Способ изготовления изделий со сквозным отверстием и стаканов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН А 1 1) В 21 К 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ У К АВТОРСКО еталладелао грапото -анов.Целью изо ся сниж еталлетения явлти, эконоехнологиче ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производственное объединение по кузнечно-прессовому оборудованию и гибкимпроизводственным системам для обработки давлением "ЭНИКмаш"(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ СОСКВОЗНЫМ ОТВЕРСТИЕМ И СТАКАНОВ(57) Изобретение относится к технологии обработки металлов давлением иможет быть использовано при производстве поковок со сквозным отверстиеми стаканов. Цель изобретения - снижеИзобретение относится к технологииобработки металлов давлением и можетбь ь использовано при производствепо овок со сквозным отверстием и стание трудоемкос мия м а и расширение т ских возмож- ностей.На фиг. 1 показано устройство, реализующее способ (слевд показано исходное положение, а справа - получение полуфабриката по форме изделия,ние трудоемкости, экономия м расширение технологических воэможностей. Нагретую до ковочной температуры исходную мерную заготовку,из круглого проката первоначально устанавливают в нижнюю полуматрицу разъемной матрицы. Производят зажим полуматриц: и вьдавливание пуансоном полуфабриката по форме иэделия со сквозным отверстием и наметкой под отверстие. Полученный полуфабрикат укладывают в .ручей второго перехода (окончательного) с центрацией в нижней полуматрице по форме изделия со сквозным отверстием. Осуществляют вьдавливание стакана с приложением усилия к поверхности, противоположной наметке, с образованием направленным интенсивным течением металла на заключительно стадии процесса поверхности робщей поковки на составляющиенице застойной зоны и основнока материала, 2.ил. со сквозным отверстием); на фиг, 2 - то же,(слева показано исходное положение перед вьдавливанием полуфабриката под стакан после смыкания полу- матриц, а справа - заключительная стадия технологического процесса -получение комплектнои поковки и разделение ее на составляющие полуфабрикаты).Исходную мерную заготовку 1, предварительно отделенную от прутка и нагретую до ковочной температуры в нагревательном устройстве, устанавливают н нижнюю полуматрицу 2 на торцовую поверхность ныталкинателя 3. 11 илиндрическая поверхность полуматрицы 2 фиксирует заготовку в ручье, устраняя возможность ее опрокидывания.Таким образом, в процессе формоизменения обеспечивается центрация заготовки относительно полости ручья, что способствует равномерному истече О нию металла в периферийные участки .В начале рабочего хода происходитсмыкание верхней 4 и нижней 2 полумат риц с образованием закрытой полости,объем которой превосходит объем заготонки на 4-87 Далее пуансон 5 при своем ходе производит выдавливание за готовки в полость ручья, образованную смыканием полуматриц, до получения полуфабриката б с наружной поверхностью изделия со сквозным отверстием и наметкой под отверстие.Затем заготовку уклацывают в ручей второго перехода и пуансоном 5 состороны противоположной наметке под 25 отверстие, выдавливают обратным ис - течением полуфабрикат под стакан. Предварительно выполненная на первом переходе часть поковки в виде фланца образует застойную зону. Пуансон при 30 своем перемещении уменьшает толщину перемычки,из которой металл течет вверх в стенку стакана. С приближением пуансона к торцоной поверхности выталкивателя 3, фиксирующего наметку полуфабриката, интенсивность направленного в стенку стакана течения металла возрастает. Наступает момент, когда в углу, образованному торцовой и цилиндрическими поверхностями ны талкивателя и являющемуся начальной точкой поверхности раздела застойной зоны и основного потока металла, начинаются расслоение металла, Проникновение поверхностных окисленных сло ев заготовки в тело поковки по потоку металла и разделение комплектной поковки на составляющие. Конечнойточкой раздела сдвоенной поковки на изделие фланца со сквозным отверстием 5 О и стакан является угол, образованныйвнешней цилиндрической поверхностьюстакана и торцовой поверхностью фланца изделия со сквозным отверстием.В зависимости от конфигурации сос тавляющих сдвоенной поковки процесс может вестись не только в дна перехода, но и в один переход, Превосходство сопротивления истечению материаала н стенку стакана над сопротивлением заполнения полуфабриката позволяет вести процесс н один переход. Двухстороннее последовательное деформирование и оснащение штампа противоданяцими (подпорными) устройствами предопределяют однопереходное выдавливание,Анализ экспериментальных данных показал, что кривая поверхности описывается зависимостью где 2, Р - координаты вдоль оси поконки и в радильном напр авл ении,К - наружный радиус стакана;г - радиус полости поковки сменьшим диаметром отверс" .. тия;Н - высбта участка разделениякомплектной поковки насоставляющие полуфабрикаты.В результате экспериментальных исследований установлено, что начальному моменту разделения общей поковки на составляющие соответствует высота очага деформации (высота столба металла под пуансоном), равная 1/3 радиуса полости стакана,/Разделение происходит, если объем Ч, столба металла под пуансоном с диаметром наименьшей полости в момент .начала разделения будет больше суммы объемов дна стакана Ч 2 с диаметром наименьшей полости поковки и участка Ч,ограниченного кривой разделения и цилиндрической поверхностью полости поковки с меньшим диаметром, Отмеченные объемы равны где Ь - толщина дна стакана.Тогда изложенное условие запишется в следующем виде: 2 21 г Н ) Н( -- -) + и г 2 Ь2,В15514 Преобразуя последнее выражение,получим соотношение объемов элементовпоковокй гН ) 1/ЗК" Н + 2/ЗцгЬ. 69 бдела общей поковки на составляющие - перемычки (дну стакана). Фор мула из обр ет ения5П р и м е р, Получали изделие со сквозным отверстием (венец88 мм, ступицы ф 76 мм, отверстия ф 58 мм, вы 10 выеота венца 13 мм, общая высота 18 мм) и стакан (наружный диаметр78 мм, внутренний диаметр 56 мм, высота 56 мм, толщина дна 4 мм).В качестве оборудования использо 15 вали пресс мод. 504.004,837 ус. 5 МН.Исходная заготовка (сталь марки 40 Х) цилиндрической формы 50 мм и длиной 62 мм отрубалась на пресс-ножницах, после чего подвергалась индук 20 ционному нагреву до ковочной температуры 1240 С. Нтамповка вьщавлива-. нием проводилась в два перехода по описанным схемам. Усилие деформирования в 1-ом переходе составило величину порядка 1400 кН, а во втором - 2200 кН, Максимальное усилие прижима, необходимое для ведения процесса без раскрытия полуматриц, находилось на уровне 2000 кН. Полное отделение по-.30 ковок достигалось практически во всех случаях, чему дополнительно способствовало размещение составляющих комплектной поковки в .разных частях разьемной матрицы (верхней и нижней полуматрицах), а также приложение уси35 лия выталкивания к поверхности раз где Ь Н толщина дна стакана;радиус полости поковки сменьшим диаметром отверстия;высота участка разделениякомплектной поковки на составляющие полуфабрикаты;наружный радиус стакана. Способ изготовления изделий со сквозным отверстием и стаканов, включающий штамповку вьщавливанием комплектной поковки в виде двух концентрично расположенных полуфабрикатов и их разделение, о т л и ч а в - щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, экономии металла и расширения технологических воэможностей, вначале вьщавливают полуфабрикат под изделие со сквозным отверстием с.оформлением внешней поверхности и наметки под отверстие, при которой высота участка разделения комплектной поковки не превышает 1/3 радиуса полости стакана, а затем с противоположной от наметки стороны вьщавливают попуфабрикат под стакан прн следующем соотношении объемов поковок:/г 2 Нр Ц 2 Н + Яг 21Корректор С.Шекма одписно Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 295 Тираж 480 ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Жзобретениям и открьггиям при ГКНТ СССРаушская наб., д. 4/5