Способ обработки отверстий деталей пластическим деформированием

Номер патента: 1425061

Авторы: Лунгол, Посвятенко, Турич

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 9) И 0 УБЛИН 24 В 39/02, В 23 О 37/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ви ТЕЛ 8 ТОРСНО ериалов АН енко о СССР980.И ОТВЕРСТИЙМ ДЕФОРМИк обработке мебыть использоротягивании отЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОБРАБОТКДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКИРОВАНИЕМ(57) Изобретение относитсяталлов давлением и можетвано при деформирующем п верстий. Цель - повышение производител ьности труда и качества обработки за счет увеличения несущей способности деформирующих элементов. Для этого на пути входа в отверстие осуществляют равномерный нагрев оправки и деформирующего элемента до температуры, сохраняющейся в процессе деформирования, Г 1 ри выходе деформирующего элемента из обрабатываемого отверстия его и оправку охлаждают. Приведены зависимости для расчета температур нагрева и охлаждения. Происходит компенсация напряжений от рабочей нагрузки при перемещении про. тяжки, что позволяет повысить долговечность деформируюгцих элементов. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.1-ех - 1.хц+а21 данатяг на деформирующий элемент;угол, наклона образующей рабочегоконуса деформирующего элемента.деталей с бесконечной толщиной где а -а -Длястенки 1-Рх -- 17,4 (Ха) о о Ьхх= - 18,6(Ха)" известной скорости протягивания Ъ(Т - Т 2) Ъ Ъще = ---- - 1 вых Изобретение относится к металлообработке, в частности к технологическим процессам обработки отверстий деформирующим протягиванием, и может быть использовано при изготовлении деталей из труднообрабатываемых материалов.Целью изобретения является повышениепроизводительности труда и качества обраоотки.На фиг.показана схема нагрузок надеформируюший элемент в процессе обработки отверстий деталей пластическим деформированием; на фиг. 2 - различные этапы этой обработки и диаграмма температур нагрева и охлаждения инструмента.Способ осуществляется следующим образом.Деформирующий элемент 1, посаженныйна оправку 2 без зазора или с небольшимдеформационным натягом, перемещается вобрабатываемой детали 3 со скоростью Ч в осевом направлении, указанном стрелкой.Посадка с деформационным натягом приводит к возникновению на посадочной плошалке деформационных радиальных растягиваю.ших напряжений о, не представляющих опасности для деформирующего элемента, так как их уровень на порядок ниже предела прочности на изгиб инструментального материала. Для того, чтобы посадка деформирующего элемента на оправку осуществлялась только под зоной 4 его контакта с деталью, на поверхности отверстия предусмотрены конусообразные участки 5. В зоне 4 контакта деформирующего элемента с деталью возникают радиальные напряжения с 1, для компенсации которых в процессе обработки создают термические радиальные растягивающие напряжения о . Скорости нагревания Ъ, и охлаждения ЧРхх инструмента, а также длину участков 1. и 1 ехх, на которых происходит изменение температуры инструмента от То до Т и от Т до Т 2 (фиг. 2), определяются по следующим зависимостям.Для деталей с конечной толщиной стенкиххах= 37 1" д"дгде-- толщина стенки детали;д - диаметр отверстия детали. Нагрев деформирующего элемента можно. осуществлять энергией ультразвуковых колебаний, расположив элемент в пучности напряжений стоячей ультразвуковой волны на оправке, ТВЧ или электрическими нагревательными элементами, расположенными у торцов деформирующего элемента. Охлаждение деформирующего элемента можно осуществлять, например, воздухом на оправке.Зависимости для определения температур О нагрева и охлаждения пригодны для всехизвестных инструментальных материалов, так как учитывают их физико-механические свойства, геометрические размеры и режимы обработки. Если инструментальный материал удовлетворительно работает на изгиб т.е. когда его поедел прочности при изгибе не меньше (1,5 - 2) 10 МПа, а радиальные напряженияв зоне контакта деформирующего элемента с деталью не превышают (3 - 4) 10 МПа, уровень термических напря жений одопустимо выбирать меньшим уровня Ч, т. е. производить частичную компенсацию с. В таких случаях температура нагрева, необходимая для создания термических напряжений, будет меньшей температуры Т а иногда - и температуры Т 2. В последнем случае отпадает необходимость в охлаждении инструмента на выходе из детали.17 ример. При обработке детали из стали20 с наружным диаметром заготовки 136 мм и диаметром ее отверстия 106 мм пластичесЗ 0 ким деформированием с натягом 1,5 мм нарабочую коническую поверхность твердо- сплавного (сплав ВК 15) деформирующего элемента будет действовать радиальная сила 1060 кН. Длина контакта деформирующего элемента с деталью при этих условиях З 5 обработки составит 2,7 мм, а радиальныенапряжения ц в зоне контакта достигнут 1,1710 МПа. Выбрав в качестве материала оправки сталь 40 Х и диметры посадочной поверхности д, -до=97,5 мм, назначаем деформационный натяг Л посадки, равный 40 0 002 мм. Остальные исходные данные длярасчета Т Тх ЧнхРР и ххххх следующие.ао=11 10град ; а,=6 10 град ; Е= = - 5,4 10 МПа; Ео=2,110 МПа; ц,=0,225; ро=0,290; То=20 С; 1=10 мм; а=4; Ч= 0,083 м/с; К = - 2,0; ь;,= 0,9 10 З МПа;К=6,81 О МН/мз; К,=5,94 10 о МН/м Тогда из выражения для расчета температуры нагрева получаем, что для полной компенсации радиальных напряжений в зоне контакта деформирующего элемента с де талью термическими напряжениями в зонепосадки, инструмент следует нагреть до Т=245 С, а во избежание его разрушения при выходе из отверстия инструмент нужно охладить до Т 2=185 С. Скорости нагрева и охлаждения при этом соответственно долж ны равняться 850 град/с и 195 град/с.Нагрев зоны посадки инструмента до рассчитанной температуры с названной скоростью обеспечивает воздействие на эту зону ультразвуковых колебаний при условии располо1425061 3жения ее в пучности напряжений стоячей ультразвуковой волны. Такой нагрев осуществляется при испытаниях предлагаемого способа обработки отверстий деталей пластическим деформированием на экспериментальном стенде, состоящем из горизонтально- протяжного станка мод. 7 Б 57, ультразвукового генератора УЗГ 2-4 М с магнитострикционным преобразованием ПМС 15-А 18 и регистрирующей аппаратуры. Охлаждение инструмента осуществляется сжатым возду хом, подводимым к зоне посадки через отверстие в оправке.Формула изобретения1. Способ обработки отверстий деталей пластическим деформированием, при кото ром осуществляют осевое перемещение опзоной контакта деформирующего элемента с деталью между посадочными поверхностями оправки и деформирующего элемента создают радиальные напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда и качества обработки за счет увеличения несущей способности деформирующих элементов, радиальные напряже ния создают в процессе обработки между оправкой и деформирующим элементом, при этом их величина равна или меньше величины радиальных напряжений, возникающих в зоне контакта деформирующего элемента с деталью. 302. Способ по п. 1, отличающийся тем, что радиальные напряжения между посадочными поверхностями деформирующего элемента и оправки создают путем их равномерного нагрева при входе деформирующего элемента в отверстие детали до температуры, сохраняющейся в процессе об- работки+2 +Тоаос 1 о - аэ сто где ц - величина радиальных напряжений в зоне контакта деформирующего элемента с деталью;до и д - соответственно диаметры цилиндрических посадочных поверхностей деформирующегоэлемента и оправки;ао и а, - соответственно коэффициентылинейного расширсния оправкии деформирующего элемента;Ь - величина натяга, с которымдеформирующий элемент поса 10 1 9жен на оправку, равная Кзд - коэффициент запаса прочности; 1 о ) - допускаемое напряжение при растяжении для материала деформирующего элемента;К и Ко - общий коэффициент постели и коэффициент постели оправки соответственно равные К э +ЕК(К+г /К г ) - ц- ( ------ ) Ео/2(1 - ро)г) Ко=Ео/(1 - ро) г,где Е, и Ео - модули упругости соответственно материала деформирующего элемента и оправки;р и ро - коэффициенты Пуассона соответственно материалов деформирующего элемента и оправки; аоА - ив 1 ъа при выходе деформирующего элемента изотверстия детали оправку и деформирующийэлемент охлаждают до температуры 40 К и г - радиусы наружной поверхности и отверстия деформирующего элемента соответственно. равки с деформирующим элементом относи- То - температура окружающейтельно обрабатываемого отверстия, а под1425061 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Смотреть

Заявка

4065606, 24.03.1986

ИНСТИТУТ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ АН УССР

ТУРИЧ ВАЛЕРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, ПОСВЯТЕНКО ЭДУАРД КАРПОВИЧ, ЛУНГОЛ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: B23D 37/04, B24B 39/02

Метки: деформированием, отверстий, пластическим

Опубликовано: 23.09.1988

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1425061-sposob-obrabotki-otverstijj-detalejj-plasticheskim-deformirovaniem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ обработки отверстий деталей пластическим деформированием</a>

Похожие патенты