Способ калибровки поверхности изделий

 

«si}s В 21 О 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5002275/27 (22) 06.09.91 (46) 07.09.93. Бюл. N 33 — 36 (76) Таланов Б.П, Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ (57) Сущность изобретения: способ калибровки поверхности изделий осуществляют

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии обработки поверхностей деталей типа штампов калибровкой.

Известен способ калибровки поверхности изделий путем деформирования заготовки инструментом.

Известный способ не позволяет полностью откалибровать изделие при наличии у него закрытых внутренних поверхностей.

Известен способ калибровки поверхности изделий, при котором к заготовке инструментом прикладывают усилие деформации и осуществляют калибровку.

Указанный известный способ не позволяет получить требуемые форму. размеры и частоту поверхности получаемых изделий в том случае, когда иэделие имеет значительную массу и обрабатываемую внутреннюю поверхность, что имеет место при изготовлении штампов.

Сущность изобретения состоит в том, что при калибровке поверхности изделий путем приложения к заготовке инструментом усилия деформации, последнее прикладывают и снимают путем иэделия разности

„.,RU „, 2000157 С путем установки в обрабатываемый штамп калибра, совместного их нагрева, приложения к штампу усилия сжатия и охлаждения.

Материал калибра выбирают с коэффициентом линейного расширения меньше, чем у материала штампа в два раза. Материал калибра выбирают по прочностным параметрам выше. чем у материала штампа не менее чем в два раза. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. температур между инструментом и издели- Я ем, При этом инструмент выполняют в виде калибра, заготовку - в виде штампа, после установки калибра в штамп их совместно нагревают, прикладывают к штампу усилие Я сжатия и охлаждают его. Материал калибра выбирают с коэффициентом линейного расширения меньше, чем у материала штампа Я в два раза. О

Материал калибра выбирают по прочностным параметрам выше, чем у материала штампа не менее, чем в два раза.

Дан«ый способ применим для обработки закрытых поверхностей штампов, которь«е в данном случае являются калибруемым изделием, а инструментом для калибровки служит деталь, которая размещается в штампе. и при соответствующей разности температуры будет придавать соответству, «ощу«о форму, размеры и чистоту внутренней поверхности штампа.

Технический результат определяется обеспечением возможности: получения достаточных усилий для калибровки путем приложения соответствующей разности температур; получения повышенной точно2000157 сти распределяемых температурных полей в процессе деформации.

На чертеже представлен график, иллюстрирующий взаимосвязь изменения зазора Л (> ) между инструментом и заготовкой, средней температуры Г (Г) и напряжения

P (Г) в зависимости от времени.

Способ осуществляют следующим образом.

В обрабатываемый штамп устанавливают калибр, после чего штамп собирают в пакет и зажимается. Производят нагрев штампа с калибром. Затем штамп охлаждают, в результате чего его внутренняя поверхность входит в контакт с калибром, при 15 этом происходит деформация штампа.

Т.к. материал калибра (керамика) имеет почти на порядок меньше коэффициен1 теплопроводности, то при охлаждении всей массы штампа, деталь будет еще горячей внутри, т,е, сохранять увеличенный размер.

Для лучших условий охлаждения нужно иметь стационарную камеру, куда постоянно подаются пары (допустим от жидкого азота) хладоагента. 25

Так как прочностные характеристики калибра и штампа сильно отличаются, то можно в первом приближении считать. что калибр абсолютно жесткий. а штамп — мягкий. Поэтому допуск штампа и необходимал величина деформации не играет роли — деформация будет одинакова и при необходимости обжатия на 0,1 мм и при необходимости обжатил на 0,3, т.е. не требуется высокой точности изготовления штампа.

И даже, если не получен размер штампа, можно изменить температуру разогрева калибра. T.е. брака быть не может, а остаточную деформацию калибра можно также 40 компенсировать большей температурой предварительного разогрева.

Представительный график ипл>острирует взаимосвязанные процессы, о которых говорилось выше, а также показывает сме- 45 щение начальных допусков калибра (Л К) и штампа (Л Ш).

Для устранения спекания и черезмерных усилий при температурной деформации по наибольшему габаритному размеру калибра, поверхность штампа рекомендуется смазать, допустим, графитовой смазкой перед началом калибровки, чтобы слой смазки не влиял на окончательный размер, ее срезу же необходимо легко протереть. Часть смазки при этом останется âî впадинах микронеровностей поверхности штампа.

Погрешность способа будет зависеть только от погрешности поддержания температуры в печи, так как температура паров азота постолнна. Т.е. при поддержании температуры в изделиях + 3 С и абсолютной температуре в печи 300 С погрешность окончательного размера составит 17(, от допуска. При принятой погрешности изготовления 0,3 мм в числовом вы ражении этой будет 0,003 мм.

Повышение точности связано только с погрешностью поддержания температуры в нагревательной печи.

Пример. Изготавливали штамп иэ высококачественной стали, поэтому следует принлть о 8000 кг/см .

Известно, что о = а х Е х Л1, где о- прочность материала; а — коэффициент линейного расширения материала.

Тогда при а — 10 t/ãðàä Е = 2 10 кг/см, Al — = 400 С.

10 г 10

Только охлаждением штампа такую разность температур получить нельзя, поэтому необходимо использовать и нагрев калибра, и охлаждение штампа.

Это можно осуществить следующим образом по последовательности технологическ«х операций.

Инструмент изготавливают с допуском в системе вала, т.е. допуск посчетный в "минус". Материал инструмента вь>бира>от из следующих соображений: (f» материала должна быть Bt ше, чем у штампа не менее, чем в 2 раза; и материала должна быть меньше и штампа также не менее, чем в 2 раза.

Дпл стального штампа таким материалом может быть керамика. (Jb - - 30000 кгч/см а = 0,6 10, а у сталей ((ь = (5-10) 10 кг/см, а - (10-14)х х 10 1/град.

Штамп подвергается предварительной обработке, допустим по 3-4 классу точности (б-7 квапитет). Причем допуски должны братьсл в системе вала, т.е, в минус, так как поверхность должна деформироваться (увепич«вать свой размер).

B штамп устанавливается калибр-деталь. причем будет гарантированный зазор по характеру выбранных допусков и их сопряжен«я.

Штамп эажимается между двумя плитами болтами через тарельчатые пружины. которые должны обеспечить постоянное усиление (примерно) при всех температурах калибровки, болты должны иметь минимальную длину, чтобы ик л«н(«ное расширение мало влияло на «эм.> . ние усилия.

20001>7

Штамп внутренней поверхностью входит в контакт с калибром и происходит деформация штампа с процессами, которые упрочняют не только поверхность штампа, Разое

Составитель А,Быстров

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор Л.Народная

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производгтвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 3057

Это можно получить, если плиты в местах установки болтов имеют выступы к линии разъема штампа.

Усилия от тарельчатых пружин должны обеспечивать расчетную нагрузку (8000 5 кг/см ) с запасом.

Штампы с зажимными плитами помещаются в печь и выдерживаются там до выравнивания температуры штампа и инструмента-калибра. 10

Нагрев может быть осуществлен и индуктором. но при этом точность снижается, При этой операции зазор между инструментом и штампом еще больше увеличивается, Далее охлаждают штамп. 15

Эту операцию можно осуществлять после его извлечения из печи и размещения в камере. в которую подаются пары жидкого азота. но и осуществляют упрочнение по всему объему материала штампа.

Формула изобретения

1. Способ калибровки поверхностей изделий. при котором к заготовке инструментом прикладывают усилие деформации и осуществляют калибровку. после чего усилие снимают. отличающийся тем, что усилие деформации прикладывают и снимают путем изменения разности температур между инструментом и изделием, при этом инструмент выполняют в виде калибра, заготовку — в виде штампа, после установки калибра в штамп их совместно нагревают, прикладывают к штампу усилия сжатия и охлаждают его.

2. Способ по и, l, отличающийся тем, что материал калибра выбирают с коэффициентом линейного расширения меньше, чем у материала штампа, в два раза.

3.Способ по пп.1и 2,отличаюшийся тем, что материал калибра выбира от по прочностным параметрам выше, чем у материала штампа. не менее чем в два раза,