Способ получения изделий с отверстием

 

Использование: обработка металлов давлением, технология изготовления штампованных изделий из жаропрочных сплавов со сквозным отверстием. Сущность изобретения: нагретые заготовки подвергают предварительной штамповке с образованием перемычки. Диаметр намечаемого под прошивку отверстия рассчитывают по формуле. Перемычку удаляют. После нагрева проводят окончательную штамповку в том же штампе. 1 табл.

союз советских социллистичесних

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4890328/27 (22) 11.12 ° 90 (46) 15.09.92. Бюл. Г 34 (71) Ступинский металлуРгический комбинат (72) B.È.Kàêoàèí, С,В,Карпов и Г. В. Вла скина (56) A. È. Áðþõà Hoâ "Ковка и объемная штамповка", М., Машиностроение, 1975, с. 238, рис. 208.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве при изготовлении штампованных изделий из жаропрочных труд нодеформируемых . сплавов со сквозным отверстием.

Известен способ изготовления коль" цевых поковок преимущественно типа двубортных ступиц, заключающийся в предварительном получении полой по" ковки с перемычкой,. буртом и облоем у другого торца, приложении усилия раздачи к тоРцу ступицы, прошивке перемычки и последующей обрезке облоя.

Недостаток известного способа заключается в образовании эон затрудненной деформации, возникающих при деформации перемычки на стадии окончательной штамповки, что вызывает увеличение удельных усилий.

„„SU 1761366 А1

51) В 21 3 5/02, 5/10

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ОТВЕРСТИЕМ (57) Использование: обработка металлов давлением, технология изготовления штампованных, изделий из жаропроч" ных сплавов .со сквозным отверстием.

Сущность изобретения: нагретые заготовки подвергают предварительной штамповке с образованием перемычки.

Диаметр намечаемого под прошивку отверстия рассчитывают по формуле. Перемычку удаляют.. После нагрева проводят окончательную штамповку в том же штампе. 1 табл.

3 .I

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототи",Я па, является способ получения иэделий с отверстием, включающий предварительную объемную штамповку и сквоз", ъ ную прошивку отверстия прошивнем (Брюханов А.И. Ковка и объемная штам- Ос, повка.. М.: Машиностроение, 1975, : — а с. 238, рис. 208). :6д

Существенные недостатки данного способа заключаются в том, что на стадии окончательной штамповки тре— буется перемещение значительного объема деформируемого металла из центра заготовки к периферии, что приводит к значительным растягивающим напряжениям по поверхности поковки, и образованию поверхностных трещин, а также низкая степень деформации в ступице поковки, что связано с образованием зон затрудненной деформации.

1761366

Кроме того данный способ непригоден для изготовления изделий из жарапрочных сплавов, поскольку перемычка при окончательной штамповке не выдержит необходимой степени деформации. Эти обстоятельства обуславливают также образование поверхностных трещин и снижение стойкости штампов.Целью настоящего изобретения яв- 10 ляется снижение энергоемкости процесса и повышение качества изделий путем исключения образования зон затрудненной деформации.

Поставленная цель достигается 15 тем, что в способе получения изделий с отверстием, включающем предварительную объемную штамповку заготовки с образованием перемычки, окончательную объемную штамповку заготовки 20 и сквозную прошивку отверстия, уда» ление перемычки производят перед окончательной штамповкой, причем ди" аметр отверстия определяется из соотношения: 25 .2 2 н. -н, Э =К ° D ото г.п Н . ц

-4 где 0 „ — внутренний диаметр ступицы готовой поковки, .мм; 30

Н - высота ступицы предварительЩуд но-штампованной заготовки, мм;

К=(0,96-1,18) - коэффициент заполнения отверстия.

Способ осуществляетс следующим образом. Нагретые заготовки подвергают предварительной штамповке с образованием перемычки. Диаметр от- верстия, исходя из высоты. ступицы предварительно штампованной заготовки

Н„ .2, высотЫ ступицы готовой поковки

Н, внутреннего диаметра ступицы готовой поковки D n и экспериментально полученного коэффициента за" полнения отверстия К, определяют по вышеуказанной формуле. Окончательную штамповку осуществляют после удаления перемычки и нагрева заготовки °

Удаление перемычкй перед окончательной штамповкой исключает перемещение значительного объема деформируемого металла из центральной части штампованной заготовки на периферию, чем уменьшаются растягивающие напряжения на поверхности поковки.

Данное обстоятельство способствует повышению качества поковок за счет уменьшения поверхностных трещин. Ttpсле удаления перемычки, на стадии окончательной штамповки слои металла из зоны ступицы перемещаются к центру поковки, тем самым увеличивая зону смещенного объема, за счет чего повышается степень деформации поковки. Данное обстоятельство непосредственно влияет на качество изделий, увеличивая уровень механических свойств на ступице.

Соотношение

Нпоз Н г и

D =K-D от г и .

Н р Hrrnn регламентирует диаметр отверстия удаляемой перемычки перед окончательной штамповкой. В практических условиях производства устанавливают та» кие пределы величины отверстия, в которых оно эффективно действует.Пределы по данному соотношению устанавливает коэффициент К, который равен (0,96-1,18). Запредельные значения

I коэффициента, по которым определяют величину заполнения отверстия, не обеспечивает эффективности процесса на стадии окончательной штамповки.

Значение K=0,96 соответствует заполнению отверстия на стадии окончательной штамповки на 98ь, а значение

К=1,18 обеспечивает заполнение отверстия на 793.

Значение, коэффициентов К=(0,961,18) выведено эмпирически и подтверждено экспериментально.

В процессе окончательной штамповки отверстие в изделии не должно пол" ностью заполняться штампуемым металлом, так как при доШтамповке резко возрастает удельное усилие.

При коэффициенте К < 0,96 в процессе окончательной штамповки отверстие"еще до окончания процесса полностью заполнится деформируемым металлом и для окончания процесса потребуется увеличение усилия, что приводит к образованию поверхностных.трещин и не всегда возможно из-за ограниченной мощности оборудования.

При коэффициенте К > 1,18 в процессе деформации ступица готовой по" ковки не заполняется из-за недостатка металла в этой зоне.

П р.и м е р, Проводилась штамповка 18 дисков шифра ТП-43 из никеле« вого сплава ЭК79-All на гидравличес1761366 ком прессе усилием 10 тыс. т.с. В качестве заготовки использовали шайбу массой (250 + 10)кг, высотой (180210)мм. Заготовки нагревали до температуры (1100П О) С, после чего их подвергали предварительной штампов" ке с образованием перемычки. Высота ступицы полученной штамповки составляла (142-147)мм. Внутренний диаметр 10 ступицы готового диска равен 170 мм, а высота ступицы - 122 мм.

По формуле

2 2

11 оо.2 H г)) и =к о 15

Отв ) ))

flp g ))) где О,„- внутренний диаметр ступицы готовой поковки, мм;;

Н„р - высота ступицы предварительно штампованной заготовки, 20 мм.

Н„„- высота ступицы готовой поковки, мм, К=0,93; 0,96; 1,07; 1,18; 1,21 - экспериментально полученный коэффициент заполнения отверстия, определяли диаметр отверстия заготовки.

После удаления перемычки заготовки 30 нагревали до температуры (1140410) С и проводили окончательную штамповку в том же штампе.

С целью получения сравнительных данных проводили штамповку дисков З5 шифра ТП-43 иэ сплава ЭК79-ИД при тех же условиях, но без удаления перемычки. После охлаждения производили осмотр каждой штампованной поковки.

Результаты эксперимента сведены в 40 таблицу.

Как видно иэ таблицы, при штамповке заготовок с отверстиями, выполненных по пунктам б, в, г штампованные поковки имели полное оформление и гео-45 метрические размеры выдержаны в заданных размерах.

При штамповке заготовок, отверстия которых выполнены по и. "а" имелось неэаполнение обода, на поверхности ур поковок имелись трещины. Данное обстоятельство указывает на полное заполнение отверстия деформируемым металлом еще до окончания процесса, а для дальнейшего проведения процесса требуется большее усилие.

При штамповке заготовок, отверстие которых выполнено по и . "д".имеется незаполнение металлом ступицы ввиду увеличенного диаметра отверстия.

На scex дисках, полученных по способу, описанному в прототипе, наблюдалось неоформление ступицы и обода диска, на поверхности были обнаружены трещины.

На основании результатов эксперимента можно сделать вывод, что пред" ложенный способ за счет удаления перемычки на предварительно штампованных заготовках позволяет уменьшить усилие на деформирование заготовок и увеличить стойкость штампов, а ис" ключение зон затрудненной деформации способствует повышению качества штампованных дисков., уменьшая образование поверхностных трещин.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом обусловлеНы уменьшением припусков на механическую обработку и повышением качества штампуемых иэделий, обеспечивая повышение выхода годного на 8-104. формула изобретения

Способ получения изделий с отверстием, включающий предварительную объемную штамповку заготовки с образованием перемычки, окончательную объемную штамповку и сквозную прошивку отверстия, отличающийся тем, что, с целью снижения. энергоемкости процесса и повышения качества изделий путем исключения образования зоны затрудненной деформации, удаление перемычки производят перед окончательной штамповкой, причем диаметр отверстия определяется из соотношения

2 г

Hr)ð.2. H )-л

Hnp.g. Н rn где Э„„- внутренний диаметр ступицы готовой поковки, мм;

Н - высота ступицы предварительпр, но штампованной заготовки, мм;

Н,„ " высота ступицы готовой поковки, мм;

К=0,96-1,18 - коэффициент заполнения отверстия.

1761366

Количество дисков, шт.

Характеристика заготовок

Результаты эксперимента

Способ диаметр отверстия, мм величина козф-та, К а) К=0 93

Предла гае"

Мый б) К=О 96

90 в) К=1,07 г) К=1,18 д) V=1,21

4

113

Прототип

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

Редактор В.Сильнягина

° Ю Ю Ф Ю Ю ЭВ IO Ю ВВ Ю ВВ

Заказ 3214

ВНИИПИ Государственного

113035, Незаполнение обода, на поверхности поковок трещины, штампованная поковка забракована

Полное заполненйе ступицы, поверхность поковок без трещин

То же

11

Незаполнение ступицы, штампованная поковка забракована

Незаполнение обода и ступицы, на поверхности штампованных поковок имеются трещи" ны, Составитель В.Каковин

Техред M.Моргентал Корректор Т,Вашкович

Тираж Подписное комитега по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5