Способ протяжки заготовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к протяжке заготовок преимущественно на гидравлических прессах. Цель изобретения - повышение надежности пресса и производительности протяжки. Способ включает периодические подачи заготовки и ее обжатия. Направление подачи меняют перед каждым обжатием, определяя величину перемещения заготовки по предложенным зависимостям. За счет оптимизации смещаемых объемов металла при протяжке достигается минимально возможное количество обжатий заготовки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 J 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639344/31-27 (22) 17.01 89 (46) 30.11.90. Бюл, М 44 (71) Московский институт приборостроения, Московский станкоинструментальный институт и Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТМАШ" (72) И.Н. Лыткин, Н.П. Шляхин, А.Б. Богун, 3.Г. Унанян, А.В. Панфилов, В.А. Назарьян, К.Г. Агахи и B.Â.ÓëüÿíoB (53) 621.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1400745, кл. В 21 J 1/04, 1987.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к протяжке заготовок преимущественно в инструменте с замкнутым периметром поперечного сечения рабочей зоны на гидравлических прессах.

Цель изобретения — повышение надежности пресса за счет исключения эксцентриситета нагрузки при обжатии и повышение производительности протяжки путем сокращения числа обжатий заготовки за счет увеличения смещаемых объемов металла при единичном обжатии.

На фиг. 1 и 2 изображены положения бойков и заготовки соответственно до и после нечетного обжатия; на фиг, 3 — положение бойков и заготовки до обжатия; на фиг. 4 и 5 — то же, после четного обжатия; на фиг. 6 и 7- поперечные сечения А-А и Б-Б восьмигранной заготовки соответственно до и после обжатия соответственно.

„, ЯЛ„„1609544 А1 (54) СПОСОБ ПРОТЯЖКИ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к протяжке заготовок преимущественно на гидравлических прессах. Цель изобретения — повышение надежности пресса и производительности протяжки. Способ включает периодические подачи заготовки и ее обжатия. Направление подачи меняют перед каждым обжатием, определяя величину перемещения заготовки по предложенным зависимостям. За счет оптимизации смещаемых объемов металла при протяжке достигается минимально возможное количество обжатий заготовки. 4 з,п. ф-лы, 7 ил.

Способ осуществляется следующим образом, Заготовку 1, нагретую до ковочной температуры и установленную в манипуляторе 2, перед нечетным обжатием перемещают на величину t H в направлении от себя (манипулятор 2 приближается к байкам 3, 4), после чего заготовка 1, манипулятор 2 и бойки 3—

6 занимают положение, показанное на фиг. 1 и 6. При этом объем металла заготовки V, находящийся в рабочей зоне инструмента, образованной бойками 3 — 6, равен объему рабочей зоны, Производят рабочий ход инструмента h = Н, - Нл, в конце которого заготовка 1, манипулятор 2, бойки 3 — 6 занимают положение, показанное на фиг. 2 и 7, при этом объем заготовки, находящейся в рабочей зоне инструмента, уменьшается до объема рабочей зоны Чл, При нечетном обжатии происходит вытекание металла за торцы 7 и 8 бойков, смещенный объем которого VcM состоит из двух равных частей, вытекших за торец 7 и 8. Остается недефор1609544 мированный участок заготовки с исходными размерами поперечного сечения, длиной 1 и объемом V>i. Как видно иэ фиг. 2,указанный недеформированный участок находится между соседними продеформированными при нечетных обжатиях участками.

Таким образом металл заготовки течет в противоположные стороны от нейтрального слоя Н-Н, совмещенного с осью инструмента 9. При этом результирующая от сил сопротивления деформированию остается совмещенной с нейтральным слоем Н-Н и осью 9 на протяжении всего рабочего хода, что исключает внецентральное нагружение пресса, Затем инструмент приводят в исходное положение и заготовку 1 перемещают на величину L< в направлении на себя (манипулятор удаляется от бойков 3 — 6), после чего заготовка 1, манипулятор 2 и бойки 3 — 6 занимают положение, показанное на фиг. 3 и 6. Нейтральный слой Н-Н при этом также как и при нечетном об>катии совпадает с осью симметрии 9 инструмента, Производят рабочий ход инструмента, равный h = Н - Н, в конце которого заготовка 1, манипулятор 2, бойки 3 — 6, торцы бойков 7 и 8 и границы 10, 11 между участками, находящимися в рабочей зоне бойков 3 — 6 в конце нечетного обжатия и металловытекшим за торцы 7 и 8 бойков 3 — 6 занимают положение, показанное на фиг. 4 и 7, если выполняется условие, при котором удлинение заготовки соответственно при нечетном и четном обжатии составляет

Л1н < В (3 — Fs/ п) и Л1ч:=- B — Л1н — I1.Ãlpè

Л. > В (3 — F./Г.) и hl, > ( — Ь. - I <) â конца четного обжатия заготовка 1, манипулятор 2, бойки 3 — 6„торцы которых 7 и 8, и границы 10 и 11 занимают положение, показанное на фиг. 5 и 7. Из фиг, 5 видно, что в этом случае получаются участки 12 и 13 металла, вытекшего за торцы 7 и 8.

Участки 12 и 13 требуют дополнительных обжатий для получения поковочных размеров, что снижает производительность процесса протяжки. Затем бойки 3 — 6 приводят в исходное положение, перемещают заготовку на величину LH от себя и циклы повторяют до тех flop, пока не прокуют заготовку 1 по всей длине, т. е. до завершения прохода.

При необходимости делают еще один или несколько проходов. Величина подачи заготовки перед нечетными обжатиями LH определяется соотношением -н — — (В + 1) + н + — ч

3 1

2 2 где  — длина рабочей поверхности бойков в направлении продольной оси заготовки;

М, — удлинение заготовки после нечетного обжатия;

М, — удлинение заготовки после четного обжатия;

I< — длина недеформированного участка заготовки, находящегося между соседними продеформированными в предыдущих нечетных обжатиях участками.

Величина подачи заготовки перед четными обжатиями Lq определяется соотнашением -ч — — (B + " н + 1)

2

Удлинение заготовки hl< после нечетного обжатия в инструменте с восьмигранным замкнутым поперечным сечением рабочей зоны определяют из соотношения „ H, ца -б -a -с zg а

) (Нл gaga+ d) — d — c tg а где Н, Н вЂ” высота заготовки соответственно до и после обжатия;

d, с — размер в поперечном сечении соответственно горизонтальных и вертикальных граней рабочей зоны инструмента; а — угол между рабочей наклонной гранью инструмента и вертикалью.

Длину I3 недеформированного участка заготовки, находящегося между соседними продеформированными в предыдущих нечетных обжатиях участками, можно определить из соотношения

В (3 — — „ ) — Ан

0

1+— п где F, F — площадь поперечного сечения заготовки соответственно до и после обжатия.

Удлинение заготовки Ач после четного обжатия определяют иэ соотношения h4 =

= В - AIH - I1

Перемещениями заготовки перед нечетныь и обжатиями в одном направлении на величину L<. определяемую предложенным соотношением, обеспечивают при нечетном обжатии деформирование заготовки от начала до конца всей рабочей поверхности, чем исключается внецентренное нагружение инструмента, а следовательно, и пресса, соосно с которым установлен инструмент, что позволяет увеличить длину рабочей зоны инструмента и тем самым увеличить смещаемый объем металла, который, в случае использования инструмента с обжатием по всему периметру. поперечного сечения заготовки, весь идет на удлинение.

1609544

50

В результате сокращается необходимое число обжатий заготовки, и, следовательно, повышается производительность процесса.

Кроме того, исключение внецентренного нагружения пресса уменьшает износ пресса и повышает его работоспособность. Перемещениями заготовки перед четными обжатиями в противоположном направлении на величину 1ч, определяемую предложенными соотношениями, обеспечивают расположение нейтрального сечения в очаге деформации заготовки, от которого при обжатии металл течет в обе стороны к торцам бойков, соосно с инструментом, а следовательно, и с прессом, укаэанными перемещениями обеспечивают в то же время начало деформирования заготовки при четном обжатии не всей рабочей поверхностью инструмента, а только ее частью, а также контакт смещаемого объема металла со всей рабочей поверхностью бойков и отсутствие вытекания металла за торцы бойков в конце четного обжатия при соблюдении предложенного соотношения для,Мч (при

hl > (В - Al„- 11) металл будет вытекать за торцы бойков (фиг. 5), что приведет к необходимости дополнительных обжатий вытекшего металла и, следовательно, к снижению производительности. При А, < (В - At>-1 ) уменьшается смещаемый объем при четном обжатии, что приводит к увеличению количества обжатий и, следовательно, к снижению производительности. Кроме того, перемещения в противоположном направлении перед четными обжатиями позволяют проковать участок заготовки, оставшийся между соседними участками, продеформированными при последовательных нечетных обжатиях, избежав тем самым его подхолаживания и трещинообразования.

Укаэанные признаки также позволяют увеличить длину рабочей зоны инструмента, повысив тем самым производительность процесса, а такжеуменьшить износ пресса и увеличить его надежность. Перемещения заготовки перед нечетными обжатиями в направлении от себя обеспечивают начало ковки со стороны ее свободного конца и постепенное приближение очага деформации к противоположному концу, установленному в захвате манипулятора, При этом сечение заготовки в районе захвата манипулятора имеет исходные размеры до последнего обжатия в проходе, чем облегчается задача предохранения заготовки от искривления под действием собственной силы тяжести. Но при наличии соответствующей оснастки, предохраняющей заготовку от прогиба, возможен вариант ковки с направлением перемещения заготовки "на себя", когда первое обжатие ее производят около захвата манипулятора. Вариант с направлением перемещения от себя предпочтителен, так как позволяет использовать более простые приемы и оснастку, предохраняющие заготовку от искривления.

Пример, По предлагаемому способу было отковано 12 поковок из стали 40ХН.

Исходная заготовка представляла собой полученный иэ круга диаметром 90 мм восьмигранник с высотой и шириной поперечного сечения 80 мм и длиной 2400 мм. Готовая поковка длиной 5290 мм в сечении имела квадрат 51х51 мм со сбитыми углами (фаски

5,5х45О), Ковка производилась на гидравлическом прессе с номинальным усилием

15 МН и допускаемым эксцентриситетом нагрузки 100 мм в инструменте с размерами

В = 480 мм, С = d = 40 мм, a= 45О. Перемещения заготовки перед нечетными обжатиями составляли L< = 1150 мм в направлении от себя и перед четными L< = 430 мм на себя.

Удлинение заготовки при нечетных обжатиях было равно A1< = 380 мм, при четных—

hJu = 100 мм. Длину11 недеформированного участка между соседними продеформированными при нечетных обжатиях выдерживали равной О, Поковка получена за 22 рабочих хода пресса. Эксцентриситет, нагрузки отсутствовал. При ковке по способупрототипу при прочих равных условиях длина инструмента В не должна превышать

400 мм, так как уже при указанном значении

В возникает предельно допустимый изгибающий момент на колоннах пресса, равный

14,5 МН,м, Подобное ограничение на длину инструмента при ковке по настоящему способу исключено и, при необходимости, длина инструмента В может быть увеличена до требуемых размеров с учетом энергосиловых параметров конкретного пресса, что позволит увеличить производительность, Изобретение исключает зксцентриситет нагрузки пресса, что повышает его работоспособность и повышает производительность при ковке-протяжке.

Формула изобретения

1. Способ протяжки заготовок, включающий деформирование участков заготовки путем обжатия их всей рабочей поверхностью бойков при подаче в одном направлении и частью рабочей поверхности бойков при подаче в обратном направлении, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности пресса за счет исключения эксцентриситета нагрузки при нечетных обжатиях. деформирование ведут всей рабочей поверхностью бойка с подачей

1609544

At, =В gaga In ст0 < I>—

Фиг,2 заготовки в одном направлении на величину

1.н, определяемую соотношением

Ь = — (В + 11) + Л4 + — Ач, ГдŠ — разМЕр

=3 1

2 рабочей поверхности бойков в направлении 5 продольной оси заготовки; Йн — удлинение заготовки после нечетного обжатия;

Al< — удлинение заготовки после четного обжатия; 10

I1 — длина недеформируемого участка заготовки, находящегося между соседними продеформированными в предыдущих нечетных обжатиях участками, а при четных обжатиях заготовку перемещают в противоположном направлении на величину L<, определяемую соотношением

L = — ( + . + 1).

2. Способ поп.1, отл ича ющийся тем, что при нечетных обжатиях заготовку перемещают в направлении от себя.

3. Способ no n, 1, отличающийся тем, что удлинение заготовки At после не- 25 четного обжатия в инструменте с восьмигранным замкнутым поперечным сечением рабочей зоны определяют из соотношения где Н и Нп— отовки соотве венно до и после обжатия, d, с — размер в поперечном сечении соответственно горизонтальных и вертикальных граней рабочей зоны инструмента; а- угол между наклонной гранью рабочей эоны инструмента и вертикалью.

4. Способ по и, 1, отличающийся тем, что длину I> недеформированного участка заготовки, находящегося между соседними продеформированными в предыдущих нечетных.обжатиях участками, определяют иэ соотношения где F3 и Fn — площадь поперечного сечения заготовки соответственно до и после обжатия.

5, Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что удлинение заготовки после четного обжатия определяют иэ соотношения

Atq =  — Ан — I<.

1609544 .

Фиг. g

1609544

A-A

Фиг. б

Составитель 3.©азлулин

Техред М,Моргентал Корректор H.Êîðoëü

Редактор М.Товтин

Заказ 3693 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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