Способ изготовления кольцевых поковок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве заготовок для крупногабаритных подшипников, бандажей и колец . Цель изобретения - повышение стойкости штампа за счет уменьшения потребных усилий деформирования и запирания матриц при штамповке и снижение расхода. металла за счет уменьшения толщины выдры. Взвешенную и осаженную заготовку помещают в полость между разъемными матрицами закрытого штампа. При штамповке, осуществляемой в два этапа, на заготовку воздействуют усилием пуансона. На первом этапе усилие запирания матриц является полным с точки зрения технологической потребности. Этап завершают при величине недозаполнения острых углов штампа 0,05-0,1 наружного радиуса поковки и толщине перемычки под пуансоном 0,2-0,3 высоты поковки. Второй этап ведут при том же усилии пуансона, но усилие запирания матриц уменьшают до достижения толщины выдры 0,05-0,15 радиуса отверстия поковки . Затем поковку извлекают из штампа, прыскают выдру и осуществляют раскатку. Изобретение позволяет снизить потребные усилия деформирования и запирания матриц и уменьшить отходы металла в выдру. 6 ил. Ј (/

СОЮЗ COBEÒÑHÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 J 1 04, 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8TOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4432200/27 (22.) 04.04.88 (46) 28.02.91. Бюл. № 8 (71) Производственное объединение «Уралмаш» (72) Ф. С. Блик, М. С. Валетов, В. П. Васильковский, А. Н. Леванов, В. И. Хейфец, М. И. Староселецкий и В. А. Рыков (53) 621.73(088.8) (56) Кузнечно-штамповочное производство, 1963, № 8, с. 39 — 40. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЬ1Х ПОКОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве заготовок для крупногабаритных подшипников, бандажей и колец. Цель изобретения — повышение стойкости штампа за счет уменьшения потребных усилий деформирования и запирания матриц при штамповке и снижение расхода

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления крупногабаритных кольцевых поковок с применением штамповки в закрытых штампах, и может быть использовано в цехах металлургических заводов, занятых производством заготовок для крупногабаритных подшипников, бандажей и колец с применением раскатки.

Цель изобретения — повышение стойкости штампа за счет уменьшения потребных усилий деформирования и запирания матриц при штамповке и снижение расхода металла за счет уменьшения толщины выдры.

На фиг. 1 — фиг. 4 показана последовательность операций, выполняемых при изго„„Я0„„1630867 А1

2 металла за счет уменьшения толщины выдры. Взвешенную и осаженную заготовку помещают в полость между разъемными матрицами закрытого штампа. При штамповке, осуществляемой в два этапа, на заготовку воздействуют усилием пуансона. На первом этапе усилие запирания матриц является полным с точки зрения технологической потребности. Этап завершают при величине недозаполнения острых углов штампа

0,05 — 0,1 наружного радиуса поковки и толщине перемычки под пуансоном 0,2 — 0,3 высоты поковки. Второй этап ведут при том же усилии пуансона, но усилие запирания матриц уменьшают до достижения толщины выдры 0,05 — 0,15 радиуса отверстия поковки. Затем поковку извлекают из штампа, прыскают выдру и осуществляют раскатку.

Изобретение позволяет снизить потребные усилия деформирования и запирания матриц и уменьшить отходы металла в выдру. 6 ил. товлении кольцевых поковок; на фиг. 5 действие усилий штамповки, зажима (запирания) матриц штампа и изменение формы штампуемой заготовки в результате выполнения последовательных приемов штамповки; на фиг. 6 — график зависимости средних нормальных напряжений на пуансоне, отнесенных к сопротивлению деформации материала образцов, от величины недозаполнения острых углов штампа и толщины перемычки под пуансоном на первом этапе штамповки (для способа-прототипа и предлагаемого способа).

Способ осуществляют следующим образом.

Нагретую штучную цилиндрическую заготовку (фиг. 1), отрезанную от слитка с волнистой (типа «ромашка») боковой поверх1630867

Формула изобретения

55 ностью, осаживают, получая поковку (фиг. 2), взвешивают, а затем штампуют в штампе с разъемными матрицами в два этапа, в результате чего получают штампованную заготовку (фиг. 3) с тонким дном.

Затем производят просечку выдры и кольцевая поковка (фиг. 4) готова к раскатке.

Величина недооформления заготовки в результате выполнения первого этапа штамповки определяется размером h (фиг. 5), а толщина перемычки под формовочным пуансоном — размером h Относительный диаметр получаемого прй штамповке изделия определяется параметром п=Р /Do, а уклон боковой поверхности — углом а.

Первый этап штамповки выполняют при полной величине технологически потребного усилия Рз запирания матриц 1 и 2 (фиг. 5) путем увеличения усилия Р штамповки, прилагаемого к формовочному пуансону 3, и заканчивают при недозаполнении острых углов штампа на величину h= (0,05 — О,l) Ro и тол щине перемычки под формовочным пуансоном, равной h> — (0,2 — 0,3) Н. На втором этапе штамповки углубляют полученное отверстие до толщины выдры, равной hq ——

=0,05 — 0,15) Rq путем уменьшения усилия запирания матриц без увеличения усилия Р и. штамповки. Толщину выдры окончательно корректируют в указанных пределах по разности массы штампуемой заготвки и изделия.

Обоснование регламентируемых по предлагаемому способу пределов изменения размеров h, hy и hg, (фиг. 2) тесно связано с его целями, обусловливающими получение положительного эффекта (прежде всего за счет дополнительного эффекта) . Для обоснования этих пределов было проведено также обширное экспериментальное и теоретическое исследование технологически потребных усилий штамповки и запирания матриц при штамповке в штампах с разъемными матрицами.

Регламентированная величина недозаполнения острых углов штампа на величину

h= (0,05 — 0,1) R и толщина Ь вЂ” — (0,2 — 03) Н перемычки под формовочным пуансоном, достигаемые в результате выполнения первого этапа штамповки, позволяют получить заготовку, пригодную по геометрии наружной поверхности для последующей раскатки.

При этих условиях, в частности, устраняется исходная волнистость боковой поверхности заготвки («ромашка»), что необходимо для нормальной работы раскатного стана. В то же время достигнутое при этом значение толщины hEJ (0,2 — 0,3) Н перемычки для крупногабаритных изделий без применения второго этапа привело бы к большим технологическим потерям металла с выдрой. Вместе с тем, попытка уменьшения h> в рамках первого этапа привела бы к резкому снижению стойкости штампа или пластической деформации самого формо5

45 вочного пуансона, что следует из анализа результатов вышеупомянутых исследований.

Эффект дополнительного внедрения формовочного пуансона на втором этапе и соответствующего уменьшения толщины дна от

h ч до hg (фиг. 5) связан с изменением напряженного и деформированного состояния материала при уменьшении усилия запирания штампа. По сравнению с известными способами (например, с открытой прошивкой) в предлагаемом способе на втором этапе штамповки не происходит искажения формы изделия от дальнейшего внедрения формовочного пуансона, так как контакт матриц с заготовкой по ее наружной поверхности не нарушается и на втором этапе штамповки. В этом состоит суть нового дополнительного эффекта, связанного с механикой взаимодействия деформируемой заготовки с инструментом на поверхности их конт акта.

Пример. При изготовлении кольцевой поковки фланца с размерами по наружному диаметру, равному 1765 мм, внутреннему диаметру, равному 1400 мм, и высотой 280 мм цилиндрическую заготовку диаметром 586 мм с волнистой боковой поверхностью («ромашка») высотой 716 мм осаживают до высоты 275 мм. После взвешивания осажденной заготовки производят ее штамповку в штампе с разъемными матрицами в два этапа. В результате выполнения первого этапа получают предварительно штампованную заготовку наружным диаметром 980 мм и высотой 260 мм с отверстием и толщиной перемычки, равной h> — — 78 мм, под формовочным пуансоном. Недозаполнение острых углов штампа при этом составляет h=45 мм. В результате выполнения второго этапа достигают уменьшения толщины дна до толщины выдры, равной hg=

= — 50,7 мм, рассчитанной по разности массы штампуемой заготовки и окончательного изделия. После штамповки производят просечку выдры и раскатку штампованной заготовки до наружного диаметра 1765 мм, внутреннего диаметра 1400 мм и высоты

280 мм. Кольцевая поковка готова.

Использование предлагаемого способа изготовления кольцевых крупногабаритных поковок в сравнении со способом-прототипом позволяет снизить усилия штамповки и запирания матриц, повысить стойкость штампа и снизить расход металла.

Способ изготовления кольцевых поковок, преимущественно крупногабаритных, включающий взвешивание цилиндрической заготовки, ее осадку, штамповку выдавливанием в закрытом штампе с разъемными матрицами, усилием деформирующего пуансона, просечку выдры и раскатку, отличающийся

1630867 тем, что, с целью повышения стойкости штампа за счет уменьшения потребных уси,лий деформирования и запирания матриц при штамповке, а также снижения расхода металла за счет уменьшения толщины выдры, штамповку осуществляют в два этапа, первый из которых ведут при полной величине технологически потребного усилия запирания матриц и завершают его по достижении величины недозаполнения острых углов штампа 0,05 — 0,1 наружного радиуса поковки и толщины перемычки под пуансоном, составляющей 0,2 — 0,3 высоты поковки, а на втором этапе деформирование ведут при той же величине усиления пуансона с уменьшением усилия запирания матриц до получения толщины выдры, составляющей 0,05 — 0,15 радиуса отверстия поковки.

1630867 ññÑ

6, И

28

2б

24

22 гп

18

1б

19

12

10 д б ф

2 7; 7ц МП

Рыг.

Составитель В. Аристов

Редактор А. Резин Техред А. Кравчук Корректор Л. Бескид

Заказ 513 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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