SU1480956A1 - Способ изготовлени полых тонкостенных изделий с многослойным краевым утолщением в виде профильного венца - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может использоватьс  в общем машиностроении. Цель изобретени  - уменьшение трудоемкости изготовлени  изделий и повышение их качества. Из листовой заготовки выт жкой получают полый полуфабрикат в виде цилиндрической тонкостенной оболочки с краевым утолщением переменной толщины. В конечный момент выт жки это утолщение сопр гают с кольцевыми заготовками внутреннего и наружного слоев венца издели . Сопр жение осуществл ют телескопической сборкой с нат гом благодар  тому, что выт жку завершают в сужающемс  зазоре между указанными заготовками. Затем, воздейству  на торец внутренней заготовки венца, осуществл ют поперечное выдавливание ее материала в профильный инструмент, образу  тем самым внутренний профиль венца с припуском по его толщине. Производ т совместное поперечное выдавливание всех слоев многослойного венца в наружную полость штампа, котора  заполнена подвижной средой дл  осуществлени  радиального противодавлени . Наружный профиль при этом получают с недоштамповкой. На заключительном этапе объемной штамповки венца издели  осуществл ют его переформовку радиальным обжатием изнутри с одновременной калибровкой наружного и внутреннего профилей. В результате все слои венца надежно свариваютс . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области обработки металлов давлением и может использоватьс  в общем машиностроении при изготовлении различных деталей типа тонкостенных оболочек с профильным венцом, например гибких колес, упругих соединительных и переходных втулок.

Цель изобретени  - уменьшение трудоемкости изготовлени  изделий с многослойным венцом и повышение их качества.

На фиг. 1 показан штамп дл  осуществлени  способа; на фиг. 2 - участок многослойного краевого утолщени  (венца) издели , поперечный разрез.

Штамп содержит разъемную матрицу, состо щую из верхней 1 и нижней 2 составных частей, в которой размещен электронагреватель 3 и выполнены профильна  полость 4 и система подвод щих 5 и отвод щих 6 каналов, кольцевой пуансон, состо щий из внутренней втулки 7, внешней втулки 8, подпружиненной пружиной 9, и обоймы 10, выт жной пуансон 11, составленный из набора секторов 12, сжатых пружинным кольцом 13, и вставки 14, имеющей предназначенные дл  формовки на изделии внутреннего профил  заходный профильный участок 15 и калибрующий профильный участок 16, кольце3 оо о & ел о

вой упор 17 с размещенным в нем электронагревателем 18, выталкиватель 19. Между составными част ми 1 и 2 матрицы установлено уплотнительное кольцо 20.

Способ осуществл ют следующим обра- зом.

В конечный момент выт жки полой оболочки 21, осуществл емой пуансоном 11, заготовки 22 и 23 внутреннего и наружного слоев краевого утолщени  (венца) издели , предварительно установленные соответственно на секторах 12 пуансона 11 и в профильной полости 4, образующейс  при сборе составных частей 1 и 2 матрицы, сопр гают с нат гом путем телескопической сборки с утолщенным участком 24 оболочки 21. Пос- ле этого вначале осаживанием внутренней армирующей заготовки 22 внутренней втулкой 7 кольцевого пуансона выдавливают ее материал в профильные участки 15 и 16 вставки 14, при этом затекание металла в профильную полость 4 предотвращаетс  за счет противодавлени  со стороны рабочей жидкости, подаваемой в полость 4 по подвод щим каналам 5 в момент окончани  телескопической сборки заготовок. Затем при выравнивании торцов внутренней 7 и внеш- ней 8 втулок кольцевого пуансона одновременным осаживанием внутренней заготовки 22 венца и краевого утолщенного участка 24 оболочки 21 рабочими втулками 7 и 8 кольцевого пуансона выдавливают с не- доштамповкой материал наружной зато- товки 23 венца, материал оболочки 21 и материал внутренней армирующей заготовки 22 в профильную полость 4 с вытеснением из нее рабочей жидкости по отвод щим каналам 6.

Образуетс  многослойный профильный венец предварительной формы (с припуском на внутренние размеры), переформовку которого ведут при помощи калибрующего профильного участка 16 вставки 14 при выводе вставки 14 из полости оболочки 21. При этом сектора 12 сжимаютс  пружинным кольцом 13 и могут быть легко удалены из оболочки 21, котора  в свою очередь выталкиваетс  выталкивателем 19 при отводе кольцевого пуансона на исходную позицию и раскрытии разъемной матрицы. Способ осуществл етс  при работающих электронагревател х 3 и 18. Припуск по толщине предварительно отштампованного профильного венца назначаетс  пропорциональным радиальному размеру профил  с наружной стороны венца издели . При радиальном обжатии и калибровке внутренней поверхности венца ликвидируют полученную ранее недоштамповку наружной поверхности за счет указанного внутреннего припуска.

Многослойный венец образуетс  в результате телескопической сборки и последующей формовки слоев выдавливанием одного сло  в профильную полость, а другого - в зону контакта слоев.

,, 5 5 0

5 5 0

0

Дл  образовани  металлических св зей между разными компонентами необходим контакт чистых поверхностей, что облегчает также и диффузионные процессы, способствующие прочному соединению при совместной деформации. Кроме того, дл  сближени  поверхностей на рассто ние, близкое межатомному, необходимо приложение значительных сжимающих усилий.

Интервал значений 0,8-1,0 относительно градиента толщины краевого участка выт нутой оболочки выбран дл  зазора между армирующими заготовками из следующих соображений .

В соответствии с напр женно-деформированным состо нием очага деформации в плоской заготовке при свертке ее в полый стакан исходна  толщина листа на участке от координаты р, составл ющей 0,607 от радиуса заготовки Нэаг, до кромки возрастает от значени  S -So до где К - степень выт жки.

При зазоре между формующими поверхност ми матрицы и пуансона, роль которых выполн ют в конечный момент соответствующие поверхности армирующих заготовок , равном 0,8-1,0 градиента толщины, который составит (1-д/К). телескопическа  сборка всех слоев будет происходить с нат гом за счет утонени  кра  полой заготовки.

При этом обеспечиваетс  разрушение оксидных и других видов пленок на контактных поверхност х заготовок, создаютс  сжимающие напр жени  в зоне контакта слоев, что способствует возникновению схватывани  между сло ми. Сборка с нат гом обеспечивает снижение трудоемкости и повышение качества изделий, так как обеспечивает радиальный подпор со стороны среднего сло  при однокомпонентном выдавливании в профильную полость материала внутренней заготовки, создает напр женное состо ние сжати  при совместном выдавливании слоев, ведет к снижению вли ни  межслойного трени  между сло ми и повышению равномерности деформации, снижению величин опасных дополнительных раст гивающих напр жений, которые могут возникнуть в более твердом слое. Все это обеспечивает снижение величин потребных уси- - лий деформировани  и повышение прочности сцеплени  слоев.

Сборка с нат гом исключает также возможность потери устойчивости дл  отдельных слоев, что может быть преп тствием дл  осуществлени  способа.

Пример. Изготавливают гибкое колесо волнового редуктора, представл ющее собой цилиндрический стакан с внутренним диаметром 80 мм, толщиной стенки 2 мм и высотой 80 мм, имеющий выполненные на рассто нии 5 мм от открытого торца внутрен- . ний зубчатый профиль длиной 15 мм с модулем зубьев ,5 и диаметром впадин 74 мм.

а также наружный профильный выступ в виде кольца пр моугольного сечени  длиной 15 мм и толщиной 4 мм.

Цилиндрический стакан выт гивают с нагревом до 800°С из заготовки диаметром 184 мм и толщиной 2 мм из стали 12X1SH10T.

Наружную армирующую заготовку венца выполн ют кольцевой с внутренним диаметром 84,7 мм, высотой 24 мм и толщиной стенки 2 мм из стали ЗОХГСА, а внутреннюю армирующую заготовку венца выполн ют также из стали ЗОХГСА в виде кольца с внутренним диаметром 74 мм, внешним диаметром 79,5±0,05 мм, высотой 34 мм и углом наклона образующей внешней поверхности 1° 34.

В конце выт жки цилиндрического стакана производ т телескопическую сборку с нат гом его краевого утолщенного участка с предварительно установленными в рабочей зоне матрицы армирующими заготовками венца, между которыми при их установке образуетс  зазор, сужающийс  по длине линии контакта с выт гиваемым стаканом в направлении от кромки к дну последнего пропорционально градиенту толщины его краевого участка. После этого, заполнив по подвод щему каналу диаметром 4 мм внешнюю профильную полость глубиной 4,5 мм графитосодержащей смазкой, путем осадки внутренней армирующей заготовки на 9 мм производ т выдавливание ее материала в за- ходный профильный участок длиной 10 мм и углом наклона зубьев 11° и в калибрующий профильный участок длиной 5 мм вставки выт жного пуансона. Затем, открыв отвод щий канал диаметром 1 мм, производ т дальнейшую осадку венца на 4,5 мм кольцевым пуансоном. Переформовку венца осуществл ют при выводе вставки из полости стакана, при котором все слои многослойного венца одновременно выдавливаютс  в наружную профильную полость под действием радиальной составл ющей от усили , прилагаемого к венцу со стороны движущейс  вставки, передаваемой им через материал внутренней армирующей заготовки, заполн ющий заходный профильный участок вставки выт жного пуансона.

Готовое изделие подвергают чистовой обработке на токарном станке на глубину 0,5 мм по открытому торцу стакана и по его наружному размеру.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  полых тонкостенных изделий с многослойным краевым

   0

   утолщением в виде профильного венца, включающий выт жку из листовой заготовки полуфабриката в форме тонкостенной оболочки с формированием на ней краевого утолщени  переменной толщины, сопр жение этого утолщени  с кольцевой заготовкой внутреннего сло  путем телескопнчес кой сборки в конечный момент выт жки оболочки и последующую объемную штамповку многослойного краевого утолщени  издели  с поперечным выдавливанием материала внутреннего сло  в профильный инструмент , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  трудоемкости и повышени  качества изделий, кольцевые заготовки наружно5 го и внутреннего слоев краевого утолщени  издели  со стороны их контакта с выт гиваемой оболочкой изготовл ют с переменной разностью радиальных размеров, образующей перед телескопической сборкой заготовок кольцевой зазор, сужающийс  в

   0 направлении от кромки к дну выт гиваемой оболочки пропорционально градиенту толщины ее краевого утолщени  в пределах интервала значений 0,8-1,0. телескопическую сборку заготовок слоев краевого

   5 утолщени  издели  выполн ют с нат гом путем окончани  выт жки краевого хчастка оболочки в зазоре между заготовками наружного и внутреннего слоев, а при объемной штамповке краевого толшекн  издели  поперечное выдавливание материала

   0 заготовки внутреннего сло  в профильный инструмент осуществл ют до образовани  с внутренней стороны издели  профил  предварительной формы с припуском по толщине , пропорциональные радиальному размеру профил  с наружной стороны издели ,

   5 после чего с упором заготовки сформированным внутренним профилем на инструмент при наличии радиального противодавлени  со стороны подвижной среды, заполн ющей профильную полость с внешней стороны издели , производ т совместное поперечное выдавливание всех слоев многослойного краевого участка издели  в эт полость до образовани  с наружной стороны издели  профил  также пре шарнтелыюй формы с недоштамповкой по радиальном

   , размеру на величин) оставленного с внутренней стороны издели  припхска, а затем осуществл ют переформовку всего многослойного краевого участка издели  с одновременной окончательной калибровкой наружного и внутреннего профилей путем

   0 одновременного выдавливани  всех слоев в наружную профильную полость радиальным обжатием со стороны внутреннего профил , расшир   внутреннюю поверхность на величину оставленного припуска.

   0

   /3

   Фив.1

   22 М 23

   Фие.2