Способ изготовления полых осесимметричных тонкостенных деталей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности может быть использовано при ротационной вытяжке тонкостенных цилиндрических и конических деталей из различных сталей и сплавов . Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения получения на наружной поверхности детали регулярного рельефа, а также декоративного рисунка непосредственно в процессе формообразования. Способ изготовления полых осесимметричных деталей включает ротационную вытяжку с обжатием толщины стенки полой заготовки до заданного размера детали одним или более роликами , которые образуют при контакте с заготовкой передними коническими поверхностями предварительные участки зоны деформации, а при контакте с получаемой деталью вершиной и задней конической поверхностью одного из роликов окончательный участок зоны деформации. Для получения на наружной поверхности детали регулярного рельефа, а также декоративного рисунка непосредственно в процессе формообразования профиля детали, ротационную вытяжку на предварительных участках зоны деформации осуществляют с постоянной величиной обжатия толщины стенки заготовки по окружности, а на окончательном участке - с величиной обжатия периодически изменяющейся (увеличивающейся и уменьшающейся) по окружности, но не менее одного раза на длине получаемой детали, соответствующей перемещению ролика за один его оборот. Так, например, периодическое увеличение или уменьшение величины обжатия толщины стенки заготовки на окончательном участке зоны деформации достигают путем образования на вершине и задней конической поверхности ролика впадин или выступов соответственно, а также путем нанесения на указанные поверхности рельефного рисунка . 1 з. п. ф-лы, 4 ил. С о ю о ю CJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 21 Н 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4757122/27 (22) 09.11.89 (46) 15.11.91. Бюл, М 42 (72) Т.Д. Толкачева и О,А. Толкачева (53) 621.73.047 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 745584, кл. В 21 Н 8/00, 1977. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ

ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ

ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности может быть использовано при ротационной вытяжке тонкостенных цилиндрических и конических деталей из различных сталей и сплавов. Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет обеспечения получения на наружной поверхности детали регулярного рельефа, а также декоративного рисунка непосредственно в процессе формообразования. Способ изго-. товления полых осесимметричных деталей включает ротационную вытяжку с обжатием толщины стенки полой заготовки до заданного размера детали одним или более роликами, которые образуют при контакте с заготовкой передними коническими поверИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности может быть использовано при ротационной вытяжке тонкостенных цилиндрических деталей из различных сталей и сплавов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за сче ,»5U, 1690931 AI хностями предварительные участки зоны деформации, а при контакте с получаемой деталью вершиной и задней конической поверхностью одного из роликов окончательный участок эоны деформации. Для получения на наружной поверхности детали регулярного рельефа, а также декоративного рисунка непосредственно в процессе формообразования профиля детали, ротационную вытяжку на предварительных участках эоны деформации осуществляют с постоянной величиной обжатия толщины стенки заготовки по окружности, а на окончательном участке — с величиной обжатия периодически изменяющейся (увеличивающейся и уменьшающейся) по окружности, но не менее одного раза на длине получаемой детали, соответствующей перемещению ролика за один его оборот, Так, например, периодическое увеличение или уменьшение величины обжатия толщины стенки заготовки на окончательном участке зоны деформации достигают путем образования на вершине и задней конической поверхности ролика впадин или выступов соответственно, а также путем нанесения на указанные поверхности рельефного рисунка, 1 з. и. ф-лы, 4 ил, обеспечения получения на наружной поверхности детали регулярного рельефа, а также декоративного рисунка непосредственно в процессе формообразования.

На фиг. 1 представлен очаг деформации заготовки для случая деформирования двумя роликами, образующие рабочих поверх1690931 ностей которых усгювно совмещены; на фиг.

2 — разрез А-А на фиг, 1, на фиг. 3 — ролик; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3.

Сущность способа заключается в следующем, Заготовку 1 толщиной стенки То надевают на оправку 2, деформируют с обжатием толщины стенки на величину ЛТ и получают тонкостенную готовую деталь с толщиной стенки сд. При контакте с заготовкой передними коническими поверхностями ролики 3 и 4 образук>т предварительные участки зоны 5, 6 деформации, а при контакте с деталью вершиной и задней конической поверхностью одного из роликов образуют окончательный участок зоны 7 деформации, при этом величины обжатия АТ> и АТ2 толщины стенки на предварительных участках сохраняют постоянными по окружности, например, за счет гладкого переднего профиля каждого ролика, а величину обжатия At на окончательном участке зоны деформации периодически изменяют по окружности, в общем случае от

Лтмин AtMsKc Л тмин и т, д„например, эа счет переменного по окружности профиля вершины и задней конической поверхности ролика на длине контакта с наружной поверхностью получаемой детали, Разница величин максимального и минимального обжатия на окончательном участке не должна превышать величины обжатия толщины стенки за один оборот заготовки, т. е. At >

A R < A toe. Кроме того, величину минимальной толщины стен ки устанавливают исходя из предельно допустимой степени деформации, определяемой по формуле

То <дмин

Е

То

== E пред дап ° В результате непосредственно в процессе .ротационной вытяжки получают тонкостенную деталь с регулярным макрорельефом на наруж.ной поверхности. Размерные величины рельефа по окружности определяются размерами профиля вершины ролика на один оборот заготовки, при этом угловое смещение рельефа за каждый оборот заготовки зависит от величины обжатия на окончательном участке зоны деформации, скорости перемещения ролика, а также от величины кратности диаметра ролика и наружного диаметра получаемой детали, Режимы ротационной вытяжки, обеспечивающие получение заданного рельефа или рисунка обычно определяются экспериментальным путем, однако при раз5

55 работке определенной методикй возможно прогнозирование различных видов рельефов и декоративных рисунков, При необходимости образования на наружной поверхности получаемой детали чередующихся по окружности гладких и рельефных участков, а также периодически повторяющихся прерывистых и непрерывистых винтовых или продольных утолщений и углублений, деформирование на окончательном участке осуществляют роликом, на гладкой вершине и задней конической поверхности которого образованы местные впадины, выступы, а также участки с рельефным рисунком (фиг. 2). Выпуклый периодически изменяющийся рисунок или отдельные местные выступы на вершине и задней конической поверхности ролика образуют, например, путем электроннолучевой обработки на установках ЭЛУ, а углубленный рисунок образуют, например, методом вибрационной обработки алмазным наконечником.

В зависимости от вида образованного рельефа на вершине и задней конической поверхности ролика и режимов деформирования на наружной поверхности детали получают новый выпуклый либо вогнутый рисунок.

Способ изготовления тонкостенных конических и цилиндрических деталей с рельефом на наружной поверхности применим к любой конструкции станков и устройств для ротационной вытяжки: с однороликовой и многороликовой, прямой и обратной схемами деформирования, при получении постоянной и переменной толщины стенки по длине детали, а также при осуществлении процесса деформирования по схеме, когда в продольном направлении перемещается вращающаяся оправка, а ролики имеют только радиальное перемещение, Пример 1, Полую заготовку из нержавеющей стали 1Х18Н10Т толщиной 4 мм с внутренним диаметром 102,6 мм устанавливали на оправке диаметром 102,5-0,08 и подвергали ротационной вытяжке тремя роликами с рабочими углами при вершине а1 =15О; а2=20О; с =25осоответственно и задним углом P = 20О. Третий ролик установлен с зазором 1,3 мм относительно поверхности оправки, а второй и первый ролики — с зазором 1,8 мм; величины смещения в осевом направлении вершин первого ролика равны аз,5 = 2,5 мм, аз,y = 0,5 мм.

Перед формированием на вершине третьего ролика (с меньшим углом наклона рабочей поверхности) образованы канавки шириной 2 мм и глубиной 0,4 мм, 1690931

Режимы ротационной вытяжки; скорость вращения оправки 171 об/мин, продольная подача роликов 130-150 мм/мин, суммарная величина постоянных обжатий на предварительных участках зоны,деформации Т составила 2,2 мм (я-50%), на окончательном участке величину обжатия

At периодически изменяли по окружности от 0,4 мм до 0,1 мм (а сум,„, - 60 ).

В результате деформирования получили деталь с окончательной толщиной стенки

1,4 0,05 мм и регулярно расположенными выступами на наружной поверхности, высота которых 0,4-0,1 мм, ширина (в поперечном сечении детали) - 2 мм, длина (в продольном направлении детали) — 0,8-1,2 мм в зависимости от изменения скорости подачи.

Пример 2, Ту же заготовку деформировали с вышеописанными режимами роликами с диаметром примерно кратным диаметру получаемой детали, при этом на вершине третьего ролика, образующего окончательный участок зоны деформации, имели одну канавку, В результате получили деталь с непрерывным утолщением — ребром жесткости, Пример 3, Полую заготовку из алюминиевого сплава АМг6 толщиной стенки 3,5 мм с внутренним диаметром

87,6+о устанавливали на оправке 2 диаметром 87,5-0,08 мм и подвергали ротационной вытяжке двумя роликами

3, 4 с рабочими углами при вершине

a< = 15, а = 25 соответственно, 3адний угол ролика 3, образующий при деформировании заготовки окончательный участок зоны деформации, равен Зо. Перед деформированием на вершине и задней конической поверхности ролика 3 нанесен периодически изменяющийся рисунок глубиной 0,2 мм в данном случае путем вибрационного накатывания алмазным наконечником. Ролик 3 установлен с зазором 1,2 мм, ролик 4 — с зазором 1,4 мм, величина смещения вершин относительно друг друга в осевом направлении 1,75 мм.

Скорость вращения оправки 250 об/мин, 5

40 продольная подача роликов 120 мм/мин.

Суммарная величина обжатий на предварительных участках эоны деформации составила 2,1 мм (860 ), а на окончательном участке величину обжатия изменяли периодически от 0,2 до 0 (сум.макс 65 ) В результате деформирования получили деталь с новым декоративным рисунком на наружной поверхности. Высота периодически изменяющихся выступов и впадин рисунка 0,2 мм.

Формула изобретения

1. Способ изготовления полых осесимметричных тонкостенных деталей, при котором на вращающуюся оправку устанавливают полую заготовку и подвергают ротационной вытяжке с обжатием толщины до заданного размера перемещающимися роликами, образующими при контакте с заготовкой передней конической поверхностью предварительные, а при контакте вершиной и задней конической поверхностью окончательный участок зоны деформирования, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения получения на наружной поверхности детали регулярного рельефа, а также декоративного рисунка непосредственно в процессе ее формообразования, ротационную вытяжку на предварительных участках осуществляют с постоянной величиной обжатия толщины стенки заготовки по окружности, а на окончательном участке — с величиной обжатия, периодически увеличивающейся и уменьшающейся по окружности, но не менее одного раза на длине получаемой детали, соответствующей перемещению ролика за один его оборот.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что периодическое увеличение и уменьшение величины обжатия толщины стенки заготовки на окончательном участке зоны формирования достигают образованием на вершине и задней конической поверхности ролика впадин и выступов соответственно, а также путем нанесения рельефного рисунка.

1690931

1690931

Составитель И. Ментягова

Редактор Т. Лазоренко Техред М,Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 3884 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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