Кузнечная оправка для протяжки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для протяжки на оправке при свободной ковке. Оно позволяет снизить трудоемкость изготовления кузнечной оправки и расширить ее технологические возможности. Для этого упорная втулка, размещенная на стержне оправки, выполнена разрезной с наружным диаметром, зависящим от диаметров стержня, в пределах которых перемещается упорная втулка. На внутреннюю поверхность последней наплавлен слой материала с повыщенным значением коэффициента термического расщирения. При ковке заготовки, размещенной на оправке, упорная втулка работает в пределах упругих деформаций ее материала. Это позволяет повторно использовать упорную втулку . 1 з.п. ф-лы, 10 ил. со ГчЭ О5 ОО 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 B 21 J 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3860153 25-27 (22) 25.02,85 (46) 30.07.87. Бюл, № 28 (72) В. Д. Арефьев, А. В. Пакало, Е. Д. Горохов и В. Д. Соболев (53) 621.73.074 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № !042863, кл. В 21 J 5/00, 1982. (54) КУЗНЕЧНАЯ ОПРАВКА ДЛЯ ПРОТЯЖКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для протяжки на оправке при свободной ковке. Оно позволяет снизить трудо„„SU„„1326383 А 1 емкость изготовления кузнечной оправки и расширить ее технологические возможности.

Для этого упорная втулка, размещенная на стержне оправки, выпол нена разрезной с наружным диаметром, зависящим от диаметров стержня, в пределах которых перемещается упорная втулка. На внутреннюю поверхность последней наплавлен слой материала с повышенным значением коэффициента термического расширения. При ковке заготовки, размещенной на оправке, упорная втулка работает в пределах упругих деформаций ее материала. Это позволяет повторно использовать упорную втулку. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

1326383

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления полых изделий типа труб протяжкой полых заготовок.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления путем обеспечения повторного использования упорной втулки за счет обеспечения ее работы в зоне упругих деформаций и расширение технологических возможностей путем увеличения длины протягиваемых поковок за счет повышения упругих свойств упорной втулки.

На фиг. 1 изображена оправка для кузнечной протяжки полых поковок; на фиг. 2— сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — оправка без вспомогательного конического участка; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг, 3; на фиг. 5 — схема протяжки полой поковки на оправке в начальной cIaдии; на фиг. 6 — схема протяжки полой поковки на оправке в промежуточном положении; на фиг. 7 — - сечение  — В на фиг. 6; на фиг. 8 — схема протяжки стакана на оправке через кольцо в начальной стадии; на фиг. 9 --- то же, в конечной стадии; на фиг. 10 — схема протяжки полой поковки на оправке без вспомогательного конического участка.

Кузнечная оправка 1 для протяжки содержит рабочую часть 2, соосный с ней конический стержень 3 и размещенную на нем упорную втулку 4,выполненную разрезной с наружным диаметром, Ьпределяемым из выражения (с1;« — d ) (0 013— рС

1 (1мип где D — наружный диаметр упорной втулки;

Й "(1 --- соответственно максимальный и минимальный диаметры стержня, в пределах которых перемещается упорная втулка.

Втулка 4 выполнена с наплавленным на ее внутренней поверхности слоем 5 металла, коэффициент термического расширения которого в 1,1 — 1,5 раза больше коэффициента термического расширения основного металла втулки.

Кузнечная оправка имеет хвостовик 6 и бурт 7 и снабжена болтами 8, позволяющими предварительно увеличить зазор между стенками разреза.

Кузнечная оправка для протяжки работает следующим образом.

Нагретую до ковочной температуры исходную полую заготовку 9 надевают на рабочучо часть 2 до упора в бурт 7.

Затем, закручивая болты 8, расширяют внутренний диаметр упорной втулки 4 так, чтобы он немного превышал максимальный диаметр конического стержня 3 (d»g, и надевают втулку 4, перемещая ее на минимальный диаметр (d» . Затем болты 8 выкручивают так, чтобы втулка 4 полностью обжала конический стержень 3. После этого вырезными бойками 10 осуществляют протяж10 конического стержня. Получаемая при про

"0

2 ку заготовки, выполняя ковку поковки в размер, начиная с торца заготовки со стороны втулки- (фиг. 5).

Г1ри этом заготовка 9, удлиняясь, упирается в упорнук) втулку. которая осуществляет осевой подпор металла заготовки.

Величину осевого подпора можно изменять, выбирая необходимую толщину стенки и длину втулки, а также угол конусности тяжке полая поковка 11 в конечной стадии ковки снимает втулку с конического стержня 3 под действием деформируемого металла. Протяжку заканчивают, осуществляя последние нажатия бойками около бурта 7 и срывая всю поковку с рабочей части 2 оправки 1. В процессе протяжки зазор во втулке 4 увеличивается до максимальной ьеличины t (фиг. 7). 11ри этом вся деформацияия втулки 4 осу гцествляется в обл асти упругой деформации. Кузнечную оправку 1 можно использовать и для протяжки заготовок типа «стакан» через ряд последовательно уменьшающихся в диаметре колец с предварительным нагревом за готовки. В этом случае работа осугцествляется следующим образом.

На оправку 1 надевают упорную втулку

4 до сопряжения по внутренней поверхности с рабочей частью 2. Затем на стержень надевают нагретый до ковочной температуры стакан 12 и траверсой горизонтального пресса осуществляют проталкивание заготовки через кольцо 13 (фиг. 8). При этом втулка, перемещаясь за счет удлинения заготовки, осуществляет подпор заготовки (фиг. 9).

После IIpoTBJIKHBBHHH через ряд колец протянутую заготовку 14 вместе с упорной втулкой снимают съемником с оправки, и инструмент вновь подготавливают для следующей заготовки. В этом случае наружный диаметр заготовки больше или меньше наружного диаметра упорной втулки, а наружный диаметр втулки должен быть меньше или больше внутреннего диаметра кольца за последний проход.

Оправку 1 можно использовать и с одной рабочей частью 2 без конического стержня (фиг. 10). В этом случае целесообразно использовать биметаллическую упорную втулку 4 с планирующим слоем 5. В процессе деформации заготовки между вырезными бойками втулка 4 перемещается от бурта оправки 1, осуществляя на протяжении всего хода подпор торца заготовки и исключая трещины на торце поковки. Г1лакирующий слой металла работает как скручивающая пружина, постоянно поджимая втулку к рабочей поверхности оправки.

Размеры упорной втулки и стержня QIIределяют из соотношения (direr — с1.. «) (0,013 — — —, Q2

D — dwu4!

326383 где D — наружный диаметр втулки;

4ннкн«1к -- соответственно максимальный н минимальный диаметры стержня, в пределах которых переме«цается втулка.

Данное соотношение, полученное в результате выполнения специальных исследований, позволяет осуществить раси«ирение втулки при ее перемещении вдоль конического стержня 3 только в пределах упругой деформации. При невыполнении указанного неравенства происходит пластическая деформация в первую очередь наружных слоев металла упорной втулки или разрушение втулки в наиболее опасном сечении, которое находится в стенке втулки диаметрально напротив разреза. Наличие пластической деформации приводит к искажению

«.еометрических размеров втулки и резкому снижению величины осевого подпора заготовки.

Выполнение упорной втулки 4 с наплавленным по внутренней поверхности слоем плакирующего металла 5 с более высоким коэффициентом термического расширения металла позволяет расширить технологические возможности оправки.

Втулку изготовляют следующим образом.

Сначала изготовляют обечайку из основного металла, которую наплавляют по внутренней поверхности плакирующим металлом. В качестве основного металла можно использовать среднелегированные стали, а в качестве плакирующего металла — аусте нитные стали, например 08Х 1810Т. Затем биметаллическую обечайку отжигают и подвергают разрезке вдоль образующей. После разрезки плакирующий слой металла с более высоким коэффициентом термического расширения создает сжимающие напряжения в основном металле втулки, и разрез вновь смыкается. После этого втулку растачивают по внутренней поверхности на конус. При этом исходная втулка уже имеет скрученные слои металла, достигающие максимальных сжимающих на внутренней поверхности и растягивающих на наружной поверхности втулки напряжений.

При перемещении втулки после достижения определенного зазора напряжения уменьшаются до нуля, а затем меняют свой знак, т.е. на наружной поверхности втулки становятся сжимающими, а на внутренней — растягивающими. Это позволяет увеличить ход втулки примерно в два раза.

При наплавке внутренней поверхности втулки металлом с коэффициентом термического расширения, превышающим ме««ы««е, чем в 1,1 раза коэффициент термического расширения основного металла, сжимающие напряжения от плакирующего металла не оказывают практического влияния на сжатие основного слоя металла с втулки. При коэффициенте термического расширения плакирующего металла, превышающем более чем в 1,5 раза коэффициент термического расширения основного металла, возникающие после отжига сжимающие напряжения

15 приводят к возникновению трещин и расслоению плакирующего и основного металлов.

Рекомендуемый интервал соотношения коэффициентов термического расширения плакирующего и основного металлов лежит в пределах 1,1 — 1,5.

Формула изобретения

i. Кузнечная оправка для протяжки, содержащая рабочую часть, соосный с ней

25 конический стержень и размещенную на нем упорную втулку, отличающаяся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления путем обеспечения повторного использования втулки за счет обеспечения ее работы в зоне упругих деформаций, упорная

30 втулка выполнена разрезной с наружным диаметром, определяемым из выражения ((!макс — 4ííí ) (0,013 г

Т3- сьшн где D — наружный диаметр упорной втул35 ки

4мнкс4ннн — соответственно максимальный и минимальный диаметры стержня в пределах которых перемещается упорная втулка.

2. Оправка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем увеличения длины протягиваемых поковок за счет повышения упругих свойств упорной втулки, последняя выполнена с направленным на ее внутрсн45 ней поверхности слоем металла, коэффициент термического расширения которого в

I,1 — 1,5 раза больше коэффициента термического расширения основного металла втулки.

1326383

А

NLI8 !

1326383

В-В

Рие. 7 фиг. 9

Диг. 8

Составитель А. Колпаков

Редактор H. Швыдкая Техред И. Верес Корректор Л. Ильин

Заказ 3226/9 Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытии

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4