Способ получения осесимметричных заготовок и устройство для его осуществления

.Ю.Максимодгафов,релин и В.Ко я еФ п темент к п щади контакт заготовк и енному ра от центра чего сни т ен во ачальныи м постепенно ичения тор емой дефор вои 90 цией. Ьей МГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к областиобработки металлов давлением и может быть использовано при получениидеталей из труднодеформируемых ипорошковых материалов. Целью изобретения является повышение экономичности процесса и стойкости инструмента. Цель достигается путем использования инструмента, рабочая поверхность которого имеет концентрическиечередующиеся выступы и впадины. Особенностью данного инструмента является выполнение выступов и впадинс регламентированным уменьшением ихвысоты и глубины от центра к периферии, причем площади проекций, ограниченных вершинами соседних выступов, равны между собой. Боковые поверхности выступов выполняют подуглом трения к плоскости, перпендикулярной вертикальной оси симметрииинструмента. Заготовку при этом деформируют так, чтобы число выступовбыло равно целому значению отношениабсолютной высотной деформациииконечной высоте заготовки на перифрии, Уменьшение от центра к периферии величины обжатия на впадинах риводит в начальныкпенному увеличению пторцовой поверхностиструментом и к постестранению деформацийриферии, в результатусилие деформации ви обеспечивается егорастание по мере увелповерхности, охватыв2 с.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении деталей из труднодеформируемых и порошковых материалов.5Цель изобретения - повьппение экономичности процесса и стойкости ин- струмента.На фиг. 1 изображена деформируе О мая заготовка, поперечйое сечение, на фиг. 2 - нижняя часть устройства, поперечное сечение, на фиг. 3 - то же, вид сверху.Сиособ осуществляют путем деформирования заготовки 1 осадкой с Формированием на ней чередующихся кольцевых выступов и впадин, причем заготовку деформируют с уменьшением величины обжатия на впадинах в направлении от центра к периферии, равным 0,1-0,5 от общей величины обжатия, при этом число выступов уста" навливают равным отношению абсолютной высотной деформации к конечной высоте заготовки на периферии.Устройство для получения осесимметричных заготовок состоит из нижней 2 и верхней 3 частей, рабочие поверхности которых выполнены в виде чередующихся кольцевых выступов и впадин, причем их высота и глубина уменьшаются в направлении от центра к периферии, Площади проекций, ограниченных вершинами соседних выступов, равны между собой, а боковые поверхности выступов выполнены под углом 5-30к плоскости, перпендикулярной верти-. кальной оси симметрии устройства.Устройство работает следующим образом. Нагретую заготовку 1 устанавливают на нижнюю часть 2 устройства так,чтобы их оси совпадали, после чегоосуществляют деформирование путемсближения нижней 2 и веркней 3 частей устройства до получения конечнойвысоты Н ,Уменьшение от центра к перифериивеличины обжатия на впадинах приводит в начальный момент к постепенному увеличению площади контакта тор -цовой поверхности заготовки с инструментом и к постепенному распространению деформации от центра к нери 55ферии, в результате чего снижаетсяусилие деформации в начальный моменти обеспечивается его постепенное возрастание йо мере увеличения торцоьойповерхности, охватываемой деформацией.Если уменьшение величины обжатияменьше 0,1 от общей величины обжатия, имеет место резкое повышение сопротивления деформации, а если больше 05 - образование трещин в труднодеформироэанном материале на боковойповерхности заготовки иэ-за неблагоприятного распределения напряжений.Наименьшее усилие осадки достигаетсяпри формировании боковых поверхностей выступов под углом трения, который определяют по тангенсу численно равному коэффициенту трения междуконтактируемыми поверхностями деформируемой заготовки и инструмента. Взависимости от материала и условийдеформации угол трения находится винтервале от 5 до 30 , т.е. для всехматериалов при угле наклона боковыхповерхностей выступов меньше 5 иобольше 30 не достигается наибольшееснижение усилия деформирования.Равенство всех площадей проекциймежду вершинами соседних выступовчастей устройства вытекает из условия равномерного течения металлапри раздаче заготовки. При передаче равных смещенных объемов от выступа к выступу имеет место наименьший подпор течению металла,В результате экспериментов нарабочей поверхности частей устройства выявляются участки, ограниченныеконцентрическими окружностями максимальных значений твердости, чис-,ло которых равно целой части отношения абсолютной высотной деформацииконечной высоте заготовки на периферии. Исходя из этого и устанавливают число выступов на заготовке,равное этому отношению, что позволяет уменьшить износ инструмента.Построение профиля начинают .сопределения количества волн, которое целесообразно устанавливать ис"ходя из максимально возможной дляданного оборуцования степени относительного обжатия для несерийногопроизводства и иэ конкретной степениобжатия - для серийного. При этомколичество выступов численно равноцелому значению отношения абсолютной деформации к конечной толщине заготовки Нк и определяется из соотношения перемещаемого и неперемещаемого объемов заготовки при обжатии.Например, при осадке цилиндрическойзаготовки высотой Н, и радиусом К,до конечных размеров Н й К имеют:к кЧ неперемещаемый объем металла,равный МКНк5Ч - перемещаемый объем металла,равный РК (Н -Н) .Тогда число выступов7 ПК (НоН ) Н Н ьНид 1 т.е. равно отношению абсолютной величины высотной деформации к конечной высоте заготовки,Затем в соответствии с количеством выступов определяют, например, для круглой заготовки (фиг. 1) радиусы г, г , г и т , обеспечивающие равенство площадей проекций между ними. Зная Н и конечный радиусг 0 деформированной заготовки г, находят Нв соответствии с требуемым снижением величины обжатия от центра " ,к периферии. Графически определяют положение точки 0 и от нее проводят наклонную линию к О , Точки пересече 4ния наклонной линии окружностями радиусов г , г , г и г обозначаютсоответственно О, О , 0 , О . Из них в обе стороны в глубь штампа проводят прямые линии до их взаимного пересечения под углом 5-30к плоскости, перпендикулярной оси деформирующего элемента, проходящей через рабочую поверхность. Точки их пере 35 сечения обозначают соответственно О О О С . Сопрягая линии в точках пересечения радиусами, равными- половине длины соответствующего выступа, получают рабочую поверхность деформирующих элементов, имеющую затухающий характер.П р и м е р. Изготавливают детали диск нажимной из стали 45 Х. Диск штампуют на прессе усилием 6300 тс, а крышку - на молоте с массой падающих частей 10 т. Отштамповано по 200 деталей каждого наименования.При осмотре рабочих поверхностей инструмента на волновой поверхности не обнаружено признаков износа.Контроль полученных заготовок показал хорошее качество поверхности.9-10 Формула изобретения 1 Способ получения осесимметричных заготовок, включающий деформиро" ванне заготовки осадкой с формированием на ней чередующихся кольцевых выступов и впадин, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса и стойкости инструмента, заготовку деформируют с уменьшением величины обжатия на впадинах в направлении от центра к периферии, равном 0,1-0,5 от общей величины обжатия, при этом число выступов устанавливают равным отношению абсолютной высотиой деформации к конечной высоте заготовки на периферии.2. Устройство для получения, осесимметричных заготовок, состоящее из верхней и нижней частей, рабочие поверхности которых выполнены в виде чередующихся кольцевых выступов и впадин, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выступы и впадины выполнены с уменьшающимися высотой и глубиной в направлении от центра к периферии, причем площади проекций, ограниченнык вершинами соседних выступов, равны между собой, а боковые поверхности выступов выполнены подоуглом 5-30 к плоскости, перпендикулярной вертикальной оси симметрии устройства. Механические испытания, проведенные на пяти заготовках каждой детали, показали следующие результаты:Предел текучестиб кгс/мм 2 87-90Временное сопротивление б, кгс/мм 106-112Относительное удлинение о, ЕОтносительное-сужение поперечногосечения , 7 45-47Ударная вязкостькгс ман 5ф смАнализ макроструктуры подтвевждает равномерную проработку заготовок по всему обрабатываемому объему.1281329 У Р Составитель И.Акмулинедактор Н.Тупица Техред А,Кравчук Корректор С.Шек д. 4/ кая на Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,Заказ 7189/8 Тираж 582 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и .о 113035, Москва, Ж, Рауш