Устройство для остановки процесса деформирующего протягивания

(28)Приоритет но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю. Ф. Бусел, 3. К, Посвятенко и О. А. Розенберг Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТАНОВКИ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРУЮЩЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ Изобретение относится к обработке металлов давлением.Известно устройство для остановки процесса деформирующего протягивания (продавливания стального шарика диаметром 6,3 ммБчерез отверстие диаметром 6,0 мм), содержащее центрируюший стакан, на опорную поверхность которого торцом устанавливается обрабатываемая деталь. С целью фиксирования зоны контакта инструмента с деталью для исследования при использовании этого устройствашарик проталкивают примерно на 2/3 длиныотверстия, затем останавливают рабочее движе.ние станка или пресса, после чего шарик выталкивают из отверстия, а деталь разрезаютвдоль его образующей 1),Недостатком описанного устройства является то, что на нем нельзя зафиксировать неис.каженную зону контакта инструмента с деталью,так как устройство не позволяет мгновенно остановить процесс деформирующего протягивания.Известно устройство для остановки процесса деформирующего протягивания (дорнованияоднозубыми дорнами с заборной и за/тней частью в виде конуса), содержащее центрирующий стакан, на который опирается детальпри обарботке. Зона контакта инструмента сдеталью фиксируется на этом устройстве путемостановки рабочего движения стакана или пресса в тот момент, когда дорн прошел примернополовину длины отверстия, После этого дорнвыталкивается из детали в обратном направлении, а деталь разрезается вдоль оси 2 г.Устройство обладает теми же недостатками,что и упомянутое выше,Наиболее близким техническим решениемявляется устройство для остановки процессадеформирующего протягивания, содержащееобойму для установки обрабатываемой деталии центрирующий стакан для соединения, напри.мер с протяжным станком 31.Это устройство благодаря наличию обоймы,позволяет фиксировать зону контакта инструмента с деталью не только при .обработке толстостенных коротких деталей, но и при протягивании тонкостенных нежестких деталейзначительной длины. Процесс деформирующегопротягивания при работе с этим устройствомУстройство работает следующим образом.В процессе обработки детали 10 с помощью деформирующей протяжки 11 увеличивается диаметр отверстия детали. При этом имеет мес то также и некоторое увеличение ее наружного диаметра, за счет чего часть 4 обоймы через разъелшую втулку 7 получает упругую деформацию раздачи. Благодаря наличию упрутого участка 5 деформации не подвергаются жесткие стенки части 3 обоймы и втулки 6, Так как часть силы протягивания, необходимая для осу. шествления упругой деформации, возрастает по мере увеличения толщины стенки задней части обоймы, при продвижении деформирующей протяжки в отверстии будет возрастать и сама сила протягивания. Участок 8 втулки 6 и конусность наружной поверхности части 4 обоймы рассчитаны так, что в определенный момент установившейся стадии процесса деформирующего протягивания (между стадиями входа инструмента в деталь и его выхода) сила протягивания возрастает до величины, до. статочной для разрыва втулки 6 по участку 8 и эта втулка разорвется, Обойма, разъемная втулка 7, деталь 10 и часть втулки 6 до сечения 8, снабженная резьбой, мгновенно перейдут от состояния покоя к состоянию движения совместно с протяжкой 11 в осевом направлении со скорос 1 ъю протягивания, и процесс де 3 742057 прекращают в установившейся стадии обработ. ки (при постоянном усилии), выключая станок или пресс. После этого обойму разрезают, а инструмент извлекают из детали.Это устройство не позволяет зафиксировать неискаженную зону контакта инструмента с деталью, так как при выключении станка или пресса инструмент и приспособление, в котором он закреплен, продолжают двигаться по инерции, останавливаясь постепенно, а не мгновен но. Вследствие этого полученная зона контакта отличается от действительной, имеющей место при установившемся процессе деформирующего протягивания, Без верных сведений о зоне контакта нельзя правидьно подобрать режимы деформирующего протягивания и спроектировать инструмент, а следовательно, нельзя обеспечить в процессе протягивания оптимальные значения характеристик точности и качества обработанной поверхности, 20Недостатком устройства является также слож. ность извлечения детали после обработки, так как для этого нужно разрезать обойму. Кроме того, обойма в этом устройстве используется лишь один раз. 25Цель изобретения - повышение точности и качества обработки посредством фиксирования неискаженной зоны контакта протяжки с деталью путем мгновенной остановки процесса деформирующегб протягивания.30Для этого средняя часть обоймы выполнена упругой в радиальном направлении, часть обоймы, расположенная по одну сторону от средней части, соединена с центрирующим ста. каном посредством соосно расопложенной с ними втулки, на которой выполнен участок с ослабленным в радиальном направлении сечением, а часть обоймы, расположенная по другую сторону, вьпголнена с переменной жесткостью в радиальном направлении таким обра. зом, что жесткость в направлении обработки увеличивается соответственно не менее, чем на 10%. С целью упрощения извлечения детали из обоймы 1 тосле остановки процесса деформи. рующего протягивания, внутренняя поверхность 45 части обоймы, имеющей переменную жесткость в радиальном направлении, представляет собой усеченный конус, направление уменьшения ди. аЮетра которого соответствует направлению протягивания, причем устройство содержит разьемную втулку для обрабатываемой детали, на. ружная поверхность которой сопрягается с усеченным конусом обоймы.На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А.А на фиг. 1.Устройство состоит из центрирующего ста. кана 1, установленного в опорной плите 2 протяжного станка или пресса, обоймы, состо. ящей из частей 3 и 4, Между ними расположена упругая в радиальном направлении соседняя часть 5. Устройство содержит втулку 6 и разьемную втулку 7. Втулка 6 снабжена участком В с ослабленным, например, кольцевой канавкой, в радиальном направлении сечением, Обойма и втулка 6 соединены между собой с по. мощью резьбы. Для захвата втулки 6 ключом при сборке и разборке ее с обоймой на втул- Яке предусмотрены отверстия 9. Средняя часть 5 обоймы представляет собой тонкостенное полое цилиндрическое тело вращения, вдоль об. разующей которого нарезаны сквозные пазы. За счет того, что наружная поверхность части 4 обоймы выполнена в виде усеченного конуса, ее радиальная жесткость увеличивается в направлении протягивания не менее 10%. На поверхнссть отверстия задней части 4 обоимы, образованную усеченным конусом, своей наружной конической поверхностью опирается разъемная втулка 7, причем конусности сопрягаемых поверхностей этих деталей равны между собой. Отверстие разъемной втулки 7 выполне. по ступенчатым с тем, чтобы деталь 10 при обработке ее с помощью деформирующей протяжки 11 базировалась по своей наружной по. верхности и опиралась на торец. Разъемную втулку 7 образуют три или более сегментов, соприкасающихся между собой. по радиальным плоскостям.742057 формирующего протягивания мгновенно оста., новится. Центрирующий стакан 1 и часть втулки 6, снабженная фланцем, останутся в состоянии покоя. Втулку 6 рекомендуется изготовлять из хрупких материалов, например иэ серого чугуна, так как при их растяжении не образуется шейка текучести и, следовательно, разрыв хрупких материалов, в отличие от разрыва пластичных, происходит практически мгновенно, После остановки процесса деформирующего протягивания протяжку с сидящим на ней деталями снимают со станка, вынимают вместе с деталью 10 из обоймы путем выпрессовки из нее разъемной втулки 7 и изготавливают шлифты зоны контакта протяжки с деталью по общепринятой технологии обработки шлифов для металлографических исследований. При этом, с целью получения наиболее точных сведений о зоне контакта, инструмент не рекомендуется вьшрессовывать из детали, что может о несколько исказить эту зону, т.е. следует изготовлять и изучать шлиф находящихся в контакте инструмента,и детали.При подготовке устройства к повторной работе иэ обоймы и центрирующего стакана 1 д 5 нужно извлечь части разрушенной втулки 6, использующейся одноразово, соединить упомянутые детали новой втулкой, а обойму установить новую обрабатываемую деталь.Описываемое устройство позволяет зафиксировать действительную неискаженную зону контакта инструмента с деталыс нрп деформирующем протягивании. Исследование этой зоны на микрошлифах позволяет дать правильные рекомендации по выбору режимов протягива 35 ния и по конструированию деформирующих протяжек,Эти рекомендации особенно важны для прогнозирования характеристик качества и точности обработанной поверхности, так как деформируюшее протягивание чаще всего является 4 О чистовой операцией.Изучая микрошлифы зоны контакта, зафиксированной с помощью заявляемого устройства, можно установить, как влияют вид смазки, количество деформирующих элементов протяжки, натяги на них, углы их рабочих конусов, скорость протяжки, натяги на них, углы их рабочих конусов, скорость протягивания и другие факторы, задаваемые конструктором инструмента и технологом, на разбивку или усад- о ку готового отверстия (т.е, точность), шероховатость обработанной поверхности, микротвердость, текстуру и остаточные напряжения в поверхностном слое металла.Правильно используя полученные данные, при проектировании инструмента и процесса 6протягивания, повышается точность отверстий на 1 класс и понижается шероховатость на 1 - 2 класса по сравнению с этими же харак. теристиками, полученными на режимах протягивания, не соответствующих оптимальным, Кроме того, за счет оптимизации значений микротвердости, текстуры и остаточных напряжений достигают также повышения износостойкости и усталостной долговечности деталей машин на 10 - 15%. Формула изобретения 1. Устройство для остановки процесса деформирующего протягивания, содержащее обойму для установки обрабатываемой детали ицентрирующий стакан для соединения, например,с протяжным станком, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности икачества обработки посредством фиксированиянеискаженной зоны контакта протяжки с детальюпутем мгновенной остановки процесса деформи.рующего лротягивания, средняя часть обоймывыполнена упругой в радиальном направлении,часть обоймы, расположенная по одну сторонуот средней части, соединена с центрирующимстаканом посредством соосно расположеннойс ними втулки, на которой выполнен участокс ослабленным в радиальном направлении сечением, а часть обоймы, расположенная по другую сторону, выполнена с переменной жест.костью в радиальном направлении таким образом, что жесткость в направлении обработкиувеличивается соответственно не менее,чем на 10%,2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения извлече.ния детали из обоймы после остановки процесса деформирующего протягивания, внутренняяповерхность часп обоймы, имеющей переменную жесткость в радиальном направлении, представляет собой усеченный конус, направлениеуменьшения диаметра которого соответствуетнаправлению протягивания, причем устройствосодержит разъемную втулку для обрабатываемойдетали, наружная поверхность которой сопрягается с усеченным конусом обоймы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Вейлер С. Я. и др. Действие смазокпри обработке металлов давлением. М., Изд,-воАН УССР, 1960, с. 84 - 85, рис. 64 - 65,2. Проскуряков Ю. Г. Дорнование отверстий, М., Машгиз, 1961, с. 15, рис. 6,3, Зайцев Д, Е, и др. Напряженное состояниематериала при дерновании. Ж. "Станки и инструмент", 1972, И 1, с. 36-37, рис, 1.Редактор А. Федькин орректор М. П акаэ 3565/3 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фил Тираж 1160 ЦНИИПИ Государственного к по делам .изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушс Подписноемитета СССРытийая наб., д, 4/5