RO127501A2 - Procedeu de placare a pieselor metalice de revoluţie prin forjare rotativă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de placare prin forjare rotativă a pieselor metalice de revoluţie, de tipul arborilor în trepte, şi a bucşelor, aplicând stratul de material de adaos, prin deformare plastică de precizie, pe zonele piesei de bază unde se doreşte creşterea caracteristicilor mecanice ale acesteia, în funcţie de cerinţele funcţionale. Procedeul conform invenţiei constă în forjarea rotativă pe dorn, cu avans axial, la care, în cazul arborilor, piesa (3) de bază joacă rol de dorn, iar materialul (2), de adaos pe cel de semifabricat tubular, care este presat şi alungit de către matriţe (1), iar în cazul bucşelor se foloseşte scula-dorn (4), pe care se presează ansamblul format din bucşă (3) şi materialul (2) de adaos, între semifabricatele forjate rezultând o strângere foarte mare, similară fretării.

Description

PROCEDEU DE PLACARE A PIESELOR METALICE DE REVOLUȚIE PRIN

FORJARE ROTATIVĂ

Invenția se referă la un procedeu de placarea a pieselor metalice de revoluție, de tipul arbori în trepte și bucșe, prin forjare rotativă.

Sunt cunoscute diverse tehnologii pentru obținerea unor astfel de componente în structură multi-material [1], [2], [3], [4] bazate pe metode metalurgice (turnare centrifugală, imersie, pulverizare etc.), chimice și electrochimice care constau în depunerea unui strat dintrun anumit material pe suprafața piesei de bază, în scopul îmbunătățirii caracteristicilor funcționale ale acesteia.

Aceste tehnologii prezintă următoarele dezavantaje: sunt poluante, au o complexitate ridicată și nu asigură precizie și caracteristici mecanice optime pentru stratul de material depus.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în aplicarea stratului de material de adaos pe piesa de bază prin deformare plastică de precizie pe principiul forjării rotative, astfel încât pe piese din materiale ieftine și cu rezistență bună la oboseală, în zonele unde se impun caracteristici diferite (coeficienți de frecare mai mici, rezistență la coroziune mai bună etc.). se aplică un strat din materiale mai scumpe care asigură aceste caracteristici.

Procedeul, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate anterior prin aceea că este nepoluant, simplu de aplicat, asigură precizie ridicată și caracteristici mecanice îmbunătățite pieselor placate.

Procedeul de placare prin forjare rotativă, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- este total nepoluant, deoarece nu rezultă așchii, nu se folosesc substanțe chimice, nu rezultă emisii de nici un fel;

-permite realizarea de piese finite, pentru că precizia rezultată se încadrează în clasele IT7 + IT9 iar rugozitatea suprafețelor obținute între 0,1-3,2 pm;

- asigură proprietăți mecanice îmbunătățite stratului placat, deoarece grosimea acestuia este mare (110 mm), are structură cu fibraj continuu și rezistență la rupere crescută datorită ecruisării;

- determină economie de material, deoarece asigură folosirea cvasitotală a materialului de adaos.

Se dau, în continuare, două variante de realizare a invenției, în legătură și cu figurile 1 și 2, care reprezintă:

OÂCWLDESTAT PENTRU INVENȚII Șl MARCl| de brevet de invenție

....... “ΊΤ-ο-

^2010-01142-1 9 -11- 2010

- fig. 1, schema placării prin forjare rotativă a pieselor tip arbore;

- fig. 2, schema placării prin forjare rotativă a pieselor tip bucșă .

Procedeul de placare, pentru piesele tip arbore, conform invenției și figurii 1, prevede folosirea forjării rotative pe dorn, cu avans axial, la care piesa de bază (3) joacă rol de dorn iar materialul de adaos (2) pe cel de semifabricat tubular ce este presat și alungit de către matrițele (1). Dacă arborele este în trepte, iar tronsonul placat se învecinează cu un tronson de diametru mai mare ce nu permite realizarea avansului axial, atunci se aplică forjarea rotativă cu avans radial.

Cele 4 matrițe identice, așezate simetric în jurul axei semifabricatului, efectuează mișcări radiale avans-retragere cu o frecvență foarte mare, între 1500-4000 curse duble/'min, lungimea cursei fiind foarte mică, între 0.2-5 mm dar, în același timp, au și o mișcare de rotație relativă în raport cu semifabricatul. La fiecare lovitură a matrițelor asupra semifabricatului are loc deformarea unui volum foarte mic de material iar, pentru ca deformarea să se facă pe toată lungimea semifabricatului, acesta efectuează o mișcare de avans axial incrementală (în pauza dintre două lovituri), în sensul pătrunderii în conul de intrare al matrițelor (în care are loc, de fapt, deformarea). Avansul axial are valori între 200-600 mm/min. în urma forjării bucșei din material de adaos pe arbore, între aceste două semifabricate rezultă o strângere foarte mare similară fretării însă, pentru fixarea suplimentară a stratului aplicat, pe arbore se poate prelucra o degajare cu lungimea dictată de rolul funcțional al tronsonului respectiv.

Succesiunea operațiilor pentru placarea arborilor prin forjare rotativă este următoarea:

- prelucrare preliminară a piesei de bază, respectiv strunjire degajare (opțional);

- debitarea volumetrică a bucșei din material de adaos, funcție de lungimea zonei placate, cunoscându-se diametrul final al acesteia precum și diametrul piesei de bază;

- asamblare preliminară prin folosirea unor dispozitive care să asigure fixarea bucșei la poziția dorită;

- forjarea rotativă a bucșei din material de adaos.

Procedeul de placare, pentru piesele tip bucșă, conform invenției și figurii 2, prevede, de asemenea, aplicarea forjării rotative pe dorn cu avans axial, în acest caz însă se folosește o sculă cu rol de dorn, după cum urmează: în piesa tubulară de placat (3) se introduce bucșa din material de adaos (2), iar ansamblul astfel format este forjat pe dornul (4) de către matrițele (1).

(λ-2 Ο 1 Ο - 01 1 42 - 1 9 -11- 2010

Pentru fixarea suplimentară a stratului de adaos în raport cu piesa de bază, în aceasta din urmă se pot prelucra câteva găuri radiale prin care, în timpul forjării, va pătrunde materialul de placare.

Succesiunea operațiilor pentru placarea pieselor tubulare prin forjare rotativă este următoarea:

- prelucrarea preliminară a piesei de bază - găurire (opțional);

- debitarea volumetrică a bucșei din material de adaos;

- asamblarea preliminară a semifabricatelor;

- introducerea semifabricatelor pe dorn;

- forjarea rotativă a semifabricatelor tubulare asamblate;

- extragerea piesei placate de pe dorn.

Claims (2)

REVENDICĂRI

1. Procedeu de placare prin forjare rotativă, în varianta pentru piese de tip arbore, caracterizat prin aceea că prevede aplicarea stratului de material de adaos (2) pe piesa de bază (3) prin forjare rotativă pe dorn, cu avans axial sau cu avans radial, funcție de configurația piesei, la care matrițele (1), ce sunt poziționate simetric în jurul axei semifabricatului și execută mișcări radiale repetate de ciocănire cu frecvență și viteză mare, aflându-se în același timp în rotație relativă față de piesă, deformează și presează pe porțiuni relativ mici materialul de adaos (2), aflat sub formă de semifabricat tubular, pe arborele de placat (3) ce joacă și rol de dorn, acesta din urmă efectuând mișcarea de avans axial pentru forjarea materialului de adaos pe toată lungimea sa, astfel încât între adaosul de placare (2) și piesa de bază - arborele (3) - rezultă o asamblare cu strângere foarte mare.

2. Procedeu de placare prin forjare rotativă, în varianta pentru piese de tip bucșă, caracterizat prin aceea că prevede aplicarea stratului de material de adaos (2) pe suprafața interioară a bucșei (3) prin forjare rotativă pe dorn cu avans axial, la care matrițele (1) ce execută mișcări radiale repetate cu frecvență mare și se află în același timp în rotație relativă față de piesa prelucrată, deformează și presează pe porțiuni relativ mici cele două semifabricate (2) și (3) pe dornul (4) care împreună efectuează mișcarea de avans axial pentru forjarea pe întreaga lungime a materialului de adaos, astfel încât între piesa de bază (3) și adaosul de placare (2) rezultă o asamblare cu strângere foarte mare.