Способ изготовления полых изделий

(19) (111 Э 37 16 4(511 В 21 Р 22/20// АНИЕ ИЗОБРЕТЕН О ката поенин егощуры ниж- ф ческого полуФабр участкам в направлстенки ко кольцевым открытого ней грани ности и с орца до температ состояния сверх хлаядением его п ластич- идонной зоны. ГОСУД ТВЕНН 1 Й НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторскийинститут редукторостроения и Киевскийордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(56) 1, Валиев С.А. Комбинированнаяглубокая вытяжка листовых материалов.М., Машгиз, 1973, с. 45-46 (прототип).(54).(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХИЗДЕЛИИ из листовой заготовки путемпроталкивания ее цилиндрическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы с двухконусным заходным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода конического полуФабриката и последукнцей окончательной вытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и увеличения производительности при изготовлении изделий из труднодеформируемых, самоупрочняющихся и малопластичных мате"Ъриалов, вытяжку с утонением -осуществляют с локальным нагревом боковойИзобретение относится к обработкеметаллов давлением и может быть использовано в общем и специальном машиностроении при изготовлении тонкостенных изделий из средне- и толстолистовых, преимущественно труднодеформируемых материалов: нержавеющих и легированных сталей(12 Х 18 Н 10 Т, ЗОХГСА) и сплавов (титановых, магниевых и т.п.), напримерпри изготовлении гибких элементовволновых передач.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ изготовления полых изделий из листовойзаготовки путем проталкивания еецилиндрическим пуансоном.в рабочееотверстие матрицы с двухконуснымзаходным участком за один рабочийход, получения вытяжкой за два перехода конического полуфабриката и последующей окончательной вытяжки спринудительным утонением цилиндрического изделия 11,Недостатком известного способаявляется ограниченная степень формоизменения из-за наклепа материалаи его охрупчивания после 1-го перехода,Цель изобретения - повышение качества и увеличение производительности при изготовлении изделий изтруднодеформируемых, самоупрочняющихся и малопластичных материалов. 10 15 20 30 На фиг. 1 показан штамп для реа лизации способа на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1; на фиг. 3 - вид В на фиг,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовле.ния полых изделий из листовой заготовки путем проталкивания ее цилинд 40 рическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы с двухконусным заходным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода конического полуфабриката и последующей45 окончательной вытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия, последнюю осуществляют с локальным нагревом боковой стенки конического полуфабриката по кольцевым участ. кам в направлении его открытого торца до температуры нижней границы состояния сверхпластичности и с. охлаждением его придонной зоны. 11 тамп содержит протяжную матрицу 1, выполненную из теплостойкой керамики и имеющую в рабочей полости параметры формуемого изделия, Матрица 1 установлена в обойме 2, жестко связанной винтами 3 и 4 с другой обоймой 5 и плитой 6. Плита 6 посредством колонок 7 связана с верхней частью штампа (не показана), закрепляемой в ползуне пресса, Обойма 5 жестко скреплена винтами 8 с прижимным кольцом 9, в котором выполнена кольцевая проточка 10 для фиксации исходной плоской заготовки. В обойме 5 по горячей посадке закреплена дополнительная (заходная) матрица 11, в кольцевой проточке которой размещен индуктор ТВЧ 12, нагревательный элемент которого защищен изоляцией 13 от матрицы 1 и экраном 14 и изоляцией 1.5 от матрицы 11.Матрицы 11 имеет заходную полость в виде двух конических участков - заходного 16 и рабочего 17. Высота и угол конусности этих участков рассчитаны из условия равенства площади боковой поверхности каждого из участков площади боковой поверхности формуемого полого изделия диаметром и высотой 80 мм, Вытяжной пуансон выполнен из двух частей - собственно полого пуансона 18 и остова 19, закрепленного винтами 20 в нижней плите 21. Остов 19 такжевыполнен полым и имеет два выходных отверстия, в которых установлены штуцера 22 и 23 соответственно для подвода и отвода воды с уплотняющими прокладками 24. Внутренняя полость остова 19 закрыта снизу пробкой- заглушкой 25 с уплотняющей прокладкой 26. В верхней части остов 19 имеет направляющий выступ 27, на резьбовой части которого завинчен пуансон 18. Внутри выступа 27 на резьбе установлена втулка 28, к которой приварена трубка 29 для подвода воды в зону интенсивного охлаждения. Во втулке 28 имеются два дополнительных отверстия 30 для слива воды. Снизу трубка 29 соединена посредством гибкого шланга 31 со штуцером для подвода водыВерхняя часть трубки 29 свободно проходит внутрь пуансона 18 через эластичную пробку-заглушку 32, закрывающую внутреннюю полость,В торце пуансона 18 с помощью легкоплавкого металла 33 укреплена3 11486воэдухоотводная трубочка 34, введен,ная внутрь пробки в заглуш 32 доупора в наружную кольцевую проточку,совмещаемую с одним или двумя отверстиями 35 ддя выхода воздуха встенке пуансона 18. Герметизациявнутренних полостей для подвода иотвода воды в пуансоне 18 и остове19 обеспечивается с помощью уплотняю-,щих прокладок 36-39. По пуансону 18и остову 19 направляется выталкиватель 40, выполненный с прорезями41 под штуцера. Выталкиватель 40опирается на толкатели 42, соединен -ные с выталкивателем пресса или буфером. При работе штампа нижняя егоплита 21 вместе с пуансоном 18,жестко укрепленным на остове 19,неподвижно закреплена на столе пресса, а верхняя плита 6 с закрепленными на ней блоком матриц 1 и 11вместе с индуктором 12 и прижимнымкольцом 9 совершает поступательноедвижение относительно пуансона 18.В процессе работы штампа по штуцеру внутрь пуансона 18 регулярноподается охпаждающая проточная вода,сливаемая по мере нагрева черезцентральное отверстие в пробке-заглушке 32, отверстия 30 во втулке 28,30и сквозное отверстие в направляющемвыступе 27 остова 19 внутрь полостиостова., откуда удаляется через штуцер 23.Способ осуществляют следующимобразом.5Исходную плоскую заготовку укладывают в фиксирующую проточку 10прижима 9, выполненную с открытымвыходом, равным наружному размеруплоской заготовки, при верхнем распо 4 Эложении блока матриц 1 и 11 до включения пресса.После включения пресса при движении блока матриц вниз до моментавтягивания в протяжную матрицу 1донной части заготовки вытяжку осуществляют нахолодно при выключенноминдукторе 12 с образованием изплоской заготовки промежуточного50конического полуфабриката. В указанный момент 1 (фиг. 1) индуктор,; связанный электрической системой сходом пресса, включается, и дальнейшая вытяжка ведется с нагревомдеформируемой части заготовки в процессе протягивания ее через индук 72 4тор перед утонением стенки в вытяжном зазоре Так как штамп предназначен для вытяжки заготовки гибкого колеса, имеющего в краевом участке утолщение в виде наружного зубчатого венца, кромку заготовки не протягивают через матрицу 1, что позвопяет получить тонкостенную полую заготовку с локальным утолщением. После этого ползун пресса совершает обратный ход и блок матриц уходит вверх При этом выталкиватель 40 получает от выталкивателя пресса движение вверх и снимает деталь с пуансона.Основным преимуществом предлагаемого способа является повышение качества изделия и допускаемой степени деформации за счет того, что при нагреве снимаются остаточные растягивающие напряжения, появляющиеся при вытяжке нахолодно, повышается пластичность материала, так как нагрев перед протяжкой играет роль промежуточного отжига и исключает отдельные операции термообработки, а деформирование при температуре рекристаллизации обеспечивает необходимую мелкозернистую структуру и последующие высокие эксплуатационные характеристики изделия, в частности необходимую для гибких колес высокую усталостную прочность.Процесс вытяжки с нагревом выполняют за один ход пресса в одном штампе, что ведет к снижению трудоемкости за счет исключения операций механической и термической обработки. Вытяжка в условиях субкритической сверхпластичности требует минимальных деформирующих усилий и может быть осуществлена с минимумом энергозатрат на менее мощном оборудовании. Кроме того, снижается расход металла, так как нет удаления металла в стружку и объем металла в заготовке максимально приближен к объему готовой детали,Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа обеспечивается за счет повышения коэффициента использования металла от 0,25 до 0,5, сокращения трудоемкости изготовления за счет исключения токарной операции, составляющей 202 от общей трудоемкости и снижения примерно на 207 себестоимости обработки.