Способ изготовления изделий типа стаканов

) В 211500 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОМИТЕТ СС ИЙ И ОТКРЫТ САНИЕ иФормации;накоибу ленно Велич форма опера ливани леннои десловленная тного выда ции, о цией о дывают д у цилинд роны наиной де,1, о то пр а юный щ и и с я тем, полуфабрикат ио этом диаметры Д сечений на удал ежут учаютего пниях 7. очением, поиеречных от торопределяю2 инимальным сзависимости чение и р 13нат аль К 1- опр еделяюк1диаметр полостинаружный диаметррасстояние от темой полости изд из выражения 2где 1 -1)к изделия; изделия рца Форму елия по(7) Всесоюзный заочный машиностроительный институт(54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА СТАКАНОВ, включающий получение иэ исходной заготовки цнлиндрической заготовки и последующую ее штамповку обратным выдавливанием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий за счет обеспечения постоянства механических свойств по высоте стенки стакана, цилиндрическую заготовку получают с неравномерной по высоте накопленной деформацией точением и пластическим деформированием исходной заготовки с получением промежуточного полуфабриката с переменными по высоте площадямипоперечных сечений, при этом величину неравномерно распределеннойпо высоте накопленной деформации 1;В, цилиндрической заготовки в произвольном сечении, удаленном от деформируемого торца на расстояние чения с величиной накоп еннои деФормации Уаданная величина нако а ири выдавливании приклФормирующее усилие к торической заготовки со сбольшей величины накоилформации,2. Способ ио и где 2 - основание ур ного логарифма,после чего полуфабрикат деформируютв цилиндрическую заготовку закрытойосадкой.3. Способ по и,1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что промежуточныйполуфабрикат получают закрытой осадкой в ручье с переменными ио высотепоперечными сечениями, диаметры) которых на удалениях 2 в 1 отторца с максимальным сечением опвределяют из зависимости й =1)к У фе;с последующим точением из полуфабриката цилиндрической заготовки,4. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что промежуточныйполуфабрикат получают вьщавливанием в открытую полость с переменными ио высоте поперечными сечения 162542 ми диаметры Й которых на удалени- где Р, - величина накопленной дефорУ П 1 1 дО ях Еот торца с минимальным сече 111 мации исходной заготовки кием определяют из зависимости с последующим точением иэ полуЮАо-К,а 3 фабриката цилиндрической эаготова; =п.еИзобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно к изготовлению изделий типа стаканов способами, включающими штамповку обратным выдавливанием, 5Цель изобретения - повышение качества изделий за счет обеспечения постоянства механических свойств по высоте стенки стакана путем выравнивания величины накопленной О деформации в процессе обработки полуфабриката в изделие. На фиг.1 показана расчетная схема получаемого изделия типа стакана; на фиг.2 - цилиндрическая заготовка перед обратным вьщавливанием; на фиг.З - промежуточный полуфабрикат после обтачивания для получения цилиндрической заготовки закрытой осадкой; на фиг.4 промежуточный полуфабрикат после закрытой осадки в ручье с переменными по высоте поперечными сечениями для получения цилиндрической заготовки точением; на фиг.5 промежуточный полуфабрикат после выдавливания в открытую полость с переменными по высоте поперечными сечениями для получения цилиндрической заготовки точением; на фиг.б - схема технологических переходов изготовления изделия ти" па стакана из промежуточного полуфабриката, полученного точением; на фиг.7 - схема технологических переходов изготовления иэделия типа стакана из промежуточного полуфабриката, полученного закрытой осадкой в ручье с переменными по высоте поперечными сечениями; на 4 ф фиг.8 - схема технологических переходов изготовления изделия типа стакана из промежуточного полуфабриката, полученного выдавливанием в открытую полость с переменнымипо высоте переменными сечениями,Способ осуществляется следующимобразом.На расчетной схеме получаемогопосле обратного выдавливания готового изделия (фиг.1) строят эпюрураспределения накопленной деформации Р; по высоте стенки, используяизвестные методики,Для обеспечения постоянства механических свойств по высоте стенки изделия, соответствующих заданной величине накопленной деформации Р, , проводят произвольное1)фсечение на высоте Е стенки ста 3кана и определяют соответствующуюему величину накопленной деформации Рв цилиндрической заготовке для обратного выдавливания,которая при сложении с величинойнакопленной деформации от обратного выдавливания дает величину,равную Р , При этом определяют,какому сечению Ецилиндрическойзаготовки соответствует найденноезначение 1;, используя выражение11где Й - диаметр полости изделия;П - наружный диаметр изделия, Таким образом. определяется величина Р , по всей высоте стенки стакана, а следовательно, и ее распределение по высоте цилиндрической заготовки для обратного выдавливания.Получение цилиндрической заготовки из исходной заготовки с применением промежуточного полуфабриката может осуществляться различ" ными путями,з 11. Берут исходную заготовку в виде отрезка сортового проката, отливки (полученную любым методом,обеспечивающим равномерное распределение накопленной деформациипо высоте) и вытачивают из неепромежуточный полуфабрикат 1(фиг.ба) с переменной по высоте площадью поперечного сечения, диаметркоторой в произвольном сечении наудалении Е от торца полуфабрикатов с минимальным сечением определяют из зависимостиПри этом для Я 0 1 с Гчач 4,иди .и пкоц 4 162542 4с неравномерно распределенной по еевысоте накопляющей деформацией.2. Берут аналогичную исходнуюзаготовку и полуфабрикат 1 (фиг.76)требуемой формы получают закрытойосадкой в ручье 2 с переменными повысоте поперечными сечениями, диаметры с 1которых на удалениях Еот торца с максимальным сечением оп ределяют из зависимости631(2которая выводится из условия определения относительной деформации по 5 формуле1 = 1 ночконП 2ф о 1 я 2по п "о п 1) у откуда аг 3. 11 ЕАналогично для расстояния Е находят диаметр Й , а затем определяЭк (о, Ео,)Пг Ми таким образом задают требуемую форму боковой поверхности полуфабриката.После этого полуфабрикат осажива ют в закрытом ручье 2 (фиг.ба) штампа,получая тем самым цилиндрическую заготовку для обратного выдавливания 50 начгде Р; ч - пло(гладь поперечного сечения полуФабриката;Гк;, - площадь поперечного сече- Иния цилиндрической заготов.ки.Практически можно определить геометрию полуфабриката следующим образом. 30Сначала по приведенной формуле определяют диаметр нулевого сечения й,я (фиг. 3). Затем для достаточно блйэкого расстояния Е: находят й,(, Поскольку конечная форма полуфабриката неизвестна, используют для определения высоты Е, формулу объема достаточно. простой приближенной фигуры, например усеченного конуса, Из условия постоянства объема40 Полученный в результате закрытой осадки полуфабрикат обтачивают до получения цилиндрической заготовки для обратного выдавливания, имеющей неравномерно распределенную по высоте накопленную деформацию.3. Берут аналогичную исходную заготовку, но имеющую диаметр 0Ок , и получают промежуточный полуфабрикат 1 (фиг.86) выдавливанием в открытую полость 2 с переменными по высоте переменными сечениями, диаметры йпкоторых на удалени 1ях Е,; от торца с минимальным сечением определяют из зависимости1 .1 йд РЗ.где.1 о - величина накопленной деформации исходной заготовки,Указанная зависимость выводитсяаналогично зависимости п,2 при использовании соотношения Р0 1Е;Эо(т(фиг,8 а,б).Как и в предыдущем варианте, получен(ьй в результате выдавливания полуфабрикат обтачивают до размеров цилиндрической заготовки дляобратного выдавливания с неравномерно распределенной по высотенакопленной деформацией,Получение цилиндрической заготовки по варианту 1 рекомендуется длятех случаев, когда исключена, потеряустойчивости полуФабриката с переменной площадью поперечного сечения по высоте при закрытой осадке, 1162542(Для сравнения осуществляют изготовление изделия путем обратноговьдавливания за один переход ка -либрованной заготовки, полученнойточением из прутка, Среднюю потолщине стенки величину накопленной деформации в расчетных сечениях стенки полученного стакана определяют по известной методике.Эту величину проверяют также спомощью метода делительных сеток,который показывает достаточную (сотклонением не вьппе 7 Х) точность ееопределения, В расчетных сеченияхопределяют также твердость НВ и напряжение текучестиустановленноеиэ испытаний на сжатие образцов, вы.40резанных из данных сечений стенкистакана. Далее вычисляют какомусечению цилиндрической заготовкиЕр соответствуют выбранные расчетныесечения Е(, в готовом изделии,4Результаты испытаний даны в таблице. Е, мм 1; НВ;, ИПа Ео, мм5 Ф 116 300 0200800 10 0 180,065 1, 160 1,245 36 204 870 2055 212 880 30 54 72 216 890 40 В противном случае применяется вариант 2, а для изделий из малопластичных материалов - вариант 3.Цилиндрическую заготовку, выполненную по одному из указанных 5 вариантов, используют для обратного выдавливания, изделий типа стакана, осуществляемого известными методами. При этом цилинДрическуюзаготовку ориентируют в штампе та ким образом, чтобы деформирующее усилие прикладывалось к торцу снаименьшей величиной накопленной деформации.Готовое изделие, получаемое в со ответствии с предлагаемым способом, обладает заданными постоянными механическими свойствами по высоте стенИз данных таблицы видно, чтопрочностные характеристики распределеныпо высоте стенки стакана неравномер-но, увеличиваясь по направлению отгорловины ст ак ана к е го дну,Для получения стакана с равнопрочной по высоте стенкой с постоянным значением накопленной деформации 1, = 1,245 и соответствующимнапряжением текучести б; =890 МПапо первому варианту предложенногоспособа определяется геометрия исходной заготовки: Еп = О, с 1 о= 32 мм,и, = 24 мм, (1(= 45 мм, п = 38 мм;Высота исходной заготовки с учетом материала, необходимого для изготовления дна стакана, 79 мм, Полуфабрикат изготовляют точением настанке с программным управлением, Далее производят его закрытУю осадкув цилиндрической матрице диаметром60 мм, после чего осуществляют фосфатирование и омыпивание с последующим обратным выдавливанием и получением требуемого изделияПо второму варианту осуществляют закрытую осадку полученной точением исходной заготовки в профилированной матрице с уменьшающейсяпо высоте площадью поперечного сечения, Профиль матрицы в расчетных сечениях определяется величинами: Еоо= О (аппо= 112 мм, Ео( = 10 мм, с 1= 60 мм. Общая глубина рабочейчасти матрицы с учетом размещения в ней материала, необходимого для изготовления донной части изделия,60 мм. После осадки из полученногополуфабриката точением получаютцилиндрическую заготовку диаметроми высотой 60 мм, затем производятфосфатирование, омыпивание и осуществляют обратное выдавливание с получением заданного стакана,По третьему варианту определяетсягеометрия матрицы для прямого вьдавливания: Е = О, й= 60 мм, Ео 1 =1 О мм, с 1 и = 84 мм, Ео 7= 20 мм,Йп= 102 мм, Еоз = 30 мм (1 о107 мм, Ео,(" 40 мм, й, 112 мм,Диаметр исходной цилиндрической заготовки Бб = 112 мм. После прямоговьдавливания из полученного полуфабриката точением изготовляют ципинцрическую заготовку высотой и диамет7 1 62542 8 ром 60 мм, которую затем фосфатируют, допустимым. Таким образом, получено омыпивают и подвергают обратному изделие с равнопрочной по высоте выдавливанию до получения заданного стенкой.изделия, При необходимости после операцииВ полученных по всем трем вариан-обратного выдавливания можно протам изделиях замеряется твердость изводить калибровку или вытяжку НВ и определяется напряжение теку- с утонением стенки, а также прямое чести (испытанием на осадку цилинд- выдавливание, поскольку при этом рических образцов) в расчетных се- равнопрочность стенок стакана по чениях. По всей высоте стенки для ф высоте сохраняется. Способ можно так-. расчетных сечений НВ=216, д; же испбльзовать для изготовления = 890 МПа, с предельным отклонением, полых изделий со стенкой, равнопрочне превышающим 77., что соответству- ной по высоте, если их поперечное ет возможной погрешности в определе- сечение не является цилиндрическим, нии этих величин и является вполненапример коробчатых изделий.1162542 Составитель А.ПатрииТехред А,Кикемезей Корректор едактор ов аказ 399ВНИИПИ ППП "Патент,Ужгород, ул. Проектная,2/9 Т Государств по делам изоб 113035, Москва, Ж аж 647ного ктений5, Рауш Подписномитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5