Способ деформирования заготовки и инструмент для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве деталей типа дисков сферодвижной штамповкой. Цель изобретения - снижение технологического усилия и повышение качества формирования. На очаг деформации заготовки, образованный осевым и обкатывающим воздействием инструмента, дополнительно воздействуют знакопеременной нагрузкой. Для этого рабочая торцовая поверхность обкатывающего пуансона 1 выполнена с рельефом синусоидального сечения, образованным канавкой по спирали Архимеда. В процессе обкатывания заготовки высокая частота направления деформаций обеспечивает высокие механические свойства получаемых деталей. 2 с. и 1 з.п. ф-лы., 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социмистичесних

КСПУБЛИН

1558537 А1 (51)5 В 21 D 37/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстбенный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР (21) 4463957/25-27 (22) 20.07.88 (46) ?3.04.90. Бюл. Р 15 (72) В.Д.Ковалев (53) 621.735.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 49993 1, кл. В 21 J 5/06, 29.03.74. (54) СПОСОБ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКИ

И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве деталей типа дисков сферодвижной штамповкой.

Цель изобретения — снижение технологического усилия и повышение качества формирования. На очаг деформации заготовки, образованный осевым и обкатывающим воздействием инструмента, дополнительно воздействуют знакопеременной нагрузкой. Для этого рабочая торцовая поверхность обкатывающего пуансона 1 выполнена с рельефом синусоидального сечения, образованным канавкой ho спирали Архимеда. В процессе обкатывания заготовки высокая частота направления деформаций обеспечивает высокие механические свойства получаемых деталей. 2 с. и

1 з и. ф лы., 5 ил.

1558537

Процесс деформирования заготовки показан на примере точки Ао, которая (фиг.2) эа один цикл обкатки с учетом влияния активной 4 и пассивной 5 эон деформации перемещается по кривой б и 7 в точку А,. Перемещение по кривой 6 ат Ао до А" представляет путь точки н активном очаге деформации с зонами опережения и отставания. Перемещение по кривой 7 от

А до А, представляет путь точки в пассивном очаге деформации с изменением направления в точке А . Таким

П! образом, точка А проходит различные фазы этого процесса.

Изобретение относится к обработке металлов данпением и может быть испопьзонано н производстве дисков и шестерен с тонким полотном, Цепь изобр .тения — снижение тех5 нопогического усилия и повышение качества продукции за счет повышения механических свойств и улучшения структуры. !О

На фиг. 1 изображен инструмент, общий нид; на фиг.2 — схема процесса деформиронания заготовки, вид в плане; на фиг.3 — схема процесса н очаге .деформации, на фиг.4 — схема процесса в начале деформации; на фиг,5 — схема процесса и перемещения точек А О и А за один цикл о д ефор ма ции .

Способ осуществляется в штампе, содержащем обкатывающий пуансон 1 и матрицу 2, связанную с приводом, создающим осевое перемещение навстречу пуансону 1. Рабочий торец, обкатынающего пуансона выполнен с рельефом 25 синусоидального сечения, впадины которого образованы, например, канавкой по спирали Архимеда. Глубина впадины соответствует припуску на одну сторону поковки для конкретной группы размеров. Шаг S между выступами рельефа составляет не менее двух глубин. Выступы и впадины сопряжены радиусом r не менее глубины. Такое выполнение исключает зажим металла в процессе деформирования заготовки.

Нагретую заготовку 3 с исходным диаметром 1 устанавливают в матрицу 2, Осадка заготовки 3 осуществляется при совместных обкатынающем перемещении пуансона 1 и поступательном перемещении матрицы 2 до заданной высоты поковки h и диаметра D.

Перемещенная точка А в активном о очаге деформации находится в пределах одного шага рельефа архимедовой спирали и перемещается, например, в точку А . Величина перемещения ее незначительна и определяется иэ величины перемещения металла в зонах отставания и опережения активного очага.

Благодаря наличию пассивной зоны деформации точка А" перемещается уже по другой закономерности по кривой 7 и оказывается смещенной под углом р на другом радиусе, например, в точке А„.

Величину перемещения из точки А

I в точку А, в пассивном очаге деформации от Ко до Р1 можно определить на основе равенства смешанного объема металла за один цикл. Точка А, будет смещена н пассивном очаге деформации так, что, например, перед началом нового цикла активного очага деформации (фиг.4) выпуклый рельеф обкатного инструмента где-то близко будет надавливать на выпуклый рельеф, полу. ченный обжатием заготовки предыдущим циклом.

По закону наименьшего сопротивления при обжатии выпуклых рельефов точки вогнутых рельефов поднимаются вверх в полость вогнутого обкатного пуансона, например, точка А, до соприкосновения с вогнутой поверхностью пуансона. Далее, в результате осевой подачи за каждый цикл (подача на один оборот больше, чем глубина рельефа), точка А совместно с обкатываемым рельефом смещается вниз (фиг. 5 показан частный случай, когда, например, подача на один оборот равна двойной глубине).

Таким образом, большая часть поверхности активного очага деформации находится в знакопеременных по вертикали (оси штамповки) перемещениях поверхностных точек и соответственно прикладываемых к ним нагрузок. Только отдельные точки, соприкасающиеся на выступающих рельефах с обкатывающим инструментом, имеют однозначное направление перемещения, но при тгоследующих циклах обкатки они обязательно попадают по мере увеличения осаживаемой заготовки в зоны знакопеременного напряжения и перемещения. Как известно, энакопеременная нагрузка приводит к уменьшению предела теку1558537 чести материала и соответственно уменьшению технологического усилия (эффект Баушингера).

Пример. При штамповке обкатыванием детали днище гидроаккумулятора

150.37 ° 447. на прессе мод. PX P-100 (ПНР) с нагревом заготовки до 850 С из стали 40Х усилия штамповки 160 тс. для получения заданной высоты 12 мм не хватало — обжимали только 15,0 мм.

После того, как изготовили рельефный с радиусами по торцу пуансон, выполненный по архимедовой спирали (t

1,8 мм, S = 5 мм), усилия 160 тс ° хватило до высоты обжатия поковки

12 мм (припуск на сторону (толщину) поковки 2 мм, готовая деталь толщиной 8 мм). При этом структура металла поковки стала более мелкозернистой и в меньшей степени выраженной спиралеобразной текстурой.

Формула изобретения

1. Способ деформирования заготовки, заключающийся в создании М ней очага деформации путем воздействия осевым и обкатывающим усилиями, о тличающийся тем,что,с целью снижения технологического

5 усилия и повышения качества за счет повышения механических свойств и улучшения структуры, на заготовку в очаге деформации в процессе приложения осевого и обкатывающего усилий дополнительно воздействуют знакопеременной нагрузкой..

2. Инструмент для деформирования заготовки, содержащий матрицу и обкатывающий пуансон с рабочей торцовой поверхностью, отличающийся тем, что, с целью снижения технологического усилия и повышения качества за счет повышения механических

20 свойств и улучшения структуры, рабочая торцовая поверхность обкатывающего пуансона выполнена с рельефом синусоидального поперечного сечения.

3. Инструмент по и. 2, о т л и

25 ч а ю шийся тем, что рельеф Выполнен в виде канавки в форме спирали Архимеда.

1558537

Составитель О.Финогеев

Редактор Е.Папн Техред М.Дидык Корректор О,Кравцова

Заказ 798 Тираж б06 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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