Способ изготовления длинноосных изделий типа стержня с утолщением

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении длинноосных изделий типа стержня с утолщением. Используют исходную заготовку диаметром, меньшим наружного диаметра утолщения. Первоначально формообразуют утолщение путем высадки металла конца исходной заготовки под действием пуансона штампа в полость между рабочими торцами пуансона и подвижной ступицы. Ступицу размещают в корпусе штампа соосно матрице с обеспечением выступания конца исходной заготовки над рабочим торцом ступицы и фиксируют до момента окончания формообразования утолщения. Затем ступицу растормаживают и производят формообразование стержня выдавливанием металла оставшейся части заготовки в отверстие матрицы при одновременном воздействии на заготовку пуансона и ступицы. В результате обеспечивается повышение качества полученных изделий и стойкости используемого инструмента. 1 ил.

 

Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении длинноосных стержневых изделий типа вал-шестерня, клапанов, изделий с фасонным утолщением и ступенчатым стержнем и др. за один переход.

Длинноосные стержневые изделия типа клапанов характеризуются наличием длинного стержня относительно небольшого диаметра и утолщения большого диаметра, расположенного на конце стержня. Значительная разница диаметров стержня и головки не позволяет изготавливать подобные изделия прямым выдавливанием за один переход из-за возникновения больших усилий деформирования и степеней деформаций. В большинстве случаев, например, клапаны, изготавливают прямым выдавливанием за два перехода. В первом переходе выдавливают стержень из заготовки диаметром меньшим диаметра тарелки клапана, во втором переходе формируют тарелку клапана путем осадки оставшейся части заготовки в контейнере.

Известен способ изготовления подобных изделий горячим выдавливанием на прессах с подвижным контейнером, включающий подачу заготовки в контейнер, распрессовку заготовки в контейнере, выдавливание части заготовки в очко матрицы с формированием штамповки с частью постоянного сечения и формирование на указанной штамповке утолщения путем осадки оставшейся части заготовки, при этом выдавливание части заготовки в стержень осуществляют прямым выдавливанием, а осадку оставшейся части заготовки осуществляют в полость, которую образуют путем перемещения матричного узла относительно контейнера перед формированием утолщения (Патент РФ №2259897). Прототип.

Недостатками прототипа являются трудности широкого использования приведенного способа выдавливания, связанные с необходимостью применения специальных гидравлических прессов с подвижным контейнером, имеющих скорость перемещения траверсы, недостаточную для выдавливания стальных поковок с тонкими элементами при температурах нагрева заготовок 1100-1200 градусов из-за быстрого понижения температуры тонких элементов. Гидравлические прессы с подвижным контейнером и большей скоростью в настоящее время имеются в единичных исполнениях. На первом этапе выдавливание стержня производят по традиционной схеме прямого выдавливания, характеризующемся возникновением высоких (пиковых) удельных давлений при распрессовке и выдавливании заготовки, что вызывает увеличение энергетических затрат и снижние стойкости инструмента. Производительность процесса выдавливания сравнительно низкая.

Задачей изобретения является повышение производительности, точности размеров, стойкости инструмента, качества продукции, расширение номенклатуры изделий, снижение энергозатрат и трудоемкости при изготовлении изделий.

Поставленная задача в предлагаемом изобретении решена путем изменения последовательности проведения этапов формообразования и схемы напряженного состояния, применения исходной заготовки диаметром, меньшим наибольшего диаметра изделия, сокращения числа переходов при изготовлении стержневых изделий с утолщением до одного, использования традиционных механических прессов, скорости движения рабочих траверс которых выше скорости гидравлических.

Сущность предлагаемого способа изготовления стержневых изделий с утолщением заключается в следующем. Используют исходную заготовку, диаметр которой меньше диаметра утолщения изделия по крайней мере, в 1,5-2 раза, устанавливают ее на матрицу в отверстие первоначально зафиксированной подвижной ступицы, размещенной в корпусе штампа, таким образом, чтобы конец заготовки выступал над рабочим торцем подвижной ступицы на величину h, определяемую из величины объема металла, необходимого для формообразования утолщения изделия, затем под действием пуансона, при неподвижной ступице, первоначально формообразуют утолщение изделия путем высадки металла, выступающего конца заготовки, в полость между торцами пуансона и ступицы, предварительно формообразуя утолщение изделия, затем подвижную ступицу растормаживают и при одновременном перемещении пуансона и подвижной ступицы выдавливают оставшуюся часть металла заготовки в отверстие матрицы, в конце процесса выдавливания утолщение, при необходимости, доштамповывают.

Применение исходной заготовки диаметром, меньшим наружного диаметра изделия, позволяет снизить усилия высадки утолщения и выдавливания стержня. При одновременном воздействии пуансона на металл заготовки и подвижную ступицу, перемещающуюся в направлении выдавливания стержня, трение между металлом заготовки и стенками ступицы практически отсутствует и усилие выдавливания также значительно снижается. Доштамповка утолщения позволяет повысить точность размеров изделия.

Предложенный способ можно применять и при изготовлении стержневых изделий с пустотелым утолщением, а также со ступенчатой формой утолщения и стержня и др.

В целом использование предлагаемого способа изготовления стержневых изделий с утолщением на конце, в том числе и на традиционных механических прессах, позволяет повысить производительность процесса изготовления, точность размеров, прочностные характеристики изделий, стойкость инструмента, снизить усилия деформирования, энергозатраты и расширить сортамент изделий, изготавливаемых выдавливанием.

Этапы осуществления предлагаемого способа показаны в разрезе на фиг. 1. На левой стороне фигуры 1 показан первый этап формообразования утолщения изделия, в котором исходную заготовку 1 (показана пунктиром) устанавливают в отверстие первоначально зафиксированной подвижной ступицы 2, на матрицу 3 таким образом, чтобы ее конец выступал над матрицей на величину h, и под действием пуансона 4 производят высадку конца заготовки, заполняя металлом полость между торцами пуансона и ступицы. Далее ступицу 2 растормаживают и при одновременном воздействии пуансона 4 и ступицы 2 на заготовку выдавливают металл в отверстие матрицы 3 (правая сторона фиг. 1).

Возможность осуществления предложенного способа установлена экспериментально при изготовлении опытных стальных образцов поковок с диаметрами утолщений 80 мм, стержня 20 мм, высотой 150 мм.

Способ изготовления длинноосных изделий типа стержня с утолщением, включающий использование исходной заготовки диаметром, меньшим наружного диаметра утолщения, формообразование утолщения под действием пуансона штампа и формообразование стержня выдавливанием металла заготовки в отверстие матрицы штампа, отличающийся тем, что первоначально производят формообразование утолщения высадкой металла конца исходной заготовки под действием пуансона штампа в полость между рабочими торцами пуансона и подвижной ступицы, которую размещают в корпусе штампа соосно матрице с обеспечением выступания конца исходной заготовки над рабочим торцом ступицы и фиксируют до момента окончания формообразования утолщения, а затем ступицу растормаживают и производят формообразование стержня выдавливанием металла оставшейся части заготовки в отверстие матрицы при одновременном воздействии на заготовку пуансона и ступицы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холодной объемной штамповкой стержневых изделий с шестигранной головкой.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке осесимметричных деталей с удлиненной осью за один переход. Устройство содержит два ползуна, первый из которых расположен на одной оси с матрицей.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения холодной объемной штамповкой изделий типа полого шарового пальца.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей в форме стержня с фланцами. Нагретый слиток поэтапно деформируют в формовочной машине.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам изготовления стержневых деталей с головками из титановых сплавов, и может быть использовано в авиационно-космической технике, а также химическом машиностроении, судостроении и автомобилестроении.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стержневых деталей с утолщениями. Стержень размещают в отверстии матрицы с опорой на выталкиватель.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении клеммных болтов для рельсовых скреплений железнодорожных путей. Осуществляют предварительное и окончательное формирование прямоугольной головки болта и ее сферической опорной поверхности.

Изобретение относится к области холодной объемной штамповки и может быть использовано при изготовлении стержневых изделий типа шаровых пальцев с полой головкой.

Изобретение относится к области обработки давлением заготовок в виде прутков прямоугольного или круглого сечения и может быть использовано при изготовлении петель железнодорожных вагонов и других деталей типа стержней с утолщением на торце, несоосным по отношению к стержню.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в авиационно-космической технике, в химическом машиностроении, судостроении, автомобильной промышленности при изготовлении стержневых деталей с головками из титановых сплавов.

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб из легированных конструкционных сталей.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей в форме стержня с фланцами. Нагретый слиток поэтапно деформируют в формовочной машине.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении колес для транспортных средств. Для изготовления компонента основания обода составного колеса используют трубчатую заготовку, которую подвергают горячей штамповке осадкой в пресс-форме.

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами. Нагретый конец трубы деформируют на прессе в рабочей полости матрицы пуансоном за несколько операций.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стержневых деталей с утолщениями. Стержень размещают в отверстии матрицы с опорой на выталкиватель.

Изобретение относится в области машиностроения и может быть использовано для холодной высадки изделий. Устройство содержит смонтированные в корпусе инструмент для холодной высадки, обжимной элемент и пуансон.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит вставку и бандажное кольцо.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в трубном производстве при изготовлении труб нефтяного сортамента с утолщенными концами.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при деформировании концевых участков криволинейных труб.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубному производству. Осуществляют деформирование нагретого конца бурильной трубы на прессе в полости разъемной матрицы посредством перемещаемого пуансона за четыре последовательных операции высадки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит бандажное кольцо с внутренней конусной поверхностью и вставку с наружной конусной поверхностью и полостью, имеющей перепад диаметров. Вставка запрессована в бандажное кольцо с переменным натягом. Натяг образован различной на противоположных торцах матрицы величиной разности между внутренним диаметром бандажного кольца и вставки. Вставка в месте перепада диаметров полости выполнена со ступенчатыми отверстиями. Часть упомянутых ступенчатых отверстий с диаметром 0,2-0,5 мм расположена со стороны полости вставки. Часть отверстий с диаметром 1-4 мм расположена со стороны ее наружной поверхности вставки. На упомянутой поверхности в месте выхода отверстий выполнены продольные канавки, количество которых совпадает с количеством отверстий. В результате обеспечивается повышение циклической стойкости и прочности матрицы. 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении длинноосных изделий типа стержня с утолщением. Используют исходную заготовку диаметром, меньшим наружного диаметра утолщения. Первоначально формообразуют утолщение путем высадки металла конца исходной заготовки под действием пуансона штампа в полость между рабочими торцами пуансона и подвижной ступицы. Ступицу размещают в корпусе штампа соосно матрице с обеспечением выступания конца исходной заготовки над рабочим торцом ступицы и фиксируют до момента окончания формообразования утолщения. Затем ступицу растормаживают и производят формообразование стержня выдавливанием металла оставшейся части заготовки в отверстие матрицы при одновременном воздействии на заготовку пуансона и ступицы. В результате обеспечивается повышение качества полученных изделий и стойкости используемого инструмента. 1 ил.

Наверх