Способ формовки деталей

К 1 Гт Г ЫгРгПЦ 1:.гЦЯ биЬ:нотать МБА Союз СоветскииСоциапистическниРеспубпии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и,733833по делам изовретеиий и открытий(54) СПОСОБ ФОРМОВКИ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для изготовления деталей любыми видами термофрикционной формовки (прошивкой, отслаиванием, выворотом, выдавливанием, отбортовкой и др.).Известен способ изготовления деталей типа втулок путем прошивки заготовки с нагревом за счет сил трения 11.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 12).Данному способу присущи те же недостатки, так как величина прикладываемого осевого усилия на против,сенин всего процесса остается постоянной. Целью изобретения является повышение производительности процесса термофрикционнойформовки.Цель достигается тем, что величину осевой 5нагрузки до начала пластической деформацииберут большей предела текучести металла винтервале температур его горячей обработки давлением.На фиг, 1 в верхней части показано предлагаемое устройство в исходном состоянии, а внижней части - процесс термофрикционнойпрошивки прутковой заготовки; на фиг. 2и 3 - графики изменения осевого давления,15Прутковая заготовка 1 диаметром о за.кренлена в зажимном устройстве 2, например, в патроне токарного станка. Соосно с заготовкой 1 со стороны ее выступающего торца установлен пуансон 3 диаметром ЙП, оснащенный пружинным демпфером 4, размещенном в корпусе 5. Усилие первоначальной затяжки упругого элемента демпфера 4 соответствует нагрузке, необходимой для создания в мате.риале заготовки напряжений, равных пределутекучести ее материала при заданной темпера. туре деформации.Способ осушествляется 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 нормальное напряжение, соответствующее усилию первоначальной затяжки пружинного демпфера 4, и тангенциальнос напряжение трения. При дальнейшем осевом перемещении корпуса 5 демпфера осевое давление на контак 1 ной 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 перемегдаться в осевом направлении и устанав.ливается н исходное положение, Относигельно корпуса 5 афпг. 1). В дальнейшем деформация заготовки 1 протекает при постоянной осевой нагрузке, равной пределу текучести нагретогомегалла (фиг. 2).В рассматриваемом случае, когда юг,д, в результате локального нагрева и деформации происходит прошивка заготовки с образованием на ее конце трубчатого элемента диаметром 2 . Если же д ) д, то происходит термофрикционное отслаивание металла заготовки и образование оболочки, охватываюшей стержень.Увеличение осевого усилия на стадии, предшествующей деформации заготовки, позволяет повысить тепловую мощност процесса и, жоаким 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 ф 20 мм зажимают в патроне токарного станка и при скорости вращения шпинделя, равной 2000 об/мин к ее торцу посредством подпру. жиненного пуансона, диаметром с 3 г 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 пластическойдеформации 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 наруж.ным диаме 1 ром 0 = 25 мм.Данный способ испытан на Алма-Атинскомопытно. экспериментальном заводе. Испытанияпроизводили на станке модели 1 К 62 на режи мах, приведенных в примере конкретногоосуществления способа с приложением ступенчатого цикла давления и при постоянном давлении с целью сравнения результатов.Испытания показали, что в случае приложе ния ступенчатого цикла давления, длительностьпервоначальной фазы нагрева (до деформации)сокрашается в 5 - 6 раэ по сравнению с формовкой при постоянном осевом давлении.Способ может найти широкое распростране О ние в машиностроении практически при всехвидах термофрикционной формовки; прошивке, отслаивании, вывороте, отбортовке, прессовании и других операциях. Его использование позволяет повысить производительностьтруда на 25 - 30% цо сравнению с известнымиспособами. Только в арматуростроении реализация предлагаемого способа возможна приизготовлении более 500 млн. различных деталейв год с экономическим эффектом до25 млнрубДля реализации данного способа пригоднолюбое металлорежушее оборудование токарно-сверлильной или фрезерной группы. в томчисле и автоматическое, а также машиныдля сварки трением.Формула изобретения4 О Способ формовки деталей, при которомк заготовке прикладывают одновременно осевую и тангенциальную нагрузки, нагревают заготовку за счет сил трения и деформируют при осевой подаче инструмента, о т л и ч а.45 ю гц и й с я тем, что, с целью повышенияпроизводительности, величину осевой нагрузки до начала пластической деформации металла заготовки берут в значениях, превышающих величину его предела текучести, в интервале 50 температур его горячей обработки давлением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 118255,5 с кл. В 21 О 31/00, 1958.2. Ав 1 орское свидетельство СССР М 507 ч 82.кл. В 21,1 5/06, 1974986осударствепюгм изобретений ква, Ж - 35, Рау Подписное комитета СССР открытий ская наб д 4/5