Способ формовки деталей

 

Союз Советскии

Социапистическни

Респубпии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111 733833 (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено }6.11.77 (2! ) 2543135/25 — 27 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l ) M. Кл.

В 21 J 5/06

Гавударстввииый комитет

СССР

Ilo делам изовретеиий и открытий

Опубликовано 15.05;80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 18.05.80 (53) УДК621.735.

32 (088.8) (72) Автор изобретения

Б. Я. Газизов (7!) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт технологии арматуростроения (54) СПОСОБ ФОРМОВКИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для изготовления деталей любыми видами термофрикционной фор-: мовки (прошивкой, отслаиванием, выворотом, выдавливанием, отбортовкой и др.).

Известен способ изготовления деталей типа втулок путем прошивки заготовки с нагревом за счет сил трения f}l.

Однако осуществление его требует значительного времени при нагреве заготовки до температуры деформации, поскольку конструкция металлорежущих станков не обеспечивает регулировку осевого усилия.

Известен способ изготовления оболочек на стержневых заготовках с нагревом за счет трения, при котором к торцу вращающейся заготовки прикладывают осевую и тангенциальную нагрузки, нагревают заготовку за счет сил трения и деформируют }2).

Данному способу присущи те же недостатки, так как величина прикладываемого осевого усилия на протя сении всего процесса остается постоянной.

Целью изобретения является повышение производительности процесса термофрикционной формовки.

Цель достигается тем, что величину осевой

5 нагрузки до начала пластической деформации берут большей предела текучести металла в интервале температур его горячей обработки давлением.

На фиг. 1 в верхней части показано предлагаемое устройство в исходном состоянии, а в нижней части — процесс термофрикционной прошивки прутковой заготовки; на фиг. ". и 3 — графики изменения осевого давления.

Прутковая заготовка 1 диаметром с1 закренлена в зажимном устройстве 2, например, в патроне токарного станка. Соосно с заготовкой 1 со стороны ее выступающего торца установлен пуансон 3 диаметром Cl!1 оснащенный пружинным демпфером 4, размещенном в корпусе 5. Усилие первоначальной затяжки упругого элемента демпфера 4 соответствует нагрузке, необходимой для создания в материале заготовки напряжений, равных пределу

733833 текучести ее материала при заданной температуре деформации.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовке 1 сообщают вращательное движение с определенной угловой скоростью Ю а пуансону 3 — осевую подачу в сторону заготовки.

В момент соприкосновения горца заготовки 1 и пуансона 3, последний останавливается и на контактной поверхности возникает нор мальное напряжение, соответствующее усилию первоначальной затяжки пружинного демпфера 4, и тангенциальнос напряжение трения. При дальнейшем осевом перемещении корпуса 5 демпфера осевое давление на контак1ной поверхности возрастае за счет дополнительного сжатия пружинного демпфера 4, в результате чего увеличивается тепловая мощность трения и интенсифицируется нагрев загоговки.

Время Т остановки пуансона 3 длится до момента начала деформации металла заготовки 1, после чего, под действием пружинного демпфера 4 пуансон 3, преодолевая сопротивление нагретого металла заготовки, начинает перемещаться в осевом направлении и устанав- ливается н исходное положение . относигельно корпуса 5 (фиг. 1). В дальнейшем деформация заготовки 1 протекает при постоянной осевой нагрузке, равной пределу текучести нагретого мегалла (фиг. 2).

В рассматриваемом случае, когда d> < д, в результате локального нагрева и деформации происходит прошивка заготовки с образованием на ее конце трубчатого элемента диаметром 33 . Если же д ) д, то происходит термофрикционное отслаивание металла заготовки и образование оболочки, охватывающей стержень.

Увеличение осевого усилия»а стадии, предшествующей деформации заготовки, позволяет повысить тепловую мощност процесса и, таким образом, сократить длительность нагрева. Если пуансон 3 оснастить гидравлическим демпфером, характер нагрузок станет эффекгивнее, так как первоначальная стадия нагрева заготовки будет осуществляться при действии постоянной максимальной осевой нагрузки (фиг. 3).

Пример конкретного осуществления способа.

Латунную заготовку 1 диаметром д 20 мм зажимают в патроне токарного станка и при скорости вращения шпинделя, равной

2000 об/мин к ее торцу посредством подпружиненного пуансона, диаметром д12--12 мм, установленного в пиноли станка. прикладывают осевую нагрузку, которая в момент начала деформации достигает 12 кг/мм, а в фазе деформации снижается до значения кг/мм .

) / 2

Длительность фазы до начала пластической деформации составляет 0,2 сек, после чего, происходит внедрение пуансона в теле заготовки со скоростью около 6 мм/сек и на ее конце формируется пустотелый элемент с наружным диаметром D = 25 мм.

Данный способ испытан на Алма-Атинском опытно-экспериментальном заводе. Испытания производили на станке модели 1К62 на режимах, приведенных в примере конкретного осуществления способа с приложением ступенчатого цикла давления и при постоянном дав„лении с целью сравнения результатов.

Испытания показали, что в случае приложения ступенчатого цикла давления, длительность первоначальной фазы нагрева (до деформации) сокращается в 5 — 6 раэ по сравнению с формовкой при постоянном осевом давлении.

Способ может найти широкое распростране2о ние в машиностроении практически при всех видах термофрикционной формовки, прошивке, отслаивании, вывороте, отбортовке, прессовании и других операциях. Его использование позволяет повысить производительность труда на 25 — 30% по сравнению с известными способами. Только в арматуростроении реализация предлагаемого способа возможна при изготовлении более 500 млн. различных деталей в год с экономическим эффектом до

2,5 млн.руб.

Для реализации данного способа пригодно любое металлорежущее оборудование токарно-сверлильной или фрезерной группы. в том числе и автоматическое, а также машины для сварки трением.

Формула изобретения

4О Способ формовки деталей, при котором к заготовке прикладывают одновременно осевую и тангенциальную нагрузки, нагревают заготовку за счет сил трения и деформируют при осевой подаче инструмента, о т л и ч а45 ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, величину осевой нагрузки до начала пластической деформации металла заготовки берут в значениях, превышающих величину его предела текучести, в интервале

so температур его горячей обработки давлением.

Источники информации, принятые во внимание при эксп ртизе

1. Авторское свидетельство СССР У 118255, 5с кл. В 21 0 31/00. 19э8.

2. Ав1орское свидетельство СССР М 507482. кл. В 21 J 5/06,,974

733833

Фиг,f

Редактор Т. Кузнецова

Тираж 986 Подписное

ЦНИИПИ Государстве пюго комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1957/15

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

Составитель Н. Чернилевская

Техред А. 1цепанская Корректор H. Стец