Инструмент для поперечно-клиновой прокатки заготовок многогранного профиля

 

Использование: при производстве осесиМметричных деталей с участками многогранного исходного профиля. Сущность изобретения: инструмент для поперечноклиновой прокатки содержит две плиты с формообразующими клиньями и средство предварительного формообразования, установленное перед формообразующими клиньями. Средство предварительного формообразования выполнено в виде установленных параллельно оси симметрии инструмента двух клинообразных вставок. Боковые наклонные поверхности вставок при вершине сопряжены по радиусу и наклонены одна к другой под углом 20...35°, при этом расстояние между вставками определяетсяравенством: L a +2 (1,57 ... 2,04)-h, где а - расстояние между формообразующими клиньями, h - высота вставок. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 21 Н 1/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880383/27 (22) 05:11.90 (46) 23,03.93, Бюл. N 11 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) А.Н.Давидович, А.С.Матусевич, В.П.Чайка и К,Д.Кирдун (56) Авторское свидетельство СССР

N. 303135, кл. В 21 Н 1/18, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 1602598, кл. В 21 Н 1/18, 1989. (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОПЕРЕЧНО-КЛИНОВОЙ ПРОКАТКИ ЗАГОТОВОК МНОГОГРАННОГО ПРОФИЛЯ (57) Использование: при производстве осесимметричных деталей с участками многогранного исходного профиля. Сущность

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве осесимметри4ных деталей с участками многогранного исходного профиля.

Цель изобретения — повышение качества деталей за счет повышения точности размеров заготовки.

Для этого инструмент снабжен средством предварительного формообразования, установленным перед формообразующими клиньями и выполненным в виде установленных параллельно оси симметрии инструмента двух клинообразных вставок, боковые наклонные поверхности которых при вершине сопряжены по радиусу и на- клонены одна к другой под углом 20 — 35 . при этом расстояние между вставками определяется равенством

„„5U„„1803241 А1 изобретения . инструмент для поперечноклиновой прокатки содержит две плиты с формообразующими клиньями и средство предварительного формообразования, установленное перед формообразующими клиньями. Средство предварительного формообразования выполнено s виде установленных параллельно оси симметрии инструмента двух клинообразных вставок, .

Боковые наклонные поверхности вставок при вершине сопряжены по радиусу и наклонены одна к другой под углом 20...350, при этом расстояние между вставками определяется. равенством: L = а + 2 (1,57 ... 2,04).h, где а— расстояние между формообразующими клиньями, h — высота вставок. 6 ип.

L = а + 2 (1,57 — 2,04) h, где а — расстояние между формообразующими клиньями;

h — высота вставок.

На фиг, 1 показан заявляемый инструмент дпя поперечно-клиновой прокатки заготовок многогранного профиля; на фиг. 2— инструмент в плане; на фиг, 3 — разрез А-А; на фиг. 4 — момент внедрения основных формующих клиньев в заготовку на границе образования наплыва; на фиг. 5 — разрез Б-Б; на фиг. 6 — поле линий скольжения при внедрении вставок предварительного формообразования в заготовку, Инструмент дпя поперечно-клиновой прокатки деталей с участками многогранного профиля содержит параллельные плиты

1, на которых закреплены основные формообразующие клинья 2. расстояние между ко1803241 торыми а, Перед эаходными участками основных клиньев 2 закреплено средство предварительного формообразования, выполненное в виде двух клинообразных вставок, боковые наклонные поверхности которых при вершине сопряжены по радиусу и наклонены одна к другой под углом 20 — 35О, при этом расстояние между вставками больше расстояния между кромками основных клиньев 2 на величину 2(1,57-2,04) h.

Инструмент поперечно-клиновой прокатки заготовок многогранного профиля работает следующим образом.

Нагретую до температуры прокатки заготовку помещают между закрепленными на плитах 1 клинообразными вставками 3 предварительного формообразования, расположенными перед заходными участками основных формообразующих клиньев 2.

При возвратно-поступательном перемещении плит 1, закрепленные на них вставки 3 предварительного формообразования внедряются в заготовку и формуют на ней кольцевые канавки (компенсаторы).

При дальнейшем перемещении плит 1 в заготовку между выкатанными кольцевыми канавками внедряются основные формообразующие клинья 2 с расстоянием между кромками меньше, чем в уставках предварительного формообразования 3 на величину

2 (1,57-2,04).h и формообраэуют заготовку до заданных размеров, причем объем вытесняемого металла от внедрения основных формообразующих клиньев 2 полностью смещается в сторону кольцевых канавок предотвращая образование наплывов на недеформируемом участке исходного профиля, Доказательство существенности признаков.

Необходимость выполнения вставок предварительного формообразования объясняется тем, что они формуют на заготовке кольцевые канавки, расположенные непосредственно у мест внедрения основных деформируемых клиньев. При внедрении основных клиньев происходит вытеснение металла не на поверхность заготовки (образование наплыва), а в кольцевые канавки выполняющие функции компенсаторов, т,е. при внедрении клиньев s заготовку в соответствии с законом наименьшего сопротивления металл затекает в канавку и наплыва не образуется.

В процессе дальнейшей прокатки объем смещаемого в осевом направлении металла закрывает канавку и процесс продолжается обычным образом, при этом исходный профиль заготовки не испытывает внеконтактной деформации, которая удаляется от формуемого исходного торца в соответствии с геометрическими параметрами клина. Профиль клинообразных вставок предварительного формообразования образован двумя наклонными одна к другой поверхностями под углом 20-35О и при вершине сопряжены по радиусу.

Углы наклона поверхностей, лежащие в

10 интервале 20 — 35О и сопряженные по радиусу, являются наиболее оптимальными При угле наклона поверхностей больше 35 при осевом смещении металла от воздействия боковой грани основного формующего кли15 на волна смещаемого под острым углом металла, затекая в канавку, нахлестывается на поверхность предварительно сформованной канавки и при этом образуются закаты.

При угле меньше 20 схема деформирова20 ния приближается к процессу внедрения жесткого тела в полубесконечную плоскость с неизбежным следствием — образованием . наплыва. Величины углов установлены экспериментальным путем, Радиусное скругление наклонных поверхностей выполняется для предотвращения зажима металла при его осевом удлинении..

Расстояние между вставками больше, чем расстояние между кромками основных

30 клиньев на величину 2 (1,57-2,04)-h. Суть указанного поясняется иллюстрацией на фиг. 6, где схематично показан процесс образования наплыва при внедрении жесткого тела в полупространство, что является

35 аналогом случая внедрения клина в нагретую до ковочной температуры заготовку, Нашей целью при решении этой задачи является определение границы распределения внеконтактной деформации (наплыва).

40 Это делается для того, чтобы определить расстояние между вставками предварительного формообразования и расположить их так, чтобы формующий клин внедрялся в заготовку на границе образования наплыва.

45 Тогда смещение металла при внедрении формующего клина будет происходить в направлении наименьшего сопротивления течению, т.е. в канавку на заготовке, а не в наплыве, Тем более, что расстояние между

50 канавкой и формующим клином, как ниже покажут расчеты, весьма невелико.

Для определения области распространения внеконтактной деформации рассмотрим треугольник GAG, В этом треугольнике

55 сторона AG определяет высоту наплыва, а

GC — его ширину. Углы g и обозначают соответственно, угол наклона боковой грани клина и угол между границами областей с равномерным напряженным состоянием в

1803241

Тогда

АС

$!и — 2+P

Обозначим АС =1, Ширина наплыва

GC то GC—

Э=С.П, 40

h со$50

=1,57 h

6Смакс =

2,04 h.

50 очаге деформации (Ь АБД и Л ЕАС), см.

Л,М, Качанов "Основы теории пластичности", Наука, 1969 г.

В треугольнике GAC определим углы

ZG C= — +p, Л АОС= -у, АСа =y-р, л Л

sin — cos p + cos — sin p

2 cos — — ф. у л cosу

sin — cos y — cos — sin y

2 2

Учитывая, что высота вставки h, равная стороне ОВ, определяется выражением

h = l(cos у — sin(y — p)), В нашем случае 20 < y < 35 и этим значениям соответствует область угла

50 < p < 200. Рассчитаем предельные значения ширины распространения наплыва

6Смин = со$200 (cos 200 — sin (200 — 5 ) ) h cos 20 со$35 (со$350 — sin (35 — 20 )) Таким образом, расстояние между вставками предварительного формообразования должно быть больше расстояния между основными формообразующими клиньями на величину 2 (1,57 — 2,04) h.

Таким образом. заявляемый инстру-. мент для поперечно-клиновой прокатки заготовок многогранного профиля улучшает качество и точность прокатываемых эагото5

20 вок без применения дополнительных устройств, Заявляемый инструмент обладает существенными отличиями, т.к. технических решений, имеющих признаки сходные с признаками, отличающими предложенное техническое решение от прототипа, не обнаружено. . Заявляемый инструмент опробован в лаборатории технологической деформируемости АН БССР при прокатке детали "Ниппель" из заготовки шестигранного профиля

S = 17, Предварительное формообразование канавок производилось клиновыми элементами высотой h = 1,2 мм.

При размере под ключ а = 9 мм (расстояние между основными формующими клиньями), расстояние между вставками предварительного формообразования составило, I =-+2 1,6 = 9+ 2.1,6.1,2 = 12,84 мм

Такая конструкция инструмента (схема его показана на фиг, 2) обеспечила полное сохранение исходного профиля заготовки без какой-либо дополнительной обработки.

Предложенный инструмент намечено внедрить на Старооскольском заводе электротехнического оборудования в 1991 году.

Экономический эффект от исключения операции доработки граней исходного профиля под ключ составляет; где С вЂ” стоимость зачистки наплывов на гранях исходного профиля;

П вЂ” годовая программа.

Формула изобретения

Инструмент для поперечно-клиновой прокатки заготовок многогранного профиля, содержащего две плиты, установленные параллельно с возможностью относительного возвратно-поступательного перемещения с размещенными на нем формообразующими клиньями и средство предварительного формирования, установленное перед формообразующими клиньями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества деталей за счет повышения точности размеров заготовки, средство предварительного формообразования выполнено в виде установленных параллельно оси симметрии инструмента двух клинообразных вставок, боковые наклонные поверхнос-и которых при вершине сопряжены по радиусу и наклонены одна к другой под углом 20...35", при этом рассто1803241 яние между вставками определяется равенством = а + 2 (1,57 ... 2,04) h, где а — расстояние между формообразующими клиньями, h — высота anàвок.

1803241

Составитель А. Давидович

Редактор М. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 1024 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