Способ изготовления деталей с утолщениями на конце

09) 21 К 1/74 В 2131/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ое объеди- политехииолзунова севаткин во СССР 1983, ГОСУДАРСТНЕННЮ КОМИТЕТ СССПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТК(21) 4017249/30-27 (22) 04. 02, 86 (46) 15,06,8, Бюл, Иф 22 (71) Научно"производствен иеиие "АНИТИМ" и Алтайский ческий институт им. И.И.П (72) А.И,Осколков, М.И,Пок и Е.М.Пузырев (53) 621,73(088.8) (56) Авторское свидетельст, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С УТОЛЩЕНИЯМИ НА КОНЦЕ(57) Изобретение относится к обработ:ке металлов давлением, а именно к способам изготовления деталей с утол. щением на конце. Целью изобретения является повьппение качества получаемых деталей к снижение трудоемкости их изготовления. Для этого нагреву подвергают часть концевого участка, смещенную от торца заготовки на заданную величину, При этом создаются условия для необходимого сопротивления деФормации металла в приконтактной с пуансоном области очага деформации, что исключает обраэова ние заусенца, 1 ил.2 табл.13Изобретение относится к обработ-,ке металлов давлением, а именно кгорячей штамповке деталей с утолщениями нв конце.Цель изобретения - повышение качества получаемых деталей и снижение трудоемкости их изготовления,На чертеже дана расчетная схематемпературного, нагрева заготовки,где 11, - дЛина концевого участка,соответствующая объему утолщения,1 х " величина смещения зоны нагреваот торца заготовки 1- длина эонынагрева, 1 - общая длина заготовки,Ва графике верхняя кривая показывает изменение температуры по длине эоны нагрева к моменту окончаниянагрева заготовки (о); нижняя кривая показывает изменение -температуры эа цикл штамповки (1 ), включающий время нагрева и транспортировкизаготовки до штампами г - температура зоны нагрева к моменту окончаниянагрева, г " температура торца заготовки к моменту контакта с инструментом.При 1 м 1 решение для температурного поля имеет видг 9, 1 + 1 х 1 " 1 хг г -- (ег Г- - " - ег Г- --- ,(1)2, г Ь".2 Бгде с - изменение температуры пооФдлине заготовки, С,. а - температуропроводность, м /с.Для торца заготовки при 1 = 0и г д г (350-450 С по условию) сучетом егг(-г) ва -егг(з) иэ выражения (1) находят температурный параметрс.- гт 1 хе"г --- т1 а 2,ЬТф (иьее е )1 х(2)Г 2 а,где Фа,а) - интеграл вероятности,табулированная функция.Задавая г и г определяюти получают значения выражения 1/lч 2 аваЗадавав а и тч, рассчитывают величину смещения зоны нагрева1 от торца заготовки,Данные расчета сведены в табл, 1На основании полученных данных с точностью до 10", в диапазоне 0,56 а Ет с 0,83 величину 1 можно рассчитывать по простой аппроксима- ции(3) Сущность изобретения заключаетсяв том, что перед штамповкой заготовки нагреву подвергают часть концевого участка, смещенную от торца, при этом величину смешения нагреваемой 10 части от торца заготовки определяютиэ соотношения 11, 9" Г 2 вача, 9 где 1 величина смещения нвгреваемой части от торца заготовки, мм,температуропроводность, м/с 2,время цикла штамповки, включающее время нагрева и транспортировки заготовки, с,ас 9 Гттемпературный па"нраметр,25 г - температура нагреваемой час-,нйти заготовки, С,гт - температура нагрева торцав результате теплопередвчиза время ь 2 С,30 Нагрев смещенного от торца участка заготовки обеспечивает необходимое сопротивление деформации металла2 в прикбнтактной с пуансоном областиочага деформации при формировании35 утолщения, исключающее образованиезаусенца. Высокое сопротивление деформации металла в торцовой части зв"готовки обеспечивает образование закруглений на торцовой поверхностир утолщения при изготовлении деталейтипа болтов. В результате повышаетсякачество деталей и производительность способа.Максимальную температуру торцовой45 части заготовки с учетом ее разогрева во время нагрева смещенной эоныи времени транспортировки для стальных заготовок выбирают не более 350450 С,П р и и е р. Определяют изменениетеплового состояния заготовок в процессе нагрева и транспортировки Жц)при тех же начальных условиях тепло"вого режима для широко применяемого55 ряда диаметров заготовок в диапазоне 10-50 мм, Материал - сталь 45 ахг = 1200 С; гт = 400 С, Теплофизические характеристики стали 45: плотность р = 7767 кг 2 м, теплоемкостьС0,662 --- ; теплопроводностькДжкг. гр= 38 Бт/м гр; температурапроводность - 7,4 10 м /с; степень черноты поверхности Е0,5-0,7.Бремя нагрева= 1 О с, время транспортировки ь, = 10 с, т.е. время цикла сц = 20 с (время формоиэменения заготовки не учтено)Определяют:1) тепло, вводимое вм эа=ф 10 с:б кДжч С рс = 617 10ч г н мз )2) тепло теряемое 1 м поверхносФти излучением 5 Е Тя и конвекцией осе( еС20) эа время с т 10 сЯ(бЯТн +о Сн) т2094- -3) относительную поверхность эаго"лтовки иЙ 1 к ее объему ч -4 - 1,равную 4 й = 200-83 м /м .Тогда доля тепловых потерь излучением и конвекцией через поверхность заготовки от введенного тепласоставит4 а.= О 07 - 0 03Ут,е. от 73 для заготовок ф 20 ммдо 37. для заготовок ф 50 мм,оРассчитывают критерии В, (БИО)и Р (Фурье) для временио (,Й ОЙВ " ----- = 0,04-0,1;2 ф. 2 Е% ьтрР--- . = О 74-0 12,ь 4 Мьтф р тИспользуя значения Б, и Г с помощью номограмм, находят температурные параметры поверхности 8 и центра 9 заготовок Ф 20 и 50 мм, аиспользуя выраженияопределяют абсолютные значения температур поверхности с и центра с. Данные расчета сведены в табл. 2.Таким образом, неравномерность температур по радиусу заготовок в диапазоне диаметров 20-50 мм составляет 66-36 С, Охлаждение поверхности - соответственно 120-48 С, центора 54-12 С,Изготовлена опытная партия болтов иэ стержня диаметром ф 24 мм с длиной концевого участка 1 = 36 мм,ксоответствующего объему головки болта Я = 36 мм, Н = 15 мм, Сталь 45.Принято, с 4 с, ь = 5 с, ьц- 9 с; с= 1200 С, Температуру торца с задали 400 С.Используя выражение (3), рассчитали величину смещения зоны нагрева117 мм.10 Нагрев осуществляли в щелевом индукторе. Перед подачей заготовки вштамп проводили проверку температуры торца концевого участка ст с помощью пирометра и контактной термопары. Фактическая температура превышала заданную на 8-127, что вполнедопустимо.Испытания показали, что голонкиболта получены с четко оформленными20 гранями и закруглениями на торце, Приэтом расчетный объем металла на головку болта, в связи с ответствиемзаусенца, снижали на 3-57Формула изобретенияСпособ изготовления деталей с утол, щениями на конце, включающий нагревконцевого участка заготовки, соответствующего объему утолщения, и штамповку нагретого участка в закрытомштампе, отличающийся тем,что, с целью повышения качества получаемых деталей и снижения трудоемкости их изготовления, нагреву подвергают часть концевого участка, смещенную35 от торца заготовки на величину, определяемую из соотношения1= 1,5.1 а. 9,где 1 - величина смещения нагревае 40 мой части от торца эаготова втемпературопроводность,м 2/сглЧ - время цикла штамповки,включающее время нагреваи транспортировки заготовки, с,9 - температурный параметр,определяемьй из соотношенияс50 ав - йтснгде с- температура нагреваемой части заоготовки, С,55 с - температура нагрева торца в. результате теплопередачи за времяоь С,(а " 7 в 4 яяФОмф/ссталь"45) Т Х 12001 400 ЗРО 2 ОО юй МееУвеаваавафевавеамв ф ф С 3 в 1080 1146