Способ изготовления осесимметричных кольцевых изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС ИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1759513 А)9) 5)5 В 21 3 5/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Остроушкин Г.ПКатковский А,Т, и др,Штамповка заготовок колец упорных шариковых подшипников из отходов кузнечногопроизводства, Сборник Совершенствование технологии заготовительного производства деталей подшипников, М,:Специнформцентр НПО ВНИПП, 1986, гт 4,с,28 - Зб, рис.1,Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке кольцевых изделий,Известен способ изготовления осесимметричных изделий, при котором исходную цилиндрическую заготовку осаживают в осевом направлении с одновременным формообразованием конусного участка на ее боковой поверхности, и затем штампуют изделие (см. например, а.с. СССР г. 948514, кл. В 21,1 5/02, 1979),Недостатком этого способа является невысокая точность размеров и формы изделий, т,к. при осадке и штамповке заготовка неточно базируется относительно инструмента, в результате чего искажаются форма и размер готовых изделий.Известен также способ изготовления осесимметричных кольцевых изделий, при котором дисковую заготовку осаживают в осевом направлении до заданной степени(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: обработка металлов давлением при штамповке кольцевых изделий. Сущность изобретения: дисковую заготовку осаживают до заданной высоты, Осадку осуществляют в 2 стадии; на первой стадии осуществляют свободную осадку кольцевой периферийной зоны заготовки, На второй стадии прикладывают радиальные сжимающие усилия к ее боковой поверхности. Избыток металла направляют в коническое отверстие пуансона. геометрические параметры которого определяют по предложенной зависимости, 4 ил. деформации пуансоном в матрице и из осаженной заготовки вырубают кольцевое изделие (см, например: Остроушкин Г,П Катковский А.ТДемина Л.М, и др, Штамповка заготовок колец упорных шариковых подшипников из отходов кузнечного производства, В сб Совершенствование технологии заготовительного производства деталей подшипников. - М.: Специнформцентр НПО ВНИПП, 1986, ч. 4, с,28 - 30. рис.1),Недостатком этого способа является то, что перед осадкой дисковая заготовка, имеющая диаметральный размер, меньший диаметрального размера матрицы, устанавливается, как правило, со смещением относительно оси матрицы, в связи с чем при осадке она приобретает несимметричную форму (овальную) диска со значительными утяжинами по боковой поверхности, При последующем изготовлении кольцевых изде 175951345 50 55 лий возникает необходимость увеличивать припуски на последующую обработку и выполняют дополнительную механическую обработку боковой поверхности, что приводит к перерасходу металла, ухудшению качества изделий в связи со снижением точности их формы и размеров и повышению трудоемкости их изготовления,Кроме того, известный способ не позволяет получать кольцевые изделия с высокой точностью размеров по высоте, т.к. дисковые заготовки, в качестве которых могут быть использованы технологические отходы штамповочного производства - "донышки", имеют значительные объемные отклонения (отклонения по массе), что напрямую сказывается на точности размера по высоте готового кольцевого изделия,Целью настоящего изобретения является повышение качества изделий путем повышения точности их формы и размеров, экономия металла и снижение трудоемкости изготовления изделий при использовании разнообъемных дисковых заготовок,Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления осесимметричных кольцевых изделий, при котором дисковую заготовку осаживают в осевом направлении до заданной степени деформации пуансоном в матрице и из осаженной заготовки вырубают кольцевое изделие, осадку осуществляют в две стадии, причем на первой стадии осуществляют свободную осадку периферийной кольцеобразной нагрузкой, на второй стадии дополнительно прикладывают к боковой поверхности равномерно распределенные сжимающие радиальные усилия, а избыток металла направляют из центральной части заготовки вдоль ее оси и коническое отверстие пуансона, при этом геометрические параметры конического отверстия пуансона определяют из соотношения: Г 1 отв ) б З 1 П а)(Ь, - Ь 1),01 - Оогде ботв - диаметр отверстия готового кольцевого изделия, мм;б - диаметр большего основания конического отверстия пуансона,мм;а - угол наклона образующей конического отверстия пуансона к его основанию, град;Оо, 01 - наружные диаметры соответственно дисковой заготовки и готового кольцевого изделия, мм;Ьо, п 1 - высоты соответственно дисковой заготовки и готового кольцевого изделия, мм. 5 10 15 20 25 30 35 40 В обработке металлов давлением известны в отдельности приемы осадки, направления избыточного металла в компенсаторы инструмента (см. например, Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства, М.: "Машиностроение", 1976, с,282-283, рис.165),Однако известные приемы или носят общий характер, или использованы в другой совокупности существенных признаков, отличающейся от заявленной,Осуществление осадки в две стадии, на первой из которых осадку выполняют периферийной кольцеобразной нагрузкой, а на второй дополнительно прикладывают к боковой поверхности дисковой заготовки равномерно распределенные сжимающие радиальные усилия, придает предложенному способу новое свойство, заключающееся в создании условий равномерного течения металла в осевом и радиальном направлениях, благодаря чему обеспечивается правильное формообразование изделия и высокая точность его размеров.Однако, этих действий недостаточно для правильного формообразования изделия. Для разнообъемных заготовок избыток металла необходимо переместить в заданном направлении, при этом перемещение металла должно происходить через калиброванное отверстие, чтобы можно было бы создать регламентированное сопротивление течению металла, обеспечивающее правильное формообразование изделия при высокой точности его размеров, в результате экспериментальных исследований было установлено соотношение между геометрическими параметрами конического отверстия (диаметр основания и угол наклона образующей к основанию) и геометрическими параметрами исходной заготовки и готового изделия; С 1 отв ) б31 П а(1 о - Ь 1),О 1 Оо Соблюдение установленного соотношения обеспечивает высокое качество изделий, заключающееся в качественном их формообразовании и высокой точности их размеров. Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков в комплексе придает новое свойство заявленному способу и обеспечивает достижение положительного эффекта, т.е, отвечает требованиям критерия охраноспособности "Существенные отличия".На фиг,1 представлена исходная дисковая заготовка; на фиг,2 - первая стадия осадки дисковой заготовки; на фиг,3 - вторая стадия осадки дисковой заготовки; на фиг.4 - схема вырубки кольцевого изделия.Исходную дисковую заготовку 1 осаживают на первой стадии пуансоном 2 в матрице 3 периферийной кольцеообразной нагрузкой Р, На второй стадии осадки одновременно с периферийной кольцеобразной нагрузкой Р к боковой поверхности 4 заготовки 1 дополнительно прикладывают равномерно распределенные сжимающие радиальные усилия Я до получения заданных размеров по высоте п 1 и диаметру 01. При этом избыток металла 5 направляют из центральной части заготовки 1 вдоль ее оси в коническое отверстие 6 пуансона 2. Параметры конического отверстия - диаметр б и угол наклона боковой образующей а к его основанию - выбирают из экспериментально полученного соотношения, в котором верхним пределом является диаметром отверстия б, готового кольцевого изделия, а нижним пределом - соотношение исходных и конечных размеров изделия Оо(М-п 1)/(010), определяющее оптимальные стесненные условия для истечения избыточного металла 5 в коническое отверстие 6 пуансона, обеспечивающее заданное формообразование деформируемой части дисковой заготовки.По окончании двухстадийной осадки из осаженной заготовки 7 вырубают кольцевое изделие 8, образуя отход 9,П р и м е р. Исходную дисковую заготовку диаметром 71 мм и высотой 12 мм осадили периферийной кольцевой нагрузкой до высоты 8,5 - 9,0 мм, Затем к боковой поверхности дополнительно приложили равномерно распределенные сжимающие радиальные усилия до получения высоты заготовки в зоне деформации 8,0 мм и наружного диаметра 84,2 мм.Избыток металла был направлен из центральной части заготовки в коническое отверстие пуансона с диаметром основания б=27 мм и углом наклона образующей к его основанию а= 78,5 10 15 20 30 35 40 45 Из осаженной заготовки вырубают кольцевое изделие с внутренним диаметром 31,7 мм, Высота и наружный диаметр кольцевого изделия сохраняются такими же, какими они были получены при осадке. 5 Полученное кольцевое изделие является заготовкой для изготовления колец упорных подшипников качения 588911,01 и 778707.01 и 02,Величины угла наклона образующей конического отверстия пуансона к основанию и его диаметра выбраны на основе экспериментальных исследований с учетом полного формообразования; при этом сочетания диаметра основания конического отверстия пуансона б = 27 мм и угла наклона его образующей а = 78 отвечает требованиям экспериментально полученного соотношения: б, б эпа Оо 1 о 1101 - Оо т.к, б ЗИа = 26,5 мм меньше диаметра отверстия готового изделия боте = 31,7 мм, но больше соотношения Оо "о 01 - Оо=- 21,5 ммОптимальными величинами угла наклона образующей конического отверстия пуансона при изготовлении осесимметричных кольцевых изделий является диапазон от 45 до 80 о,Изобретение обеспечивает получение кольцевых изделий с высокой точностью формы и размеров, что позволяет уменьшить припуск на последующую механическую обработку., снизить трудоемкость изготовления изделий и обеспечить зкономию металла благодаря возможности использования технологических отходов штамповочного производства в качестве исходных заготовок, Формула изобретения Способ изготовления осесимметричных кольцевых изделий, включающий осадкудисковой заготовки пуансоном в осевом направлении до заданной высоты, после чего из осаженной заготовки вырубают кольцевое изделие, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий путем обеспечения точности геометрических размеров, экономии металла и снижения трудоемкости изготовления при испольЭовании разнообъемных заготовок, осадку осуществляют едва этапа, при этом на первом этапе производят свободную осадку периферийной кольцевой зоны дисковой заготовки, а на втором этапе дополнительно прикладывают к ее боковой поверхности равномерно распределенные радиальные сжимающие усилия, при этом избыток металла направляют иэ центральной части заготовки вдоль ее оси в коническое отверстие пуансона, геометрические параметры которого определяют иэ соотношения:1759513 О, (о - 1ботвб 3 и йО 1 - Оо йи 4оставитель А,Катковскиехред М.Моргентал ктор М,Тка едакт акэз 3138 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 где бота - диаметр отверстия готового кольцевого изделия, мм;б - диаметр большего основания конического отверстия пуансона, мм; а - угол наклона образующей конического отверстия пуансона, град;ОО, 01 - наружный диаметр дисковойзаготовки и готового кольцевого изделия со ответственно,мм;йо, Ь 1 - высота дисковой заготовки иготового кольцевого изделия соответственно, мм.