Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении деталей типа чаши или стакана. Из исходной цилиндрической заготовки горячей объемной штамповкой в два этапа формируют полуфабрикат. На предварительном этапе путем осадки по переходам изменяют габаритные размеры заготовки с уменьшением высоты и увеличением диаметральных размеров. На заключительном этапе формируют стенки чаши и донную часть. Осадку ведут на выпуклом и вогнутом бойках с образованием на противоположных сторонах осаженной заготовки выпуклой и вогнутой конических поверхностей. Заготовку перекладывают перед каждым последующим переходом осадки вогнутой стороной на поверхность вогнутого бойка. Размеры полуфабриката перед заключительным этапом его формирования и после него выбирают из приведенного соотношения. Полученный полуфабрикат подвергают термической и механической обработке. В результате обеспечивается удовлетворительная проработка всего объема заготовки, позволяющая получить оптимальные свойства получаемых из полуфабриката изделий. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении деталей типа чаш и стаканов.

Известен способ изготовления колеса транспортного средства, включающий формирование горячей объемной штамповкой полуфабриката колеса, а также термическую и механическую обработку. Формирование полуфабриката ведут в два этапа: предварительный - формирование плоской исходной заготовки из слитка осадкой, и заключительный - формирование обода и дисковой части (см. патент РФ № 2042467, Кл. В21К 1/28, опубл. 1995).

Недостатком известного способа является неудовлетворительная проработка слитка при осадке. Текстура исходной заготовки не обеспечивает получения оптимальных свойств готовых изделий. Особенно это важно при производстве изделий, пригодных для эксплуатации в условиях экстремальных нагрузок. Соответственно, приходится увеличивать их массу, что приводит к их удорожанию.

Известен способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши, включающий формирование горячей объемной штамповкой полуфабриката колеса, а также термическую и механическую обработку. Формирование полуфабриката ведут в два этапа: предварительный - с изменением габаритных размеров исходной цилиндрической заготовки: уменьшением ее высоты и увеличением диаметральных размеров, и заключительный - формированием стенки чаши и ее донной части.

Исходную заготовку формируют из прессованного прутка(см. патент ЕР № 0509610, кл. В21К 1/28, опубл. 1992, прототип).

Недостатками этого известного способа являются:

- высокая стоимость прессованного прутка;

- диаметральный размер прессованного прутка ограничен технологическими возможностями производящего его оборудования. При этом формирование исходной заготовки из прутка малого диаметра сопряжено с потерей устойчивости прутка при приложении деформирующего усилия в направлении вдоль его оси. Соответственно для сохранения устойчивости такой исходной заготовки при деформировании требуются дополнительные мероприятия, что также приводит к удорожанию получаемых изделий.

Последние соображения приобретают особую важность при изготовлении изделий больших размеров как диаметральных, так и по ширине.

Предлагаемый способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши включает формирование горячей объемной штамповкой полуфабриката, его термическую и механическую обработку. При этом формирование полуфабриката ведут в два этапа, на предварительном этапе производят изменение габаритных размеров исходной цилиндрической заготовки с уменьшением ее высоты и увеличением диаметральных размеров, а на заключительном - формирование стенки чаши и ее донной части.

Изменение габаритных размеров исходной цилиндрической заготовки на предварительном этапе осуществляют путем осадки по переходам на выпуклом и вогнутом бойках с образованием на противоположных сторонах заготовки выпуклой и вогнутой конических поверхностей, причем заготовку перекладывают перед каждым последующим переходом осадки вогнутой стороной на поверхность вогнутого бойка.

Размеры полуфабриката перед заключительным этапом его формирования и после него выбирают из приведенного соотношения.

Перед упомянутым предварительным этапом могут проводить гомогенизацию упомянутой исходной заготовки при 300-448°С с последующим охлаждением до 18-35°С со скоростью не менее 100°C/ч и нагревом до температуры выделения упрочняющих фаз.

На упомянутом заключительном этапе формирование полуфабриката могут вести со степенью деформации не более 75% за один нагрев.

Последний из упомянутых переходов осадки могут завершать в условиях всестороннего сжатия.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что изменение габаритных размеров исходной заготовки на предварительном этапе осуществляют путем осадки по переходам на выпуклом и вогнутом бойках с образованием на противоположных сторонах осаженной заготовки выпуклой и вогнутой конических поверхностей, причем заготовку перекладывают перед каждым последующим переходом осадки вогнутой стороной на поверхность вогнутого бойка.

Размеры полуфабриката перед заключительным этапом его формирования и после него выбирают из соотношения:

1,4≤d2/(D2н-D2вн)≤8,3,

где d - габаритный диаметральный размер полуфабриката перед заключительным этапом его формирования;

Dн и Dвн - соответственно наружный и внутренний диаметральные размеры полуфабриката после заключительного этапа его формирования.

Способ может отличаться тем, что перед упомянутым предварительным этапом проводят гомогенизацию упомянутой исходной заготовки при 300-448°С с последующим охлаждением до 18-35°С со скоростью не менее 100°C/ч и нагревом до температуры выделения упрочняющих фаз.

Способ может отличаться и тем, что на упомянутом заключительном этапе формирование полуфабриката ведут со степенью деформации не более 81% за один нагрев или тем, что последний из упомянутых переходов осадки завершают в условиях всестороннего сжатия.

Технический результат предлагаемого изобретения - удовлетворительная проработка всего объема заготовки при осадке на конусных бойках с перекладкой по переходам с получением текстуры, обеспечивающей достижение оптимальных свойств получаемых из полуфабрикатов изделий. Это особенно значимо, если исходная заготовка не обладает требуемыми свойствами, например выполнена из слитка.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где показаны:

на фиг.1 - первый переход осадки: слева - до осадки;

справа - после осадки;

на фиг.2 - последний переход осадки: слева - до осадки,

справа - после осадки;

на фиг.3 - формирование стенки чаши и ее донной части.

Исходную цилиндрическую заготовку 1 (фиг.1) (проточенный слиток) плоским торцом 2 укладывают на вогнутую коническую поверхность 3 нижнего бойка 4, смонтированного в контейнере 5 с опорой на проставку 6. Контейнер закреплен на столе 7 пресса (не показан).

При перемещении ползуна 8 пресса боек 11 касается верхнего торца 9 заготовки 1 выпуклой конической поверхностью 10 и усилием P1 деформирует ее, формируя осаженную заготовку 12 первого перехода осадки с соответствующими по форме коническим поверхностям 3 и 10 противоположными сторонами. Переходов осадки может быть два или больше (обычно не более пяти).

Перед последним переходом осадки (фиг.2) осаженная на предыдущем переходе осадки заготовка 12 вогнутой стороной 13 укладывается на вогнутую поверхность 3 бойка 4. При этом выпуклая поверхность 14 заготовки 12 обращена к выпуклой поверхности 10 бойка 11.

На заключительном переходе осадки усилием Рпосл формуют окончательные размеры и форму заготовки 15. При этом предпочтительно на вогнутом торце 16 заготовки 15 выполнить уступ 17. Окончательные размеры заготовки 15 на этом переходе формируются поверхностями 3, 10, а также внутренней поверхностью 18 контейнера 5.

Полуфабрикат 19 (фиг.3) формируют усилием Рпуан из заготовки 15 приводным пуансоном 20. Центрирование пуансона 20 по уступу 17 на заготовке 15 осуществляют с помощью обоймы 21. Последняя одновременно является упором, ограничивающим перемещение пуансона 20, обеспечивая нужные размеры стенки 22 и донной части 23.

Размеры полуфабриката перед заключительным этапом его формирования и после него выбирают из приведенного выше соотношения.

Перед упомянутым предварительным этапом могут провести гомогенизацию упомянутой исходной заготовки при 300-448°С с последующим охлаждением до 18-35°С со скоростью не менее 100°C/ч и нагревом до температуры выделения упрочняющих фаз.

На упомянутом заключительном этапе формирование полуфабриката могут вести со степенью деформации не более 81% за один нагрев.

Последний из упомянутых переходов осадки могут завершить в условиях всестороннего сжатия.

Примеры осуществления способа.

1. Полуфабрикат - чашу из сплава АМГ-6 - выполняли с соотношением размеров

d2/(D2н-D2вн)=2,8.

Перед упомянутым предварительным этапом проводили гомогенизацию упомянутой исходной заготовки при 420°С с последующим охлаждением до 20°С со скоростью 150°С/ч и нагревом до температуры выделения упрочняющих фаз.

На упомянутом заключительном этапе формирование полуфабриката вели за один нагрев со степенью деформации 60%.

Последний из упомянутых переходов осадки завершили в условиях всестороннего сжатия.

2. Полуфабрикат - чашу из сплава АК-6 - выполняли с соотношением размеров

d2/(D2н-D2вн)=5,1.

На упомянутом заключительном этапе формирование полуфабриката вели со степенью деформации 25% за один нагрев.

Последний из упомянутых переходов осадки завершили в условиях всестороннего сжатия.

3. Полуфабрикат - чашу из сплава В96ц - выполняли с соотношением размеров

d2/(D2н-D2вн)=8,2.

Перед упомянутым предварительным этапом проводили гомогенизацию упомянутой исходной заготовки при 370°С с последующим охлаждением до 20°С со скоростью 150°C/ч и нагревом до температуры выделения упрочняющих фаз.

На упомянутом заключительном этапе формирование полуфабриката вели за один нагрев со степенью деформации 60%.

Последний из упомянутых переходов осадки завершили в условиях всестороннего сжатия.

Во всех примерах после формирования полуфабриката его подвергали термической и механической обработкам.

Таким образом предлагаемый способ позволяет экономично выполнять оптимальную проработку исходной цилиндрической заготовки при осадке на выпуклом и вогнутом бойках с перекладкой по переходам.

Максимальный эффект применения предлагаемого изобретения получают при изготовлении изделий больших размеров, преимущественно, из труднодеформируемых сплавов.

1. Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши, включающий формирование горячей объемной штамповкой полуфабриката, его термическую и механическую обработку, при этом формирование полуфабриката ведут в два этапа, на предварительном этапе производят изменение габаритных размеров исходной цилиндрической заготовки с уменьшением ее высоты и увеличением диаметральных размеров, а на заключительном - формирование стенки чаши и ее донной части, отличающийся тем, что изменение габаритных размеров исходной цилиндрической заготовки на предварительном этапе осуществляют путем осадки по переходам на выпуклом и вогнутом бойках с образованием на противоположных сторонах заготовки выпуклой и вогнутой конических поверхностей, причем заготовку перекладывают перед каждым последующим переходом осадки вогнутой стороной на поверхность вогнутого бойка, а размеры полуфабриката перед заключительным этапом его формирования и после него выбирают из следующего соотношения:
1,4≤d2/(D2н-D2вн)≤8,3,
где d - габаритный диаметральный размер полуфабриката перед заключительным этапом его формирования;
Dн и Dвн - соответственно наружный и внутренний диаметральные размеры полуфабриката после заключительного этапа его формирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед предварительным этапом формирования полуфабриката проводят гомогенизацию исходной цилиндрической заготовки при 300-448°С с последующим охлаждением до 18-35°С со скоростью не менее 100°С/ч и нагревом до температуры выделения упрочняющих фаз.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на заключительном этапе формирование полуфабриката ведут со степенью деформации не более 81% за один нагрев.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что последний из переходов осадки завершают в условиях всестороннего сжатия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и др. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении штампованных полых поковок с боковым отростком, например наконечников для штанг балансирных подвесок грузовых автомобилей и наконечников рулевых тяг.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении кольцевых заготовок для деталей газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении автомобильных колес.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении штампованных поковок, например типа колец, шестерен, фланцев. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве многослойных изделий втулочного или трубчатого типа. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей типа стаканов или чаш

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах заводов при изготовлении полых деталей из алюминиевых сплавов. Исходную круглую заготовку получают из слитка гомогенизацией при температуре (310-340)°C в течение (1-5) часов с последующим охлаждением до температуры (110-120)°C со скоростью не менее 110°C/ч. Гомогенизированный слиток деформируют путем уменьшения площади поперечного сечения и увеличения длины. Полученную заготовку подвергают объемной горячей штамповке выдавливанием через осесимметричный ручей. Ручей образован поверхностями неподвижного дорна и большей ступени сквозного ступенчатого отверстия контейнера. Штамповку ведут в две стадии. На первой из них прямым выдавливанием осаживают заготовку, нагретую до температуры (270-400)°C, в шайбу. Одновременно к торцу образуемой шайбы прикладывают через контейнер осевое усилие. На второй стадии выдавливают стенку детали. Вторую стадию штамповки осуществляют с нагревом до температуры (420-440)°С. В результате обеспечивается повышение прочности полученных деталей. 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении, например, автомобильных колес, емкостей высокого давления и подобных им изделий. Из исходной цилиндрической заготовки горячей объемной штамповкой в два этапа формируют полуфабрикат. На предварительном этапе путем осадки по переходам изменяют габаритные размеры заготовки с уменьшением высоты и увеличением диаметральных размеров. На заключительном этапе формируют стенки чаши и донную часть. Полученный полуфабрикат подвергают термической и механической обработке. Исходную заготовку изготавливают прессованием из слитка с предварительной гомогенизацией при указанной температуре и охлаждением с указанной скоростью. Приведены интервалы температур нагрева для двух этапов формирования полуфабриката. В результате обеспечивается повышение качества готовых деталей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей типа чаш и стаканов. Инструмент содержит матрицу, закрепленные на ползуне пресса пуансон и упор для ограничения перемещения ползуна. На столе пресса размещен фасонный выталкиватель. Нажимная обойма со ступенчатой наружной поверхностью и цилиндрическим сквозным отверстием размещена в отверстии матрицы, обеспечивая точное центрирование пуансона. Расстояние от ближайшей к оси матрицы поверхности упора больше соответствующего размера обоймы в радиальном направлении, ограничивающего ее габариты в зоне, обращенной к этой поверхности упора. В результате обеспечивается упрощение перезагрузки инструмента при каждом цикле штамповки, что позволяет повысить производительность. 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении облицовок кумулятивных зарядов для калибра 100 мм с переменной толщиной стенки. Способ изготовления медной облицовки кумулятивного заряда, включающий на первом этапе из цилиндрической медной заготовки формируют предварительную дисковую заготовку, при этом используют цилиндрическую заготовку, предварительно отожженную при температуре 400-420°C в течение 40-60 мин. Предварительную дисковую заготовку подвергают рекристаллизационному отжигу в селитровой ванне при температуре 450-470°C в течение 35-45 мин с последующим охлаждением в воде до температуры окружающей среды 15-35°C. На втором этапе осуществляют окончательную осадку дисковой заготовки с микроструктурой металла находящейся в деформированном состоянии. После механической обработки получают фасонную заготовку с внутренней поверхностью переменной толщины, уменьшающейся к центру заготовки, при этом профиль и геометрические размеры фасонной заготовки определяют графоаналитическим методом с учетом припуска 1,04-1,05 от полученных графоаналитическим методом размеров. Раскатку фасонной заготовки на конусной оправке производят с интенсивным охлаждением СОЖ, подаваемой со скоростью не менее 25 л/мин, до получения полого конуса с толщиной стенки, уменьшающейся к вершине полого конуса заготовки и углом конуса 40°-70°. Рекристаллизационный отжиг заготовки ведут в селитровой ванне при температуре 450-470°C в течение 20-25 мин с последующим охлаждением в воде до температуры окружающей среды. Отпуск осуществляют при температуре 240-250°C в течение 14-16 мин. Изобретение позволяет увеличить бронепробиваемость за счет получения воронки с однородной микроструктурой вдоль образующей. 2 ил.
Наверх