Способ изготовления полуцилиндрических деталей

таллических заготовок при изготовлении подшипников скольжения это явление обусловливает разнотолщинность основы подшипника и антифрикционного слоя, что недопустимо для крупногабаритных изделий типа подшипников скольжения тепло- возных дизелей.Целью изобретения является повышение качества подшипников за счет устранения разнотолщин ности основы и антифрикционного слоя по периметру подшипника.Указанная цель достигается благодаря тому, что в процессе осадки биметаллическую заготовку пластически деформируют путем перемещения ее торцов на линейный размер, определяемый по зависимости,ЬЬ =,ифгде р - коэффициент Пуассона;К - радиус нейтрального слоя при гибке заготовки подшипника;Я - толщина исходной биметаллической заготовки.Предлагаемый способ предусматривает получение биметаллической заготовки низкоуглеродистая сталь - сплав АО 20 - 1 или деформированный алюминиевый сплав - сплав А 020 - 1 и др.) методом плакирующей прокатки или сварки взрывом, установку ее в штамп и гибку. В связи с тем, что для подшипников скольжения коленчатых валов тепловозных дизелей необходимы толстостенные заготовки, в процессе гибки отмечается интенсивное утонение центральной части основы на угле а(фиг.2) в пределах 60 - 80. Это приводит к получению некондиционных подшипников, Для ликвидации утонения, полученного в процессе гибки, заготовку, не извлекая из гибочной матрицы, осаживают в торец с помощью пуансона второго перехода на линейный размер, определяемый по указанной зависимости. В процессе осадки в торец частицы металла перемещаются в тангенциальном, а в центральной части - и в радиальном направлении, обеспечивая набор металла основы вкладыша и устраняя утонение. Однако в процессе осадки в торец на отмеченную величину фиксируется некоторый отрыв центральной части деформируемой заготовки от ручья матрицы в виде вспучивания. Поэтому для обеспечения высокой точности размеров заготовка подшипника после осадки в торец калибруется гибочным пуансоном. В результате обеспечивается получение подшипников скольжения высокого качества.Осадка заготовки подшипника скольжения в торец направлена на снижение уровня 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 остаточных напряжений, наведенных в заготовке гибкой, с целью уменьшения величины упругого разведения заготовки подшипника после извлечения ее из матрицы, При этом величину осадки осадка в каждом конкретном случае выбираютэкспериментально исходя из параметров заготовки и ее материала, Согласно данному способу заготовки в торец после гибки направлена на устранение утонения основы подшипника, возникающего в процессе гибки. При этом для определения величины осадки заготовки предложена приведенная зависимость, учитывающая диаметр подшипника, толщину заготовки для его изготовления и свойства материала основы. Использование этой зависимости обеспечивает устранение разнотолщинности, т,е. повышение качества вкладышей,Указанная зависимость, устанавливающая связь между перемещением торцов заготовки при осадке ее в торец и размерами подшипника, толщиной биметаллической заготовки и свойствами материала основы подшипника, обусловлена следующими данными, полученными в процессе проведения опытных работ по изготовлению подшипников скольжения для коленчатых валов тепловозных дизелей из биметаллических заготовок сталь 08 КП - сплав А 020 - 1, сталь 20 - сплав А 020 - 1, сплав АМ К - сплав А 020 - 1, Экспериментально установлено, что перемещение торцов заготовки подшипника при осадке ее в торец для устранения утонения основы, образовавшегося в процессе гибки, зависит от длины исходной заготовки, которая находится в прямой корреляционной связи с радиусом нейтрального слоя при гибке заготовки подшипника. Это обусловило необходимость учета геометрии подшипника путем введения в предложенную зависимость радиуса нейтрального слоя при гибке заготовки (В).Выявлено также, что степень утонения основы подшипника в процессе гибки и соответственно величина осадки заготовки в торец для устранения отмеченного утонения существенно зависят от толщины деформируемой заготовки, значение которой учитывается полученной зависимостью, При осадке заготовки подшипника в торец металл перемещается как вдоль профиля заготовки, так и в направлении ее толщины, Связь между осевой и поперечной деформациями целесообразно учесть такой характеристикой материала, как коэффициент Пуассона,и,Достоверность предложенной зависимости подтверждена проведением математически планируемых экспериментов55 методом случайного баланса, позволивших все факторы, влияющие на необходимую величину осадки заготовки в торец, расположить в виде ранжированного ряда, При этом существенными факторами признаны радиус нейтрального слоя при гибке заготовки подшипника (В), толщина биметаллической заготовки (Яо) и коэффициент Пуассона (,и), которые учитываются предложенной зависимостью, Таким образом, осадка заготовок в торец после гибки на линейный размер, определяемый по данной зависимости, обеспечивает получение подшипников скольжения практически без разностенности основы и антифрикционного слоя, что повышает качество изделий,На фиг.1 изображена исходная биметаллическая заготовка; на фиг,2 - заготовка после гибки, защемленная между пуансоном и матрицей, где "а" начальный момент осадки заготовки в торец, "б" - положение заготовки и инструмента на заключительной стадии процесса осадки; на фиг.4 - схема процесса калибровки заготовки подшипника; на фиг.5 - подшипник скольжения коленчатого вала тепловозного дизеля.На чертеже обозначены:Во и Яо - соответственно длина, ширина и толщина исходной биметаллической заготовки; В- радиус нейтрального слоя при гибке заготовки; Но - высота изогнутой заготовки подшипника; а - центральный угол зоны наиболее интенсивного утонения заготовки в процессе гибки; Я 1 - толщина утоненной части заготовки после гибки; Ь и - линейный размер осадки заготовки в торец; Н 1 - высота заготовки подшипника, осаженной в торец; Я 2 - толщина центральной зоны заготовки подшипника после осадки; Н 2 - высота заготовки подшипника после калибровки; Я и Ь - толщина основы и антифрикционного слоя подшипника скольжения; В, О и Н - соответственно ширина, диаметр и высота вкладыша подшипника скольжения; 1 - основа подшипника скольжения;2 - антифрикционный слой;3-матрица; 4 - биметаллическая заготовка; 5 - гибочный пуансон; 6 - пуансон для осадки в торец; 7 - заготовка после осадки в торец; 8 - заготовка после калибровки.Предлагаемый способ изготовления подшипника скольжения, преимущественно для коленчатых валов тепловозных дизелей, осуществляют следующим образом.Биметаллические заготовки толщиной 10.,65 мм (сталь 08 КП - сплав А 020 - 1) и длиной 22,4 мм (сплав АМК - сплав А 020 - 1) получали плакирующей прокаткой на стане 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 700 ДУО и последующей калибровочной прокаткой на стане ДУО 525, Заготовки толщиной 21,5 мм (сталь 20 - сплав А 020-1) изготовляли путем сварки взрывом, После фрезеровки по контуру биметаллическая заготовка . х Во х Яо (фиг.1) 310 х 110 х 10,65 мм, 395 х 92 х 22,4 мм и 385 х 92 х 21,5 мм укладывается до упора на гибочную матрицу 3 (фиг.2) штампа, установленного на гидравлическом прессе усилием 4 МН. После включения пресса на рабочий ход пуансон 5 изгибает заготовку, при этом на центральном угле а, равном 60-80 О, отмечается утонение заготовки подшипника до величины Яь При возвращении ползуна пресса в исходное положение блок пуансонов 5 и 6 перемещается в сторону рабочего места по направляющей плите, закрепленной на ползуне пресса, В результате над изогнутой заготовкой оказывается пуансон второго перехода 6, с помощью которого за последующий ход пресса осуществляется осадка заготовки в торец на линейный размер Л 1 (фиг,3), определяемый по приведенной зависимости, обеспечивающий утолщение центральной части изогнутой заготовки до величины 52"Яо, Затем в крайнем верхнем положении ползуна пресса пуансоны возвращаются в исходное положение и производится калибровка заготовки подшипника гибочным пуансоном, после чего она удаляется из матрицы и направляется на механическую обработку.В процессе проведения опытных работ заготовки обмеряли после каждого технологического перехода. Результаты экспериментов представлены в таблице.Технико-экономические расчеты показывают, что замена бронзо-баббитовых вкладышей, заготовки которых получают центробежным литьем; на биметаллические сталеалюминиевые (сталь 20 - сплав А 020- 1) обеспечивает экономию около 300 т бронзы в год, повышение моторесурса тепловозного дизеля 10 Д 100 М 2.Данный способ может найти применение в автотракторостроении, производстве компрессоров, судовых двигателей и других отраслях промышленности, изготовляющих подшипники скольжения,Ф о р м у л а и 3 о б. р е т е. н и я Способ изготовления полуцилиндрических деталей, включающий гибку плоской заготовки по радиусу, осадку в торец и калибровку цилиндрической поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий типа крупногабаритных биметаллических подшипников1726094 скольжения, при осадке торцы заготовки перемещают на величину, определяемую по зависимости Ю 1 =,иЧЯЯ где,и - козффициент Пуассона; В - радиус нейтральноо слоя изогнутой заготовки; Яо - толщина исходной заготовки. Результаты опытных работ по изготовлению шатунных и коренных подшипников скольжения для коленчатого вала тепловозного дизеля 1 ОД 100 М 2 Высота Утонение Радиуснейтрального слояК, мм Размерыисходной загоМатериал биметаллической за- готовки изогнутой заготовкиН, мм то вки1,ВВмм 108,8 Сталь 08 КП х 110 х 10,65 90,5сплав А 020-190,5 0,35 108,7 0,24 0,34 109 0,24 0,36 90,5 108,9 0,24 0,34 90,5 111,3 0,68 148,6 0,33 149 0,64 0,33 111,3 149,2 , 0,33 111,3 0,67 0,26 111,2 0,7 111, 2 0,68 111,2 0,66 395 х 92 х 21,5 Сталь 20 сплав А 020-1 0,26 141,8 142,1 0,26 50 55 Алюминиевый 395 х 92 х 22,4 сплав АМК -сплав А 020-1 центральной части изогнутой загрузкимм 1 Коэфйициент Пуассона материала основы10 1726094 Продолжение таблицы / Качество штампуемых заготовок подшипниковВысотаУсилие Отношениедействительной величины осадкизаготовки вторец,кН Сталь 08 КП- сплав А 020-1 0 82 102 7 1680 102 1760 0,91 101,5 2000 Заготовка удовлетворяет. ТУчертежа 1,0 100,7 2460 1,05 Алюминиевыйсплав АМКсплав А 020-1 0,9 Заготовка-брак - утонение основыдо 0,21 мм 1,0 Заготовка удовлетворяет ТУ чертежа 1,06 0,89 Сталь 20 сплав А 020-1 1,0 1,06ш жП р и м е ч а н и е. При проведении каждой серии экспериментов штамповали не менее трех заготовок подшипников т Материал биметаллической заготовки осадки в торец к расчитанной по формулеДейств.в 1 расч. откалиброванной заготовки, Нз,мм 134,3 920 133,4 1040 132,7 1470 1309 2390 129,5 2640 128,8 3170 Заготовка-брак - утонениеосновы до 0,18 ммЗаготовка-брак - утонение основыдо О,1 мм Заготовка-брак " увеличенноена 2,4 мм уширение заготовкисо стороны плоскости разъемаподшипника Заготовка-брак - увеличенное на4,3 мм уширение заготовки состороны плоскости разъема подшипникаЗаготовка-брак - утонение основыдо 0,24 мм Заготовка удовлетворяет ТУ чертежаЗаготовка-брак - увеличенное на3,8 мм уширение загоговки со стороны плоскости разъема подшипника1726094 Составитель Н.ТернюкТехред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Н.Швыдка Ре каз 1228 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10