Способ изготовления полых заготовок спеременным поперечным сечением

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 090779 (21) 2792759/25-27с присоединением заявки йо(23) Приоритет -Опубликоваио 070681. Бюллетень Йо 21 В 21 Н 7/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.67 (088.8) Дата опубликования описания 070681(72) Автор изобретения А.М.Швайгер сФ Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК С ПЕРЕМЕННЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ Предлагаемое изобретение относитсяк обработке металлов давлением, кон. -кретнее к процессам изготовления заготовок деталей типа сосудов с переменным очертанием наружной поверхности.Известен способ изготовления полыхзаготовок с переменным поперечнымсечением путем протяжки на оправкепредварительно прошитых заготовок вкалибрах, образованных неприводнымивалками переменного радиуса 11.Технологические возможности такого способа, определяемые максимально допустимыми эа один переход степенями деформации, ограничены ресурсами пластичности металла в протянутой стенке,Пластичность деформируемого металла определяетсяего механическимисвойствами и схемой напряженно-деформированного состояния в очаге дефор. -мации, .Преобладающая при протяжкерастягивающая схема напряжений резкоснижает возможности значительногоформоизменения заготовки,Интенсификация режимов протяжкипутем увеличения вытяжки приводит кискажению или проколу дна заготовки, илик недопустимому утонению ее стенки.стенки. Искривление дна заготовки иа ЗО блюдается иногда и в тех случаях, когда боковая Фасонная поверхность заготовки оформляется достаточно качественно.Целью изобретения является повышение точности заготовок и увеличение допустимых степеней деформации.Это достигается тем, что к торцевой поверхности заготовки со стороны дна прикладывают усилие противодавления, а к ее противоположной торцевой поверхности прикладывают переменное осевое усилие подпора, причем усилие противодавления выбирают из условия максимального диаметра заготовки, а величина усилия подпора пропорциональна разности диаметров наружной и внутренней поверхностей заготовки.На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа:Предварительно прошитая заготовка 1 протягивается пуансоном 2 в калибре, образованном неприводными валками переменного радиуса 3, Под действием деформирующих сил и сил трения валки вращаются, образуя на поверхности" заготовки заданный переменный профиль. К поверхности заготовки со стороны дна прикладывают усилиепротиводавления Р, а к торцевой поверхности заготовки прикладывают переменное осевое усилие подпора Р . Величины Р,Р и Р 1 задают такими, чтобы процесс протяжки осуществлялся при схеме напряженного состояния, близкой к схеме всестороннего нерав-. номерного сжатия.Деформация происходит за счет технологического усилия и усилия подпора на торце заготовки. Сжимающая схема напряжений в очаге деформации при незначительных растягивающих или даже сжимающих напряжениях в протянутой части заготовки обеспечивается усилием подпора Р, силами трения на пуансоне, усилием противо- давления и активными силами трения на валках в зоне отставания.Необходимость регулирования величины подпора Р объясняется следующими, факторами. При определенных соотношениях геометрических размеров деформируемой заготовки и валков при малых коэффициентаХ вытяжки усилие подпора может оказаться достаточным для проталкивания заготовки в валки. При этом возможны отход дна заготовки от пуансона, нарушение кинематикипроцесса (иэменение величины опережения) и, следовательно, несоответствие действительных размеров заготовки расчетным. С другой стороны, усилие подпора регламентированной постоянной величины может оказаться недостаточным для создания высокого уровня гидростатического давления, необходимого при Формообразовании участков заготовки с большими степенями деформации.Максймальные величины усилия подпора Р ограничивают значениями, определяющими момент потери устойчивости верхней частью заготовки и возможность ее осадки. Оптимальные значения величины подпора, допустимые заданными коэффициентами вытяжки по участкам заготовки, могут быть определены теоретически или опытным путем. Предельные расчетные значения удельного усилия противодавления принимаются равными истинному сопротивлению деформации металла при температурно-скоростных условиях деформирования. Оптимальные значения усилия противодавления устанавливают экспериментально из условия качественного оформления данной поверхности заготовки.Увеличение гидростатического дав. ления в очаге деформации повышает йластичность металла и допустимые . степени деформации. Усилие противо- давления совместно с усилием подпора Р создают сжимающую схему напряже-, ний в донной части заготовки и способствуют ее четкому оформлению в пределах заданных геометрических размеров. Рассмотрим приближенный примеррасчета основных параметров предлагаемого способа.Протяжке подвергается полая цилиндрическая заготовка, имеющая наружный диаметр Оцд 123 мм и высотуН=190 мм. Максимальный диаметр заготовки после протяжки ОС,=122 мм,а минимальный диаметр 0=109 мм.Диаметр пуансона 0=85 мм, Материалзаготовки - сталь 45, температурадеформации 1100 С, среднее значениеистинного сопротивления деформации6 =8 кг/ммПредельное значение противодавления Я, принимаем равным сопротивле нию деформации бд =8 кг/мм.Полное усилие противодавлениях О оам -32Р = Р 10 =8- 0 785122 х-з " 4х 10 =94, 5 т.Максимальное удельное усилие подпора Р , определим из расчета наосадку кольца с размерами:наружный диаметр Он =00=123 мм,внутренний диаметр Ов =0=85 мм.25 Известно (.Тарковский Н.Я., Ганаго О.А. и др. Теория обработки металлов давлением, М., Металлургиздат,1963, с.216-236), что удельное усилие осадки кольцаЯщ,= 1,08+0,18 ( -1)Ч 13 с,вмгде Ь - текущее значение половинывысоты кольца;35 коэффициент, учитывающий влияние контактного трения итекущие размеры кольца.Принимаем Ь=-" НО=95 мм; =0,4;Ф=8 7( - -)кГф ммПолное максимальное усилие подпора2 245 Р 2 пах Р 2 7 (и йвн )ьРщ= 8,7 3,14 (б 1,5 -42,У) 10=61 т.При протяжке участков заготовкис наружным диаметром Одс=122 мм усилие подпора не имеет. практическогозначения и может быть снижено до О,Таким образом, усилие подпора можетизменяться в пределах от 0 до 61 т,Полное усилие протяжки, без учета55, влияния подпора складывается наусилия протяжки через валки и усилияпротиводавлеяия.Р=Р +Р1заготовки и возможностью искривленияили прокола ее дна.Усилие протяжки в роликовых валкахможет быть рассчитано по известнымФормулам,Для участка заготовки с наружнымдиаметром О =109 мм усилие протяж.835580 1ки Р" =45;5 т. Полное усилие протяжки Р=45,5+94,5=140 т.В настоящее время предлагаемый способ находится на стадии теоретических и экспериментальных исследований. Исследованиями установлена возможность увеличения на 15-20 допустимых за один переход степеней деформации при повышенной точности заготовок.Ожидаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа при фасонной протяжке полых заготовок с максимальным на-. ружным диаметром 125 мм в расчете на программу одного гидравлического пресса составляет 50-60 тыс.рублей. 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе12 О , Авторское свидетельство СССРР 538755, кл. В 21 Н 7/14, 04.01.74.,Формула изобретения Составитель Д,Даниловтехред И. Голинка РедактоЗаказ 2.Зубков К тор С. Шекмар 3/1 тираж 740 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035,Иосква, Ж, РаПодпнсномитета СССРоткрытийская наб., д4/5 филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул,Проектная, 4 Способ изготовления полых заготовок с переменным поперечным сечением путем протяжки на оправке исходнойзаготовки в калибрах, образованныхнеприводными валками переменного радиуса, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности иувеличения допустимых степеней деформации, к торцевой поверхности заготовки со стороны дна прикладывают усилиепротиводавления, а к противоположнойее торцевой поверхности прикладываютпеременное осевое усилие подпора, причем усилие противодавления выбираютиз условия максимального диаметразаготовки, а величина усилия подпорапропорциональна разности диаметровнаружной и внутренней поверхностейзаготовки.