Заготовка для прессования изделий преимущественно из труднодеформируемых и малопластичных прецизионных сплавов

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к обработке металлов давлением для прессования заготовок из труднодеформируемых и малопластичных сплавов. Цель изобретения - увеличение выхода годного за счет повышения качества поверхности. Заготовка для прессования выполнена со сквозными центральными и дополнительными отверстиями , заполненными технологической смазкой. Предложение касается расчета опИзобретение относится к черной металлургии , в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано при прессовании изделий. Целью изобретения является увеличение выхода годного за счет повышения качества поверхности. На фиг.1 показана заготовка, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - область существования оптимальных патимального ее объема в сквозных отверстиях , что позволяет обеспечить необходимое и достаточное количество технологической смазки при непрерывном ее поступлении в отверстия многоканальной матрицы для создания равномерного слоя на поверхности прессованных прутков. Диаметр центрального отверстия определяется из соотношения d D/D3ar V(V - 1 ) - п диаметр дополнительных отверстий определяется из неравенства 0 d/D3ar V( k2 - 1 Vn диаметр общей окружности центров дополнительных отверстий определяется из равенства у Do/D3ar 0,7 k, где k 1,03....1,08 - коэффициент заполнения заготовкой контейнера; D-диаметрцентрального отверстия заготовки, мм; Оэаг - диаметр прессуемой заготовки, мм; d -диаметр дополнительного соосного отверстия заготовки, мм; Do - диаметр общей окружности центров дополнительных отверстий заготовки, мм; k - коэффициент, определяющий наличие смазки на наружной поверхности заготовки; п - число соосных дополнительных отверстий заготовки, равное числу каналов матрицы. 3 ил. (Л С о 00 ю ю ON раметров заготовки в безразмерных координатах а - Д Заготовка 1 имеет центральное сквозное отверстие (осевое) 2, заполненное технологической смазкой, и несколько дополнительных сквозных соосных отверстий 3, также заполненных технологической смазкой. При размещении заготовки 1 в контейнере пресса смазка располагается по всему объему контейнера, включая матрицу.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 21 С 23/01, 23/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЖЭВащ

@ апв-1ИЕчыни

БИБДИОТр гА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684825/27 (22) 03.05.89 (46) 07.10.91. Бюл. 1Ф 37 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П. Бардина (72) B.Ï.Àëåêñååâ, В.Х.Левинзон, В.А.Суворов, Е.А. Сизов и IO.В.Комов (53) 621.777.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 715165, кл, В 21 С 23/01, В 21 С 23/32, 1978. (54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ И МАЛОПЛАСТИЧ НЫХ

ПРЕЦИЗИОННЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к обработке металлов давлением для прессования заготовок из труднодеформируемых и малопластичных сплавов. Цель изобретения— увеличение выхода годного за счет повыше.ния качества поверхности, Заготовка для прессования выполнена со сквозными центральными и дополнительными отверстиями, заполненными технологической смазкой. П редложение касается расчета onИзобретение относится к черной металлургии, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано при прессовании изделий.

Целью изобретения является увеличение выхода годного за счет повышения качества поверхности.

На фиг.1 показана заготовка, вид сверху; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — область существования оптимальных па!

Ы 1681996 А1 тимального ее объема в сквозных отверстиях, что позволяет обеспечить необходимое и достаточное количество технологической смазки при непрерывном ее поступлении в отверстия многоканальной матрицы для создания равномерного слоя на поверхности прессованных прутков. Диаметр центрального отверстия on еделяется из соотношениЯ 0=0/0заг= (k2 — 1 ) n jP диаметР дополнительных отверстий оп еделяется из неРавенства 0 d/D»ã (1,2 1 Уп диаметр общей окружности центров дополнительных отверстий определяется иэ равенства у = Do/03яг 0,7 k, где k

=1,03....1,08 — коэффициент заполнения заготовкой контейнера; 0 — диаметр центрального отверстия заготовки, мм; Daar диаметр прессуемой заготовки, мм; d — диаметр дополнительного соосного отверстия заготовки, мм; Оо — диаметр общей окружности центров дополнительных отверстий заготовки, мм; k — коэффициент, определяющий наличие смазки на наружной поверхности заготовки; n — число соосных дополнительных отверстий заготовки, равное числу каналов матрицы. 3 ил. раметров заготовки в безразмерных координатах a — ф.

Заготовка 1 имеет центральное сквозное отверстие (осевое) 2, заполненное технологической смазкой, и несколько дополнительных сквозных соосных отверстий 3, также заполненных технологической смазкой. При размещении заготовки 1 в контейнере пресса смазка располагается по всему объему контейнера, включая матрицу.

1681996

Между заготовкой и стенкой контейнера располагается слой мазки, Отпрессованное изделие выходит иэ матрицы со слоем смазки на поверхности.

В окончательном виде выражения, определяющие оптимальные параметры заготовки для многоканального прессования, представлены в безразмерной (приведенной) форме. Анализ этих выражений на предмет существования области заявляемых йараметров приведен на фиг.3.

В расчете приняты параметры, входящие в математические выражения при выводе зависимостей, Осм — расход смазки через к.-л, сечение; 0Mer — расход металла через к.-л. сечение; 0,785 = ж/4; 0» — диаметр контейнера; Рзаг — диаметр заготовки;

D и 0 — диаметр центрального осевого отверстия заготовки; d< — диаметр отпрессованных прутков по слою смазки; dz — диаметр прутка без слоя смазки; d — диаметр соосных дополнительных отверстий заготовки; Dp — диаметр окружности центров диаметров d и d>; & (d> - dz)/2 — толщина слоя смазки прутка; n — число соосных дополнительных отверстий, равное числу каналов матрицы; Чпресс — скорость прессования; Чаыт — скорость выхода прутка из матрицы; Ч вЂ” скорость течения вблизи поверхности матрицы на диаметре Dp, х — доля площади сечения слоя смазки и прутка в матричном канале; х — доля площади сечения соосного дополнительного отверстия d;

k — коэффициент заполнения заготовкой контейнера; а =О /0, p = d/Dear ) — приведенные диаметры у =Оо/О ) соответственно D,d и Dp.

Расход металла и смазки при движении через контейнер пресса

Омег 0,785 (D заг D ) Vnpycc

Осм = 0,785 (D к - 0,)аг + 0 ) Чпресс; (1)

Омег+ Осм 0 7850 к Чпресс, Расход металла и смазки на выходе иэ многоканальной матрицы

Омет 0,785б1п Чаыт, Осм = 0,785(d l - б )п Чвыт. (2)

Омет+ Осм 0,785 3 и Ve5(r.

По условию неразрывности течения из равенства правых частей вы ражений (1) и (2) получают D(Нп есс (5)

ndf

Из условия постоянства расхода материала при прессовании.для одного канала многоканальной матрицы с достаточной степенью точности можно приближенно принять

0,785(D к - D заг) Чпресс/и =

2 2

- 0,785(d) — d))x Нвыс, (4)

0,785D Ч ресс/и =

- 0,785(d1 — с)7в)(1 - x) Нвыс, (5)

0,785(0 3$f - D о) V/è - 0,785d z x V =

= 0,785(D к - D заг)Чпресс/пв (6)

0,785(D о - 0 ) V/è - 0,785 df(1-x) V =

- 0,785D Чпресс/и. (7)

Полагая с малой погрешностью равенство расхода смазки и металла иэ центральной части и периферии заготовки в сечении матричного канала, т,е. x=0, 5, и приравнивая левые части выражений (4) и (5), получают

2 2

D» Озаг (8) Вычитая выражение (7) из выражения (6) при том же значении х получают

Dp= 0»=0,70» . (9) ГГ

При наличии дополнительных соосных отверстий в заготовке и полагая х = 0,5 по аналогии с выражением (7, правая часть), можно записать

0,785D /и =0,785(D) п+ 0,785d2, (10) откуда 0 определяется как

D = С)2 и (2 (11)

С учетом выражения (8) (12) D» заг d

35 пРичем — — (о2 — о2„)/n (») где и -2,3,4....

Выражения (12) и (13) определяют область существования (поле) возможных on40 тимальных значений О и d заготовки для прессования через многоканальную матрицу совместно с выражением (9), которое является условием согласования заготовки с матрицей, т.е. диаметр окружности центров

45 d заготовки является одновременно диаметром окружности матричных каналов d>. Дополнительными согласующими условиями являются отсутствие в многоканальной матрице центрального канала и равенство ко50 личества.отверстий d и d1.

Величины диаметров контейнера и заготовки на практике обычно являются постоянными. При этом величина диаметра

55 заготовки 0заг меньше Ок на величину слоя смазки и зависит от ее свойств и удобства ввода заготовки в крнтейнер, т.е, они взаимосвязаны через к — 1,03... 1.08, 0»

Озаг

1681996

10

D3sr

0 d Я

00 = 0,7 k 03аг

033Г i (1 5) 0 «<Р (16) у= 0,7k, где k = 1,03....1,08;

n=2,3,4.... (17) 40

t 0заг:

55 откуда

Dr = " 03аг ° (14)

В ы ражения (1 2), (13) и (9) можно с учетом (14) переписать в форме или, обозначив через a =-П вЂ”, В =-т —, D d

Пзаг Хаг — получают соответственно

033Г

Заготовка 1 из малопластичных и труднодеформируемых сплавов может быть выполнена в трех возможных вариантах, а именно только с центральным осевым отверстием 2, с центральным и дополнительными соосными отверстиями 2 и 3, только с дополнительными соосными отверстиями 3.

Общим случаем является второй вариант исполнения заготовки. Первый и третий варианты являются частными, Оптимальный объем смазки, заключенный в контейнере вместе с заготовкой в отверстиях и на ее боковой поверхности для обеспечения непрерывного поступления в каналы матрицы при прессовании прутков слоем 0,3-0,5 мм в течение всего процесса прессования равномерно по всей длине прутка, определяется расчетным путем. При этом смазка поступает в матричной воронке к каждому каналу встречными потоками либо только в радиальном направлении, либо в радиальном и тангенциальном направлениях ддновременно.

Прессование производится следующим образом.

Заготовку устанавливают в контейнере таким образом, чтобы дополнительные отверстия располагались строго симметрично относительно каждого матричного канала по общей окружности их центров. При этом между заготовкой и матрицей устанавливается смаэывающая технологическая шайба. по форме и размерам отвечающая профилю матрицы и заходной части заготовки и слу15

30 жащая для снижения пикового давления на начальной стадии прессования.

Нагретый металл начинает течь в каналы матрицы. Смазка под давлением прессования за счет сил трения между и рессуемым. металлом и поверхностью матричной воронки распределяется ровным слоем, включая зоны поверхности, прилегающие к плоскостям раздела движущихся потоков металла, что обеспечивает равномерность смазки по периметру прутка в канале матрицы.

На фиг.3 в безразмерных координатах а — P изображена область существования оптимальных параметров заготовок для прессования через многоканальные матрицы в виде семейства кривых параболического типа для п=2;3;4 иК=1,03;1,05;1,08.

Каждая из кривых при заданных значениях и и k представляет собой геометрическое место точек, значения координат которых (a,P определяют необходимое и достаточное количество закладываемой технологической смазки в заготовку для получения прессованных прутков, покрытых равномерным слоем смазки требуемой толщины.

Точки на кривых соответствуют второму варианту (общему) выполнения заготовок. Пересечение оси ординат (а) с кривыми дает точки, соответствующие первому варианту, на пересечении кривых с осью абсцисс (P) находятся точки, соответствующие третьему варианту, Формула изобретения

Заготовка для прессования изделий преимущественно из труднодеформируемых и малопластичных прецизионных сплавов, выполненная в виде цилиндра с заполненными смазкой центральным и дополнительными отверстиями, расположенными равномерно по окружности относительно оси центрального отверстия, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода годного эа счет повышения качества поверхности, диаметр 0 центрального отверстия определяется иэ соотношения

03аг где k-1,03...1,08- коэффициент заполнения заготовкой контейнера, определяющий наличие смазки на наружной поверхности заготовки;

n — число дополнительных отверстий заготовки;

1681996

0 а(3а (к2 — 1 )/и } D а диаметр 05 общей бкруйности центров

0,20 О, о,10

Составитель Н, Сейфулина

Техред М.Моргентлл Корректор А, Осауленко

Редактор И. Шулла

Заказ 3363 Тираж 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 б — диаметр дополнительного отверстия, мм.;

Dalai- — диаметр прессуемой заготовки, мм; диаметр б дополнительных отверстий определяется из неравенства дополнительных отверстий определяется из равенства

5 Do = 0,7 k Dààã .