Способ получения изделий радиальным выдавливанием

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 а 4 В 21 1 5 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙРАДИАЛЬНЫМ ВЫДАВЛИВАНИЕМ.ЯО 1447508 деталей радиальным выдавливанием. Цель изобретения - повышение качества изделий и снижение расхода металла. Первоначально осевым деформирующим усилием выдавливают металл в двух противоположных радиальных разнесенных по высоте направлениях. Затем совмещают по высоте верхний и нижних объемы вытесненного металла. После этого весь объем верхней части вытесненного металла перемещают в сторону нижней части металла. Процесс деформирования заготовки основан на схеме деформирования сдвигом в равноканальной матрице с одновременным изменением направления течения металла, 5 ил.1447508 К= - Р - Т,Рпр 7 = Рпр 8=Рб 8. 50 55 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления заготовок радиальным выдавливанием.Целью изобретения является повышение качества получаемых изделий и снижение расхода металла.На фиг. 1 изображена схема процесса в начальной стадии; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - .-Б на фиг. 2 (промежуточная стадия); на фиг. 4 - то же (промежуточная стадия); на фиг. 5 - то же (конечная стадия).Способ осуществляют следующим образом.Заготовку 1 размещают в рабочей полости штампа (фиг. 1), образованной корпусом 2 и подвижной планкой 3. В корпусе штампа расположена матрица 4, в подвижной планке 3 - втулка 5. В матрице 4 и втулке 5 установлены толкатели 7 и 8, к которым приложено противодавление.Подвижная планка 3 имеет возможность упругого перемещения в направлении рабочего хода ступенчатого пуансона 6, при этом усилие Р, создаваемое упругим элементом, поддерживающим подвижную пл рику 3, больше или равно усилию пластической деформации материала заготовки,Первый этап прессования начинается с вытеснения материала заготовки в боковой канал втулки 5 и заканчивается, когда рабочий торец пуансона 6 расположится на одном уровне с верхним краем втулки 5 (фнг, 2).На первом этапе прессования очаг деформации локализуется у входа во втулку 5, в области ЕР 6 (фяг. 1). Ниже линия Еб образуется жесткая зона.В процессе прессования на этом этапе со стороны материала на толкатели 7 и 8 действует усилие б 1, и Дгде- коэффициент Пуассона;Рб, Еп - СООтВЕтСтВЕННО ПЛОщадИ бОКОВЫХканалов и пуансона;Р - деформирующее усилие.(.о стороны толкателей 7 и 8 на материал воздействуют противодавления Рпрр я Рпрп, причем Во втулке 5, находящейся в подвижной ПЛаНКЕ 3, Рб 7 бОЛЬШЕ, ЧЕМ Рб и. РаЗНИца давлений обусловлена влиянием сил трения.Для расчета Рб; имеем Р,= - Р,а для расчета Р 68 Р= - Я,где Я - усилие, действующее на заготовку со стороны нижнего торца.5 10 15 20 25 30 35 40 45 Величина Я определяется по формуле где Т - значение силы трения, действующей со стороны стенок рабочей полости штампа (фиг. 1). Поэтому на первом этапе прессования материал заготовки перемещается в боковой канал втулки 5.Второй этап прессования начинается с момента совмещения уступа пуансона 6 с подвижной планкой 3, которая принудительно начинает перемещаться в сторону рабочего хода пуансона со скоростью ползуна дефор мирующего оборудования У (фиг. 1 - 3),На втором этапе прессования материал заготовки начинает вытесняться в матрицу 4, так как усилия давления в боковые каналы Рб 7 и Рба выравниваются. На этом этапе прессования около нижнего торца заготовки 1 возникает застойная зона А. Новый очаг деформации локализуется в зоне ВСО. В зоне выше линии ВС сохраняется жесткая зона, имеющая место на первом этапе прессования. Новый очаг деформации концентрируется около формообразующей полости матрицы 4. По мере перемещения подвижной планки 3 перемещается и очаг деформации в зоне ВСО, при этом застойная зона А сохраняет свой объем, Кроме того, имеет место частичное вытеснение материала заготовки и во втулку 5, поэтому здесь также локализуется очаг деформации ЕР 6, а у торца пуансона образуется застойная зона У (фиг, 3). Оканчивается эта стадия в момент начала выдавливания материала заготовки из втулки 5 путем наложения дополнительного деформирующего усилия Рппп, направленного в сторону рабочей полости штампа (фнг. 4),На третьем этапе прессования материал заготовки, находящийся до этого в застойных зонах А и О, начинает интенсивно прорабатываться вследствие выдавливания материала из этих зон толкателем . На этом этапе очаги деформации ВС 0 и ЕЕ 6 сливаются, образуя новый очаг деформации ВРЕО (фиг. 4).Скорость перемещения толкателя 7 Уппп связана функциональной зависимостью со скоростью перемещения пуансона 6 и подвижной планкой 3: где К - коэффициент пропорциональности; У, Уппп - скорости перемещения пуансона итол кател я.Скорости У и Удп подбираются таким образом, чтобы к моменту совмещения осей матрицы 4 и втулки 5 во втулке оставалась бы часть объема, перемещенного на первом этапе прессования заготовки, Третий этап заканчивается совмещением осей матрицы 4 и втулки 5, 1447508Четвертый этап работы штампа характеризуется проталкиванием полученной детали по ходу прессования ее в боковой полости матрицы 4 до полного удаления изделия из штампа (фиг. 5) толкателем 7.Пример, Деформированиюподвергали спеченную заготовку из железного порошка длиной 180 мм и сечением 19,6 Х 19,6 мм. Перед деформированием заготовку нагревали до 850 С. Исходная относительная плотность заготовки составляла 93 - 96 О. Опыты проводились на прессе модели П 474 А усилием 100 т с.Последовательность операций при обработке заготовки следующая. Нагретую заготовку извлекали из пеЮИ и помещали в центральную полость контейнера, Включали рабочий ход пресса и пуансон 6 надавливал на заготовку. Скорость перемещения пуансона 12,5 мм/с,На первом этапе прессования давление на пуансоне составило 4,2 кг/мм, усилие противодавления составило 20 - 25 О от усилия на пуансоне. Верхняя часть материала заготовки была перемещена в верхний боковой канал (см. фиг. 2). Выступ пуансона коснулся подвижной стенки контейнера и начал перемещать ее вниз, в направлении рабочего хода.На втором этапе прессования, когда нижняя часть заготовки начала перемещаться в нижний боковой канал, усилия на пуансоне возросли на 15 - 20 О,На третьем этапе прессования начали вытеснять материал заготовки из верхней боковой полости. При этом усилие на толкателе 7 (см. фиг. 3) составило 5 кг/мм, скорость перемещения толкателя 10 мм/с. По мере уменьшения объема заготовки, расположенной в центральной полости, рабочее давление на толкателе 7 и пуансоне 6 выравнивалось (сначала достигло величины 5,6 кг/мм 2, затем стало уменьшаться), После совмещения осей верхнего и нижнего боковых каналов заготовку удалили из установки. При этом давление на толкателе 7 соответствовало 2,2 кг/мм, на пуансоне 6 - 1 кг/мм (в начальный момент).Предлагаемым способом продеформировано 10 заготовок общим весом 5,3 кг.Образцы, вырезанные из заготовок, имелиотносительную плотность 100 О. Механические испытания их показали следующие результаты: при 1=20 С, бь=40 кг/мм, 6 35 о 1- 70 о15Формула изобретения Способ получения изделий радиальнымвыдавливанием, заключающийся в приложении осевого деформирующего усилия к торцу заготовки и выдавливании металла в направлении под углом к направлению деформирующего усилия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий и снижения расхода металла, процесс де формирования осуществляют в несколькостадий, на первых двух из которых последовательно выдавливают металл заготовки по меньшей мере, в двух противоположных радиальных разнесенных вдоль оси заготовки направлениях, затем производят осевое совЗ 0 мещение по осевому направлению верхнейчасти вытесненного объема металла с нижней частью вытесненного объема металла заготовки при одновременном продолжении вытеснения в последнюю и перемещение всего объема упомянутой верхней части метал ла в сторону упомянутой нижней части металла заготовки.1447508 г Н- "Ъю Е фа. Составитель В. БещековРедактор Е. Конча Текред И. Верес Корректор В. РоцииеикоЗаказ 67 5/ 1 Тираж 589 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4