Способ изготовления бандажированного формообразующего инструмента

 

(72). Авторы я зоб ретеиия

В.П. Новиков и А. Н. Равин

1

Физико-технический институт AH Белорусской ССР (7!) Заявятель (5É ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАНДАЖИРОВАННОГО

ФОРИООБРАЗЯОЩЕГО ИНСТРУНЕНТА

Изобретение относится к инстру" ментальной промышленности, в част" ности к изготовлению.инструмента для прессования, волочения и штамповки металлов.

При изготовлении иэделий прессованием, волочением и штамповкой формообразующий инструмент, в частности матрицы, волоки, контейнеры, штамповке вставки, предварительно бандажируют для создания в них сжимаю" щих напряжений.

Известен способ бандажирования формообразующего инструмента, заключающийся в том, что инструмент запрессовывают в бандажные кольца с некоторым натягом. При этом бан" дажные кольца предварительно термообрабатывают, обычно подвергая их закалке на максимальную прочность и последующему отпуску до твердости НВС

32-54 в зависимости от назначения инструмента и применяемого для бандажных колец материала f1).

Недостаток известного способа заключается в том, что запрессовка в такие кольца инструмента, имеющего, как правило, еще более высокую твер" дость и сопротивление деформирова3 нию, связана с большими удельными усилиями запрессовки, что вызывает необходимость использования мощных гидравлических прессов или другого обо в рудования и зачастую приводит к по" ломке бандажей и инструмента, особенно при возникновении перекосов.

Известен способ бандажирования, при котором бандажные кольца перед !

5 эапрессовкой в них инструмента нагревают, что приводит к снижению уси" лий запрессовки за счет увеличения посадочных размеров колец и уменьшает вероятность поломок Г23.

При сравнительно небольшой величине натяга этот способ позволяет полностью устранить необходимость эапрессовки, обеспечивая установку .,инструмента в бандажное кольца толь3 93374 ко за счет термического расширения последних вследствие нагрева. При этом способе температура нагрева бандажных колец не должна превышать температуры отпуска их материала на заданную твердость. Данное требование ограничивает применение способа для бандажирования инструмента с большими натягами, которые назначаются, в частности, для инструмен- )o тов, нагревающихся в процессе эксплуатации до высоких температур, а также в случаях использования бандажирования для компенсации температурных деформаций. 8 этих случаях, д несмотря на нагрев бандажных колец до температур, не превосходящих температуры отпуска их материала на за-. данную твердость, для бандажирования необходимы большие усилия, при этом . увеличивается вероятность поломки.

Наиболее близким к предлагаемому, па технической сущности является способ бандажирования матрицы, в со" ответствии с которым матрицу устанавливают по горячей посадке в предварительно термообработанный и нагретый до 800 С бандаж, изготовленный из твердого сплава. Данный способ позволяет осуществлять бандажирование с большими натягами за счет нагрева до высоких температур бандажных ко" лец, изготовленных из твердого сплава. который при данных температурах не снижает своих механических характеристик t33.

3$

Однако применение бандажей, изготовленных из твердого сплава, приводит к увеличению стоимости бандажированного инструмента, а также о непригодно для бандажей, воспринимающих значительные растягивающие нагрузки вследствие низкого сопротивления таким нагрузкам твердых сплавов.

Цель изобретения - упрощение про-

45 цесса изготовления и сохранение прочности бандажного кольца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления формообразующего инструмента, включающему предварительную термическую обработку бандажного кольца, нагрев бандажного кольца до температуры горячей посадки и посадку при этой температуре, термическую обработку бандажного кольца осуществляют на твердость, превышающую заданную на

2"10 единиц HRC, а при температуре

8 4

:,горячей посадки его выдерживают до достижения заданной твердости.

Температуру горячей посадки, превьвающую температуру отпуска .и достаточную для получения заданной твердости, выбирают исходя из требуемой величины натяга, а скорость нагрева бандажного кольца и время выдержки нр температуре горячей посадки устанавливают в зависимости от его материала и габаритов.

8еличину превышения твердости, достигаемой после предварительной термообработки над заданной (аН 1 =

Н„-Н, определяют исходя из снижения заданной твердости Н в ре3 зультате нагрева бандажного кольца до температуры горячей посадки (DH =

= H>-Н ) по зависимости

aH„= aH + (2.. 4) (1)

Бандажирование инструмента с боль" шим натягом осуществляется только за счет горячей посадки (без усилия запрессовки) или с минимальным усилием, а бандажные кольца из обычно прим няемйх материалов сохраняют заданные механические свойства, что повышает надежность соединения. Отсутствие не" обходимости применения для бандажей твердых сплавов снижает и стоимость бандажированных инструментов., Предлагаемым способом бандажируют матрицу для горячего выдавливания заготовок сверл 22 мм. Наружный диаметр матрицы 40 мм. Иатериал матрицы сталь Р6И5, бандажного кольца сталь 5ХН8, а их заданная твердость соответственно HRC 61-63 и

HRC 42-44. Необходимая величина натяга, найденная из условия компенсации растягивающих напряжений в стенках матрицы при максимальных усилиях выдавливания, равна 0,32 мм.

Для достижения заданной твердости бандажа его обычно подвергают термообработке, включающей закалку на масло с температуры 840"860 С (твер" дость после закалки НйС 55-59) и от пуск 460-480 С.

Температура нагрева бандажного кольца, необходимая для его установки на .матрицу за счет горячей посадки, для заданного натяга равна

620 g 10оС.

Прй нагреве предварительно термически обработанного на твердость 4244 HRC бамдажного кольца из стали

5ХН8 до температуры горячей посадки

933743 6 обычно применяемых материалов (с сохранением последними заданных механических свойств).

Формула изобретения и выдержке при данной температуре в течение 5 мин твердость его снижается до HRC 36-38. Снижение твердости дН 1 составляет таким образом

6 ед.HRC, что снижает эксплуата- 5 ционную стойкость инструмента. На ос" новании зависимости 1 выбирают h H

= 10 и проводят термообработку бандаж. ного .кольца перед нагревом до получения твердости Нп 52 - 54 (закалка с температуры 840-860 С и отпуск при

300-320 С ) . .Затем осуществляют нагрев кольца до 620оС (температура горячей посадки), выдерживают при этой. тем-. пературе и бандажируют.

IS

Время выдержки при температуре горячей посадки (включая продолжительность бандажирования) 5 мин. Твердость кольца (иэмеренная после охлаждения бандажированного соединения) 2о

ЙЯС, 42 " 43, что соответствует за" данной е

Использование предлагаемого способа изготовления формообразующего инструмента обеспечивает следующие . и преимущества: уменьшение усилия запрессовки за счет нагрева бандажных колец до высоких температур при бан- . дажировании инструмента с большой величиной натяга; уменьшение количест- зв ,ва поломок при бандажировании вследствие снижения усилий; возможность использования взамен дорогостоящих твердых сплавов бандажных колец из

Способ изготовления бандажированного формообразующего инструмента, включающий предварительную термическую обработку бандажного кольца, нагрев бандажного кольца до температуры горячей насадки и посадку при этой температуре, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса изготовления и сохранения прочности колец, термическую обработку бандажнаго кольца осуществляют на твердость, превышающую заданную на 2-10 единиц

HRC, а при температуре горячей посадки его выдерживают до достижения за" данной твердости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Северденко В.П. и др, Горячее гидродинамическое выдавливание режущего инструмента. Минск, "Наука и жизнь", 1974, с. 95 °

2. Прозоров Л.В. Прессование стали и тугоплавких сплавов. ндашиностроение", 1969, с. 178.

3. Заявка Японии 4" 52-35746, кл. 12С223.3.) 1977 °

Редактор В. Бобков

Заказ 3866/8

Составитель А. Секей

ТехредМ. Надь Корректор 8. Бутяга

° ЮЮ М Ю Ю Ю Ю Ю Вф Ю.Ю Ю Ю Ю3 Ю Ю Ю ° ВЮ е аы еюеюю

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, в-35, Раушская наб., д. 4/5

° В Ю ЮВВ ° ЮЮ ВЮ ВЮЮЮФВФВФВЮЮ филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4