указанной конической поверхностью. Матрицу предварительно упруго раздают при свободной от внешних нагрузок боковой поверхности вдавливанием заготовки в ее калибрующий участок. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д1) 4 В 21 ) 5 12, К 1 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4369206/31-27 (22) 25.! 2.87 (46) 30.08.89. Бюл. ¹ 32 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) Г. В. Андреев, В. В. Харченко, В. Е. Киселев и А. А. Иванов (53) 621.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1269912, кл. В 21 К 5/20, 21.11.84. (54) СПОСОБ ОБЪЕМНОЙ КАЛИБРОВКИ ИЗДЕЛИЙ ПО ПРОФИЛЬНОЙ БОКОВОА ПОВЕРХНОСТИ И МАТРИЦА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретен ие относится к обработке металлов давлением и может использоваться при изгот >влении изделий с профильной боковой поверхностьк>, например Ilерш)дическим профилем. Цель изобретения

Изобретение относится: )работке металлов давлением и мо к и "(ользоваться при изготовлении издс.lHH . профильной, например, зубчатой Gohl:>ой поверхшхст ыо.

Цель изобретения — расширение номсhhлатуры обрабатываемых изделий за счет обеспечс ния дополнительной упругой деформации матрицы и снижение энергетических затрат.

На фиг. 1 показан процесс вдавлива ния заготовки через заходный в калибруx)IllhH участок, сопровождающийся упругой раздачей последнего: на фи>. 2 — процесс радиального обжатия матрицы совместно с заготовкой; на фиг. 3 — вариант исполнения формы матрицы.

Способ осушествляют следу;ошим образом.

„„SU„„1503962 А 1

2 расширение номенклатуры обрабатываемых изделий и снижение энергетических затрат.

Объемную калибровку заготовок проводят путем радиального обжатия матрицы. При радиальном обжатии матрицы внешнюю нагрузку к ее наружной боковой поверхности прикладывают только в зоне, соответствующей калпбрук>шему участку. Матрица выполнена с заходным и калиоруюшим участкачи рабочей полости и конической боковой наружной поверхностью. Наружная боковая поверхность матрицы н зоне, соответствующей заходному участку, выполнена сужающейся к торцу и плавно сопряжена с указанной конической (юверхностью. Матрицу прсдварительно упруго раздают при свободной от внеHIHHx нагрузок боковой поверхности вдч)>линанис м заготовки в ее ка- ф ,1H6!)), lolllHH участок. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

Заготовку 1 с профильной боковой поверхностью (изготовленную с припуском под калибровку) вдавливают усилием (,) в матрицу 2, упираюшуюся в плиту 3, при свободной от внешних нагрузок наружной боковой поверхности матрицы. Вдавливание производят через заходный в калибруюший участок и тем самым упруго раздают его (см. фиг. 1), т. е. радиальный размер г матрицы на высоте h увеличивается на величину и. Затем осушествляют радиа,IbHoe обжатие калибруюшего участка матрицы 2 совместно с заготовкой путем протягивания черсз конический контейнер 4, упираюшпйся в плит 5. Со стороны ко()тейнера на матрицу .ц иствуют усилия с,)>, возннкаюшие только в зоне, соответствующей кdëибруюшем; частку, при перемещении матрицы «рез контейнер под действием усилия Q, (см. фиг. 2). При этом ра1503962

Формула изобретения

55 диальный размер матрицы r+u на калибруюшем участке уменьшается на величину ui, за счет чего и происходит пластическая деформация заготовки, т. е. объемная калибровка по профильной боковой поверхности.

Пример. Производили объемную калибровку шестерни АКГ11-513 (модуль — 2,5 мм; число зубьев — 32; наружный диаметр—

86,5 мм), изготавливаемой из стали 30ХН3 по

7 классу точности на Псковском заводе зубчатых колес чистовым зубофрезерованием горячештампованных поковок. Матрицу, показанную на фиг. 1, изготавливали из стали Х12Ф, участок боковой конической поверхности высотой 40 мм выполнен был с углом конусности 5, наименьший его диаметр был равен 110 мм, а участок боковой поверхности, поперечное сечение которой расположено в заходной части, имеюшей высоту 30 мм, был выполнен овальным с наименьшим диаметром на торцовой поверхности заходной части равным 108 мм. Г1артия (1000 шт.) горячештампованных поковок после снятия окалины дробеструйной обработкой имела припуски на размеры, доходяшие !lо 0,5 мм. По способу-прототипу возможна калибровка поковок с припусками, не превышаюшими О 2 мм, в то .время как предлагаемым способом была откалибрована вся партия поковок (при этом величины радиальных перемешений и и и (фиг. 1 и 2) соответственно не превышали 0 3 и 0,6 мм), что позволило расширить технологические возможности способа. Размеры полученных шестерен соответствовал и 7 классу точности. Усилия деформирования были 36 тс.

Матрица для осуществления способа (см. фиг. 1 и 3) содержит заходный участок 6 и калибруюший участок 7. Наружная поверхность матрицы в зоне, соответствуюшей калибруюшему участку, выполнена конической. Чтобы радиальное обжатие матрицы (при ее перемещении совместно с заготовкой через конический контейнер) происходило только на калибруюшем участке, ее наружная боковая поверхность в зоне 8, соответствующей заходному участку, выполнена сужающейся к торцу и плавно сопряжена с коническим участком. На фиг. 1 и 3 указаны расстояния а и в (в поперечных сечениях) сужающейся поверхности в зоне заходного участка матрицы от продолжения образующей конической поверхности в зоне калибруюшего участка. R — радиус закругления выпуклого участка сопряжения двух зон боковой поверхности матрицы.

Благодаря ynpyroA раздаче матрицы вдавливанием заготовки в калибруюший участок при свободной от внешних нагрузок боковой поверхности матрицы за счет деформаций растяжения обеспечивается возможность

40 сжатия матрицы при дальнейшем радиальном ее обжатии на величину, равную деформации растяжения, что позволяет использовать заготовки с более широким полем допусков на размеры, а следовательно, расширить номенклатуру изделий. Кроме того, свободная от внешних нагрузок боковая поверхность матрицы обеспечивает при вдавливани заготовки в калибруюший участок практически отсутствие износа ее рабочей поверхности. Плавное сопряжение двух зон наружной поверхности матрицы необходимо для исключения задиров на поверхности контейнера.

Благодаря приложению при пластической деформации заготовки обжимаюших усилий к боковой поверхности матрицы в зоне калибруюшего участка обеспечивается снижение деформ ируюших усилий за счет уменьшения зоны обжатия. Поскольку высота заходного участка матрицы при осушествлении предлагаемого способа составляет, например, 40Я общей высоты матрицы, а степень деформации мала (как правило, не превышает 1 — 2Я), то указанное уменьшение зоны обжатия будет приводить к заметному снижению усилий деформирования (как показали эксперименты примерно до 10 — ЗОО от общего усилия деформирования, причем снижение усилия деформирования будет зависеть от величины степени деформации).

l. Способ объемной калибровки изделий по профильной боковой поверхности путем радиального обжатия матрицы совместно с заготовкой, предварительно размещаемой в калибруюшем участке матрицы, отличающийся тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых изделий и снижения энергетических затрат, предварительно при свободной от внешних нагрузок наружной боковой поверхности матрицы ее калибруюший участок упруго раздают путем вдавливания в него заготовки, а при радиальном обжатии матрицы внешнюю нагрузку к ее наружной боковой поверхности прикладывают только в зоне, соответствуюшей кал ибр ую гнем у участку.

2. Матрица для объемной калибровки изделий по профильной боковой поверхности, содержащая корпус с рабочей полостью, образованной заходным и калибруюшим участками и конической наружной боковой поверхностью в зоне, соответствующей калибруюшему участку, отличающаяся тем, что ее наружная боковая поверхность в зоне, соответствующей заходному участку, выполнена сужающейся к торцу и плавно сопряжена с упомянутой конической поверхностью.

15039б2

1503962

I (,(,1>«Ч >".11

;31)к>13 1

l3 l l l l l 1l, > (1!р»>13 . (.»>"); 1 Í II 1((1 I, (.>. () Р >3()(>11>11 Я К()13

31> I (р(I И 13(р((Корр(кп>р.ц (.()ч(>(>р(к>)я ill>:»I> )72 1»;(II II(III)(1,, 1 11; », »)1 >1 1;1 «,3>(>р(1(111>я;,, кр> и IIII )> lll)II 1 Е I I 1 (ГГ> ,.>, Ц I.я., k .,). l ;I(;I:«>.!>l . :, 1. 4:> . 1. 1 (31 (>р>> 1>