Способ изготовления полых осесимметричных изделий с фланцем

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК а 1) 4 В 21 Н 1/06, 8/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ осуществляют ее дерец, отличаюто, с целью повыУ 15проектно-конструк-.ический институт лии за сч кой и раз веой получении загото конический участ Н.Г. Галюк8,8)идетельство СССН 1/00,о наклонены еового издел,1, отлио зону сопр а ю -ения конического и цил ков заготовки вып толщины фланца, а товки под фланец равен объемумет ческого участлняют В пр объем метал лах заг отовку,в матготового изделиалла фланца. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕ ПОЛЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛ ЦЕМ, при котором получают з устанавливают и фиксируют е ЯО 1225657 А рицепосле чего формирование в то щ и й с я тем, ч шения качества и личения геометрич их точности, при на ней формируют образующие котор риферии фланца г2. Способ по и щ и й с я тем, ч12256Изобретение относится к обработкеметаллов давлением и может быть использовано при изготовлении полых деталей с фланцем, например, методамиторцовой раскатки, сферодвижного5прессования и осадки,Цель изобретения - повышение качества иэделий за счет увеличениягеометрической и размерной их точности.а10На фиг. 1 изображен процесс выполнения конической части заготовки длядетали с внутренним фланцем в начальный и конечный моменты; на фиг, 2то же, для заготовки с наружным фланцем; на фиг, 3 - схема определениязависимости положения плоскости перегиба от угла конуса; на фиг,заготовка с выполненной коническойее частью, установленная и зафиксированная в матрице, в момент началадеформирования металла в торец, например торцовой раскатки, сферодвижного прессования или осадки.Рассмотрим сущность предлагаемогоспособа на примере формирования изцилиндрической заготовки детали свнутренним фланцем,Перед установкой заготовки 1 наоперацию окончательного формирования30детали заготовку подвергают операцииобразования конической части заготовки на любом высокопроизводительномоборудовании обработки металлов давлением, например на кривошипных прессах (фиг. 1 и 2). При этом на внутренней поверхности заготовки 1 вместе сопряжения образующих конической и цилиндрической ее частей образуется линия перегиба. Очевидно, чтона качество получения изделий будетвлиять положение линии перегиба.При определенном угле конуса о линияперегиба должна лежать после установки заготовки 1 в матрицу 2 не нижеповерхности матрицы, формующей нижний торец фланца детали (фиг. 3 и 4).Если линия перегиба будет лежать нижеуказанной поверхности матрицы 2, тонижний торец цилиндрической части заготовки не коснется поверхности ручья 5 Оматрицы 2, формующей нижний торец детали. Тогда возможно образование препятствия течению металла в полостьручья матрицы, формующую нижний торецдетали, При этом произойдет неэаполнение полости матрицы, а излишкичметалла уйдут в облой, образуемыив зоне действия пуансона 3. Таким г 7 Эобразом, если линия перегиба будет лежать ниже поверхности ручья матриць 1, формующей нижний торец фланца, не достигается улучшение качества изделия.Такая же линия перегиба образуется в месте сопряжения наружных образующих конической и цилиндрической частей заготовки 1. Если наружная линия перегиба будет лежать выше поверхности матрицы 2, соприкасающейся в процессе обработки с пуансоном 3 и ограничивающей верхний торец фланца детали, то возможно течение металла между поверхностями пуансона и матрицы и образование облоя на наружном и внутреннем диаметрах фланца, значит улучшения качества изделия в этом случае не будет. Отсюда вытекает, что плоскость сопряжения конической и цилиндрической частей заготовки, проходящая через наружную и внутреннюю линии перегиба, должна лежать в пределах плоскостей, ограничивающих толщину фланца детали.Для определения зависимости положения плоскости сопряжения от угла конуса, определяемого отношением толщины фланца к толщине стенки цилиндрической части заготовки, рассмотрим два треугольника, изображенных на фиг. 3.У 1 а Ьь и а к к имеется один общий угол , определенный отноше 2 Ьнием тд Ш в ив , тле и - талиинаЭ-йФфланца; д - внутренний диаметр исходной заготовки, П - наружный диаметр исходной заготовки. УглыС а ЬЬ = Са К Ки =90 ПО ПОСтрОЕНИЮ. ЗначитсаЬЬ = сК К, т.е. имеем два треугольника с равными углами, Но толщины стенок цилиндрической и конической частей заготовки одинаковы, поэтому а Ь =ак 0-Й . Отсюда2можно утверждать, что а а ЬЬ = й а К К, Учитывая, что й а ЬЬ и д а К ки имеют общий угол 6 и вершины соответствующих углов противолежат одна другой можно заключить, что линия является осью симметрии четырехугольника акиКЬ, а отсюда следует, что линия ак делит угол о пополам. В данном случае линия ак характеризует наклон плоскости сопряжения конической и цилиндрической частей заготовок, т,е. определяет поло 31 жение указанной плоскости по отношению к углу конуса. Если наружная линия перегиба образующих конуса и цилиндра лежит н плоскости матрицы, соприкасающейся в процессе обработки с пуансоном, тогда ннутренняя линия перегиба лежит на середине толщины фланца при условии, что половина угла конуса определена отношением толщины фланца к толщине стенки цилиндрической части заготовки. В этом случае имеем оптимальное поле допуска на положение плоскости сопряжения, равное по величине половине толщины фланца.В случае, если угол конуса меньше, чем определенный по отношению толщины фланца к толщине стенки детали, форма заготовки будет приближаться к цилиндрической, тогда. возможно поянление лишнего облоя и неоправданное увлеичение усилия осадки, Если угол конуса больше, чем определенный по отношению толщины фланца к толщине стенки детали, то уменьшится поле допуска на положение плоскости сопряжения конической и цилиндрической частей заготовки,Поэтому можно утверждать, что половина угла конуса определяется отношением толщины фланца к толщине стенки цилиндрической части заготовки, обеспечивая при этом условии оптимальное поле допуска на положение плоскости сопряжения конической и цилиндрической частей заготовки в момент установки заготовки на позицию окончательного деформирования.Направление наклона при этом определяет направление течения металла, способствуя снижению усилия осадки и заполнению профиля ручья матрицы, формующей фланец детали, за счет частичной замены н начальный момент усилия осадки на усилие изгиба. Такие же утверждения справедливы и для детали с наружным фланцем.Применение предлагаемого способа позволит уменьшить потери металла в облой и обеспечить заполнение профиля ручья матрицы, а значит, улучшить качес гво получаемых изделий.В качестве примеров выполнения предлагаемого способа изготавливают детали; втулку с внутренним фланцем и седло пружины с наружным фланцем, Материал обеих деталей - Сталь.При проведении экспериментальных рабо" г: пл,стическому деформирона 225657 нию втулки сначала на токарном станке получают точением трубную кольцевую заготовку, Режимы обработки:Число оборотовшпинделя, об/мин 630 Продольная подача, мм/об 0,43 Поперечная поцача, мм/об 0,21 Общее штучное 10 0,45 вРемя, мин 25 30 0,09 Угол наклона образующих конической части заготовки предварительно определен по от ношению толщины фланца Затем, на кривошипном прессе выполняют коническую часть заготовки,Угол наклона 32 2 определен по отношению толщины фланца к толщине стенки. Режимы: усилие 95 тс, машинноевремя 0,8 с,Далее, заготовку устанавливают вматрице эксперимента.ьного сфероднижного прессонателя и деформируют в торец до заполнения калибра матрицыметалла заготовки при режимах:Усилия прессования,тс 90Число качаний пуансОня В 1 мин 200Подача, мм/с 0,8Машинное время, с 13Усилие выпрессовки, тс 30После выпрессовки установлено, чтонезначительный облой образовалсятолько на периферии фланца. Удалениеоблоя и образование фасок н соответстЗ 5 вии с чертежом производят на токарном станке, в результате окончательно получают втулку.Аналогично процессу получениявтулки получают седло пружины с наруж 40 ным фланцем. Сначала на токарномстанке получают точением трубнуюкольцевую заготовку при режимах:Число оборотовшпинделя, об/мин 63045 Продольная подача,мм/об 0,09Поперечная подача, мм/обОбщее штучное50 время, мин 1,2Затем на кривошипном прессе получают коническую часть заготовки прирежимах: усилие 40 тс, машинное время 0,8 с.55к толщине стенки и равен 37 . Однако при измерении диаметр большого основания конуса равен ч 5 мм. Это превышает диаметр фланца и приведен к неоправданному увеличению облоя, а значит, и к потерям металла, Поэтому выбирают угол наклона образующих конуса равным 30После выполнения указанных операций, заготовку устанавливают в матрице ( фероцнц 3(ного црессл 1 даэр ля деформируют в торец лри режимах:Усилие прессования, тс с)0 Число качаний пуансона в 1 мин 200 Подача, мм/с 0,8 Машинное время, с 15 Усилие выпрессовки, тс 20 В дальнейшем после снятия облоя и фасок получают седло пружины,1225657 Составитель М, ТарлавскаяТехред И.Верес Корректор В. Бутяга Редактор В. Петраш Заказ 2021/8 Тирах 655 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5