Способ деформирующего протягивания

 

Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке отверстий пластического деформирования. Цель изобретения - повышение точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии сечения материала во внеконтактной зоне. Для обработки отверстия детали используют протяжку, между конической и цилиндрической частями последнего деформирующего элемента которой выполнен дополнительный криволинейный участок, образующая которого описывается уравнением R<SB POS="POST">у</SB>=R<SB POS="POST">к</SB>+TGΑ<SP POS="POST">.</SP>Z - TGΑ/2L<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>Z<SP POS="POST">3</SP>+TGΑ/8L<SP POS="POST">3.</SP>Z<SP POS="POST">4</SP>, где R <SB POS="POST">у</SB> - текущее значение радиуса образующей наружной поверхности дополнительного участка

R<SB POS="POST">к</SB> - радиус большего основания конического участка

α - угол наклона образующей конической части

Z - осевая координата дополнительного участка

L<SB POS="POST">1</SB> - длина дополнительного участка, а длина дополнительного участка определяется зависимостью @ L<SB POS="POST">1</SB>=0,611 T°<SP POS="POST">,54.</SP>R°<SP POS="POST">,46</SP>, где T<SB POS="POST">0</SB>, R<SB POS="POST">0</SB> - толщина стенки и радиус отверстия заготовки. При этом радиус цилиндрической части последнего деформирующего элемента превышает радиус большего основания конической части и меньше максимального радиуса дополнительного участка на величину упругого восстановления заготовки. В результате этого при взаимодействии рабочих частей инструмента с обрабатываемой поверхностью создается момент, препятствующий искривлению детали, т.е. деталь правится в процессе обработки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4443763/31-27 (22) 06,05.88 (46) 30.01.90. Бюл. Р 4 ,.(71) Институт сверхтвердых материалов

АН УССР (72) I.Б.Немировский, А.И.Геровский и В.В.Кривошея (53) 62 1,923 77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 673392, кл. В 23 D 42/02, 1979. (54) СПОСОБ ДКФОРИИРУЮЩЕГО ПРОТЯГИВАНИЛ (57) Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке отверстий пластического дефермирования. Цель изобретения - повышение точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии течения материала во внеконтактной зоне, Для обработки отверстия детали используют протяжку, между конической и цилиндрической частями последнего деформирующего элемента которой вьп:олнен дополнительный криволинейный участок, образующая котоИзобретение относится к металлообработке, в частности к обработке отверстий методом пластически"о деформирования на маыиностроительных предприятиях.

Цель изобретения — повышение точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии течения материала во внеконтактной роне, „„Я0„„1539050 А 1 (51)5 В 24 В 39/02 В 23 D 43/02

2 рого описывается уравнением r„=r +

+ted z-сКО(/212. zç+tgg/813 ° z4,,где

r > — текущее значение радиуса образующей наружной поверхности дополнительного участка; r — радиус больнего основания конического участка, — угол наклона образующей конической части; z — осевая координата дополнительного участка; 1, — длина дополнительного участка, а длина дополнительного участка определяется о,54 - о,46 зависимостью 1 =0,611t, r, где t D,r — толщина стенки и радиус отверстия заготовки. При этом радиус цилиндрической части последнего деформирующего элемента превышает радиус большего основания конической части и меньше максимального радиуса дополнительного участка на величину упругого восстановления заготовки.

В результате этого при взаимодекствии рабочих частей инструмента с обрабатываемой поверхностью создается момент, препятствующий. искривлению детали, т.е, деталь нравится в процессе обработки. 1 ил.

На чертеже показана схема реа- СР лизации способа.

Способ реализуется с использо. ванием протяжки 1, состоящей из стерж- а ня 2, на одном конце которого выполнен хвостовик 3. На стержне 2 размещены жестко связанные между собой деформирующие элементы 4 и 5. У последнего деформирующего элемента 5 между конической частью 6 и цилиндрической частью 7, длина которой больше длины

1539050 внеко1:тактной зоны и меньше,длины детали, зьн1олнен дополнительный криволиЛО111п..111 у 1асток 8, образующая которого Оннсыва1 тся уравнением

tgd

21 z 81з

= j", + 1 Чп1;7 — Я +Я (1) ! гд г — текуцее значение рапиуса образующей наружной поверхнос" ти дополнительного участка;

1!! -: угол наклона образующей конической части; л =" осевая координата дополнительного участка; г„, = радиус большего основания конического участка; ". i 1на,нОЛОлнител ьно ГО участка. ,!1.!.1!1а дополнительного участка 8 з,1 нснт От размеров обрабатываемой

11Е:1 а11и и определяется по зависимости

611го го (2)

1п! е t„г, — толщина стенки и радиус !Отверстия заготовки.

Радиус цилиндрической части 7 превышает больший радиус кошлческои части и равеп разности между максимальнЪ1м радиусом дополнительного участка

8 11 унругн1л Восстановлением Л, 11акси !

11,1ь11 "i ..i р пдиус участка 8 01ц1еделяется нз выражения (1) при к=11 г,, „„„,, =г,,+5/8гф11. (3)

Упругое восстановление д после раздачи заготовки мо><но определить 35 пО =. ани(имости

1- „6; r n i (!(в) (4)

i у !3 -!!

-де Š—: моду11ь упругости 1 рода обра» батываемого материала;

6! - интенсивность напряжений, Опр"-.ïåëÿåìàÿ по кривой течения, соответствующ11лх Относительной суммарной деформации 1. втул-

- 45 ки но среднему диаметру, значение которой определяется по з ав исимости

2t+t

2г„+t, 50 где г.1 — радиус отверстия и толцина стенки обрабатываемой детали. i аким образом, рапиус цилиндрической части 7 a11ределяется из выра- 55!

;11Е ii iii „ г! ; г, 1 1 г =г +5/8tpd,1 — ---- (-- I (5) !

1 /, го

Е 13

При приложении нагрузки к хвостовику 3 протяжка перемецается через обрабатываемое отверстие заготовки 9, и деформирующие элементы 4 и 5 деформируют заготовку 9. При деформировании элементом 5 в месте перехода рабочего конуса 6 в дополнительный участок 8 образуется внеконтактная зона, пластический участок которой точно соответствует форме и размерам дополнительного участка 8. Поэтому геометрия течения материала в этой зоне будет жестко определена формой инструмента, что позволяет снизить такие виды погрешностей как корсетность, бочкообразность, овальность.

При достижении максимума внеконтактной зоны, соответствующего максимальному радиусу дополнительного участка, пластическая деформация материала прекрацается и начинается зона упругого восстановления. Так как радиус цилиндрической части 7 превышает радиус большего основания конической части 6 и равен разности максимального радиуса детали во внеконтактной зоне и упругого восстановления детали, а длина цилиндрической части больше длины внеконтактной зоны, то материал детали в момент упругого восстановления во всех случаях (разбивка или усадка отверстия) контактирует с поверхностью цилиндрического участка 7. При взаимодействии длинной цилиндрической части 7 с обрабатываемой поверхностью звготовки 9 создается момент, препятствуюций искривлению детали, т.е. деталь нравится в процессе раздачи. Это обеспечивает повышение точности детали за счет снижения такого вида погрешности как кривизна оси.

Для сравнения предлагаемого способа с прототипом проводят следующие опыты. Обрабатывают заготовки волноводных труб из латуни Л63 размерами

1)xtxL 48х3х1100. Протягивание согласно прототипу осуществляется протяжкой, на стержне которой размецены два деформируюцие элемента с рабочим конусом и с диаметром цилиндрических частей 43,5 и 45 мм, Длина цилиндричес- . кой части последнего деформирующего элемента больше длины внеконтактной зоны и меньше длины детали и. равна

50 мм .

Протягивание согласно предлагаемо-. го способа осуществляется также про1539050 тяжкой с двумя деформируюцими элементами. Диаметр цилиндрической части первого элемента 43,5 мм. Диаметр большего основания рабочего конуса

5 .второго элемента 45 мм. Второй деформирующий элемент снабжают дополнительным криволинейным участком, который располагают между конической и цилиндрической частями этого элемента. Образующая этого участка описывается уравнением (1), а его длина определяется по зависимости (2) и равна

4,5 мм. Максимальный радиус дополнительного участка определяют по зависи-15 мости (3) и он равен 22,69 мм. Упругое восстановление на радиус отверстия определяют по зависимости (4).

В данном случае оно равно 3=0 08 мм.

Радиус цилиндрической части последнего элемента определяют по зависимости (5) и он равен 22,61 мм. Каждым из способов протягивают по 73 заготовок. После деформирования заготовок измеряются изменение диаметра ... по длине детали 6, кривизна оси детали а, овальность . Данные экспериментов сведены в таблицу.

Результаты свидетельствуют о том, что использование предлагаемого способа позволяет значительно снизить такие виды погрешности как изменение диаметра по длине детали, овальность, кривизну оси детали.

Применение предлагаемого способа позволяет улучшить в 2-3 раза точность длинных тонкостенных деталей, обработанных деформируюцим протяги-, ванием. Рс(tea

1 =l +tgc(z- - -г +- -г к 21 81З

20 гДе гз текуцее значение радиуса образующей наружной поверхности дополнительного участка;

rÄ - радиус большего основания

25 конического участка;

- угол наклона образуюцей конического участка; г - осевая координата дополнительного участка;

1, — длина дополнительного участка, а длина дополнительного участка определяется зависимостью

1, =Ою 611го г а

35 где и r — толщина стенки и радиус отверстия заготовки; при этом радиус цилиндрической части последнеro деформирующего элемента превышает радиус большего основания конической части и меньше максимального радиуса дополнительного участка на величину упругого восстановления отверстия заготовки после протяги45вания.

Способы

Параметры допол нительного

Радиус цилиндричес кой части, Гз, мм

Изменение ди метра по дли детали d мм частка

1 Ма с

Известный 0

Предлагаемый 4,5

22,5

0,07

0,03

22,69

22,61

0,01

0,025

0,6

Формула и з о б р е т е н и я

Способ деформируюцего протягивания, при котором осуцествляют обработку детали протяжкой с жестко связанными деформируюцими элементами, последний из которых состоит из рабоче

ro конуса и цилиндрической части, имеющей длину больше длины внеконтактной зоны деформации и меньше длины заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии течения металла во внеконтактной зоне, обработку детали осуществляют протяжкой, у которой между рабочим конусом и цилиндрической частью .последнего деформируюцего элемента выполнен дополнительный криволинейный участок, образующая которого описывается уравнением

Контролируемые параметры

Кривизна оси Овальность. детали м мм, мм

1539050

Составитель С.Чукаева

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор И.Касарца

Заказ 184 Тираж 592 Подписное

ВНИИПИ Государ..твенного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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