Способ изготовления полых заготовок спеременным поперечным сечением

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1 835580 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090779 (213 2792759/25-27 с присоединением заявки йо(23) Приоритет —

Опубликоваио 070681. Бюллетень Ж 21 (53)pA. KR 3

В 21 Н 7/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 771. .67 (088 ° 8) Дата опубликования описания 070681 (72) Автор изобретения

A.М.Швайгер

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК

С ПЕРЕМЕННЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов давлением, кон.— кретнее к процессам изготовления заготовок деталей типа сосудов с переменным очертанием наружной поверхности.

Известен способ изготовления полых заготовок с переменным поперечным сечением путем протяжки на оправке предварительно прошитых заготовок в калибрах, образованных неприводными валками переменного радиуса (1) .

Технологические возможности такого способа, определяемые максимально допустимыми эа один переход степенями деформации, ограничены ресурсами пластичности металла в протянутой стенке.

Пластичность деформируемого металла определяется его механическими свойствами и схемой напряженно-дефор- 20 мированного состояния в очаге дефор— мации..Преобладающая при протяжке растягивающая схема напряжений резко снижает возможности значительного формоизменения заготовки.

Интенсификация режимов протяжки путем увеличения вытяжки приводит к искажению или проколу дна заготовки, или к недопустимому утонению ее стенки. стенки. Искривление дна заготовки иа блюдается иногда и в тех случаях, когда боковая фасонная поверхность заготовки оформляется достаточно качественно.

Целью изобретения является повышение точности заготовок и увеличение допустимых степеней деформации.

Это достигается тем, что к торцевой поверхности заготовки со стороны дна прикладывают усилие противодавления, а к ее противоположной торцевой поверхности прикладывают переменное осевое усилие подпора, причем усилие противодавления выбирают из условия максимального диаметра заготовки, а величина усилия подпора пропорциональна разности диаметров наружной и внутренней поверхностей заготовки.

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа, Предварительно прошитая заготовка

1 протягивается пуансоном 2 в калибре, образованном неприводными валками переменного радиуса 3. Под действием деформирующих сил и сил трения валки вращаются, образуя на поверхности" заготовки заданный переменный профиль. К поверхности заготовки со стороны дна прикладывают усилие

835580 противодавления Р, а к торцевой поверхности заготовки прикладывают переменное осевое усилие подпора P .

Величины Р,Р и Р задают такими, чтобы процесс протяжки осуществлялся при схеме напряженного состояния, близкой к схеме всестороннего нерав-. номерного сжатия.

Деформация происходит за счет технологического усилия и усилия подпора на торце заготовки. Сжимающая схема напряжений в очаге деформации при незначительных растягивающих или даже сжимающих напряжениях в протянутой части заготовки обеспечивается усилием подпора Р, силами трения на пуансоне, усилием противодавления и активными силами трения на валках в зоне отставания. Необходимость регулирования величины подпора Р объясняется следующими, факторами. При определенных соотношениях геометрических размеров деформируемой заготовки и валков при малых коэффициентах вытяжки усилие подпора может оказаться достаточным для проталкивания заготовки в валки. При этом возможны отход дна заготовки от пуансона, нарушение кинематики процесса (иэменение величины опережения) и, следовательно, несоответствие действительных размеров заготовки расчетным. С другой стороны, усилие подпора регламентированной постоянной величины может оказаться недостаточным для создания высокого уровня гидростатического давления, необходимого при формообразовании участков заготовки с большими степенями деформации.

Максймальные величины усилия подпора Р ограничивают значениями, определяющими момент потери устойчивости верхней частью заготовки и возможность ее осадки. Оптимальные значения величины подпора, допустимые заданными коэффициентами вытяжки по участкам заготовки, могут быть определены теоретически или опытным путем. Предельные расчетные значения удельного усилия противодавления принимаются равными истинному сопротивлению деформации металла при температурно-скоростных условиях деформирования. Оптимальные значения усилия противодавления устанавливают экспериментально из условия качественного оформления данной поверхности заготовки.

Увеличение гидростатического давления в очаге деформации повышает йластичность металла и допустимые . степени деформации. Усилие противодавления совместно с усилием подпора

Р создают сжимающую схему напряже- . ний в донной части заготовки и способствуют ее четкому оформлению в пределах заданных геометрических размеров.

Рассмотрим приближенный пример расчета основных параметров предлагаемого способа.

Протяжке подвергается полая цилиндрическая заготовка, имеющая наружный диаметр Оц.=123 мм и высоту

"a=190 мм. Максимальный диаметр заготовки после протяжки 0„„О„=122 мм, а минимальный диаметр 0„„„=109 мм.

Диаметр пуансона 0=85 мм. Материал заготовки — сталь 45, температура деформации 1100 С, среднее значение истинного сопротивления деформации

os =8 кг/мм

Предельное значение противодавления Я, принимаем равным сопротивле15 нию деформации бэ =8 кг/мм .

Полное усилие противодавления х 0 ma» -3 2

Р = P ------- -10 =8- 0 785. 122 х

-з " 4 х10 =94, 5т.

Максимальное удельное усилие подпора Р „„, определим из расчета на осадку кольца с размерами: наружный диаметр 0н =Ор=123 мм,. внутренний диаметр 0в„ =0=85 мм.

25 Известно (.Тарковский Н.Я., Ганаго О.А. и др. Теория обработки металлов давлением. М., Металлургиздат, 1963, с.216-236), что удельное усилие осадки кольца

Pg д„д»-— (1,08+0,18 (--"- -1)Ч Л )3g йвм где h — текущее значение половины высоты кольца, 35 коэффициент, учитывающий влияние контактного трения и текущие размеры кольца.

Принимаем h= НО=95 мм; V= Oi 4i

=8 7 (--,-) . кГ мм

Полное максимальное усилие подпора

2 2

45 Р2 а» Р2 7 (н -R>í ) «ь

Р2„„,= 8, 7 . 3, 14 (61, 5 -42, 5) 10

=61т.

При протяжке участков заготовки с наружным диаметром +a 122 мм усилие подпора не имеет. практического значения и может быть снижено до О.

Таким образом, усилие подпора может изменяться в пределах от 0 до 61 т.

Полное усилие протяжки, без учета 5, влияния подпора„ складывается на усилия протяжки через валки и усилия противодавлеяия . Р=Р +Р,, 1 заготовки и возможностью искривления или прокола ее дна.

Усилие протяжки в роликовых валках может быть рассчитано цо известным формулам.

Для участка заготовки с наружным диаметром D =109 мм усилие протяж835580

I ки Р" =45;5т. Полное усилие протяжки

Р=45,5+94,5=140 т.

В настоящее время предлагаемый способ находится на стадии теоретических и экспериментальных исследований. Исследованиями установлена возможность увеличения на 15-20% допустимых за один переход степеней деформации при повышенной точности . заготовок.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа при фасонной протяжке полых заготовок с максимальным на-. ружным диаметром 125 мм в расчете на программу одного гидравлического пресса составляет 50 60 тыс.рублей. . 15

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2О . Авторское свидетельство СССР

Р 538755, кл. В 21 Н 7/14, 04.01.74., I

Формула изобретения

Составитель Д.Данилов

Редактор T.Çóáêoâà Техред И. Голинка Корректор С. Шекмар

Заказ 2803/1 Тираж 7.40 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4

Способ изготовления полых заготовок с переменным поперечным сечением путем протяжки на оправке исходной заготовки в калибрах, образованных неприводными валками переменного радиуса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения допустимых степеней деформации, к торцевой поверхности заготовки со стороны дна прикладывают усилие противодавления, а к противоположной ее торцевой поверхности прикладывают переменное осевое усилие подпора, причем усилие противодавления выбирают из условия максимального диаметра заготовки, а величина усилия подпора пропорциональна разности диаметров наружной и внутренней поверхностей заготовки.