Способ ротационного выдавливания

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (ii)977082

Ж

«д ъ г (61 ) Дополнительное к а вт. с вид-ву— (22) Заявлено 16.08.79 (21) 28! 1!97/25-27 (51) М. Кл." с присоединением заявки №вЂ”

В 21 D 22/16

Гоеудоретвевиый комнтет (23) Приоритет—

СССР

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень №44

Дата опубликования описания 05.12.82 (53) УДК 621.983, .44 (088.8) по делам нэобретений и открытий

В. А. Заикин, А. А. Кошелев, В. М. Мирошнич

Ш. P. Вартанян, Л. Ф. Жаданов, Г. В. Кузне

В. М. Кудрик и Г. П. Елецкий (72) Авторы изобретения

Ростовский-на-Дону научно-исследовательский инс технологии машиностроения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ РОТАЦИОННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к ротационному выдавливанию.

Известен способ ротационного выдавливания, включающий деформирование вращающейся заготовки наклонными матрицами, охватывающая рабочая поверхность каждой из которых выполнена в виде тора (1) .

Недостатком известного способа является невысокое качество готового изделия.

Цель изобретения — повышение качества готового изделия.

Указанная цель достигается тем, что матрицам сообщают дополнительно колебательное движение относительно оси, проходяшей через центр окружности, образующей торовую рабочую поверхность матрицы и перпендикулярной плоскости сечения, проходящей через ось вращения заготовки и центр окружности.

На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б — Б на фиг. 1.

При осуществлении предлагаемого способа ротационного выдавливания заготовку 1 размещают на оправке 2, сообщают оправке вращение со скоростью Чо и приводят до соприкосновения с заготовкой две матрицы 3 и 4, оси которых установлены под углом ос к оси оправки. В момент контакта с заготовкой 1 матрицы 3 и 4 получают от нее вращательное движение и начинают вра шаться со скоростью V V в подшипниках 5 и 6 размешенных в корпусах 7 и 8. Матрицы 3 и 4, содержащие на внутренних деформирующих частях заборные и обратные части, выполненные в виде конусов, и торовые рабочие поверхности

9 и 10, образованные окружностью радиуса г, устанавливались так, чтобы осуществлялся односторонний контакт деформируюших поверхностей матриц с заготовкой 1, причем поверхности контакта матриц располагались на диаметрально противоположных поверхностях обрабатываемой заготовки в плоскости, перпендикулярной оси детали.

Затем матрицам 3 и 4 сообщались колебательные движения соответственно вокруг

977082

30 осей 0» — О» и Π— 0 с угловой амплитудой - Яс частото" g и продольная подача S.

Колебательное движение матрице 3 сообщалось вокруг оси 0» — О», проходящей через центр окру жности, образующей торовую калибрующую часть 9, а матрице

4 — — вокруг оси Π— 0, проходящей через центр окружности, образующей торовую рабочую поверхность 10, со стороны контактных поверхностей. Колебательные движения обеих матриц 3 и 4 совершались в плоскости, проходящей через ось обрабатываемой детали и перпендикулярно указанным осям. Поскольку расстояние — „, определяющее калибрующий размер матриц 3 и 4, устанавливалось меньшим наружного диаметра заготовки Вз на величину натяга обработки 2 ir, то при поступательном перемещении матриц вдоль заготовки с подачей происходило пластическое деформирование обрабатываемой поверхности.

При этом благодаря колебательным движениям матриц обеспечивалось такое относительное движение материала заготовки и инструмента в зоне контакта, при котором в каждой контактной поверхности образуются области с противоположно направленными силами трения, что приводит к снижению суммарных сил контактного трения, более равномерному распределению напряжений и пластических деформаций в деформируемом объеме, уменьшеник> рабочих давлений, сил деформирования и напряжений в опасном сечении заготовки, улучшению качества обработки. !!осле окончания ротационного выдавливания обработанная деталь снималась с оправки 2, матрицы 3 и 4 выводились в исходное положение, устанавливалась новая заготовка и цикл обработки повторяется.

/7ример. Рота ционное выдавливание проводилось на модернизованном токарном станке мо )„DLZ 500 с гидроусилителем cvt1порта. На оправку диаметром d = 30,,о эмм, закрепленную в патроне станка, устанавливалась заготовка из стали 20 в виде стакана, полученного холодным выдавливанием.

Внутренний диаметр отверстия заготовки составлял d — — 30+ "О мм, наружный

Рз = 39-о,оя. мм, а глубина выдавленного отверстия f = 60 мм, длина заготовки

Lg = 65,5 мм.

На суппорте стакана закреплялось приспособление с размещенными в нем двумя матрицами, имеющими внутренний диаметр д»» = 60 мм с рабочей торовой поверхностью, выполненной радиусом г = 3 мм.

Предварительно матрицы настраивались так, чтобы калибрующий рабочий размер их составлял г!к = 34,8 0.03з мм. Угол наклона осей матриц к оси оправки был выбран равным А= 30 .

Далее сообщалось вращательное движение оправке с заготовкой с частотой враще»О

2б

4О

45 ния и = 710 об/мин, что соответствовало скорости обработки Vo = 78 м/мин. Приспособление подводилось к заготовке и в момент соприкосновения матриц с заготовкой они начинали вращаться вокруг своей оси.

Затем матрицам сообщались колебательные движения вокруг осей, проходящих через центры окружностей, образуемых торовые рабочие поверхности со стороны контактных поверхностей, в плоскости, перпендикулярной им и проходящей через ось вращения обрабатываемой детали и точки контактных поверхностей матрицы, наиболее приближенные к оси детали. Колебательное движение матрицам сообщалось от специального привода, установленного в приспособлении, с частотой О= 50 Гц и с угловой амплитудой + Д= 15, после чего включалась продольная подача суппорта и происходило последовательное деформирование оорабатываемой .заготовки.

Обработка производилась на двух подачах Si = 0,38 мм/об и S2 — — 0,47 мм/об.

В качестве СОЖ исйользовался сульфофрезол. По окончании прохода включали рабочее движение, обработанная деталь снималась с оправки и матрицы выводились в исходное положение.

Геометрические параметры детали после обработки составили, мм

»-0,052

Внутренний диаметр, dy 30

Наружный диаметр, Dq ЗЭО,»

Длина отверстия, 1 119,5

Длина детали Ly 125

Измерение шероховатости обработанных наружных и внутренних поверхностей показало, что при обработке по предлагаемому способу шероховатость поверхностей на подаче S = 0,47 мм/об соответствовала для наружной поверхности R® = 0,41...0,53 мкм, а для внутренней R© — — 0,29...0.33 мкм. В то же время шероховатость поверхностей, обработанных без наложений колебаний на подаче S; = 0 38»M/об составила для наружной поверхности К = 0.52...0,71 мкм, для внутренней поверхности Rg = 0,32...0,40 мкм.

Следовательно, обработка по предлагаемому способу улучшает шероховатость обрабатываемых поверхностей, что позволяет повысить производительность за счет увеличения подачи при достижении того же качества обработки.

Измерение сил деформирования показало, что при обработке с наложением колебаний осевые силы находились в пределах

Р, =2020 — 2052 кгс при Sz — — 0,47 мм/o6 и при Р», —— 1690 — 1710 кгс при Я» = 0,38 мм/об.

В то же время при этих подачах осевые силы деформирования без наложения колебаний составили соответственно Рр — — 3318—

3384 кгс и Р, = 2770 — 2810 кгс.

Т. е. при использовании предлагаемого способа по сравнению с известным способом

977082 ротационного выдавливания происходит существенное снижение осевых сил деформирования на 39...64%, что позволяет также повысить подачи . деформирования и соответственно производительность процесса.

Таким образом, бл а годар я кол ебател ьным движениям матриц вокруг осей, проходящих через центры окружностей, образующих торовые калибрующие части со стороны контактных поверхностей, в плоскости, проходящей через ось обрабатываемой детали и перпендикулярно указанным осям обеспечивается такое движение инструмента и материала заготовки, при котором в каждой зоне контакта создаются области с противоположно направленными силами трения, что снижает суммарные силы внешнего контактного трения. Это приводит к более равномерному распределению напряжений и пластических деформаций в деформируемом объеме, уменьшению контактных давлений, напряжений в опасном сечении заготовки и существенному снижению сил деформирования. Все это позволяет улучшить качество обработанных поверхностей и повысить производительность процесса ротационного выдавливания.

Формула изобретения

Способ ротационного выдавливания, включающий деформирование вращающейся заготовки наклонными матрицами, охватывающая рабочая поверхность каждой из которых выполнена в виде тора, отли10 кающийся тем, что, с целью повышения качества готового изделия, матрицам сообщают дополнительно колебательное движение относительно оси, проходящей через центр окружности, образующей торовую рабочую поверхность матрицы и перпендикулярной плоскости сечения, проходящей через ось вращения заготовки и центр окружностии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гуляев Б. А. и Максак В. И. Ротационное выдавливание вращающимися наклонными матрицами. — «Кузнечно-штамповочное производство», M., «Машиностроение», !977, № 2, с. 21 — 23.

977082

А-А

2.

2 1

Составитель Е. Хохрина

Редактор Е. Папп Техрад И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 8777/11 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4