SU1563915A1

SU1563915A1 - Способ наплавки с формообразованием рабочих элементов деталей машин и инструментов

Info

Publication number: SU1563915A1
Application number: SU884409289A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Казаков; Алексей Алексеевич Казинский
Original assignee: Саратовский политехнический институт
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1990-05-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, а именно к способам получени рабочих элементов заготовок деталей машин и инструмента сложного профил методами электродуговой или электрошлаковой наплавки. Цель изобретени - снижение трудоемкости и расхода металла при производстве путем приближени формы заготовки к форме готового издели . При наплавке на всю ширину рабочей поверхности заготовки сло металла дл формообразовани используют пуансон 2, который располагают на рассто нии L, равном диаметру катодного п тна, от оси электрода в начальный момент формообразовани . Форма пуансона должна удовлетвор ть условию H^.L_в/H_в+B+L=L_в, где H - габаритна высота пуансона, мм

B - габаритна ширина пуансона в рабочем положении, мм

L_в - длина хвостовой части сварочной ванны, мм

H_в - сумма глубины проплавлени и высоты наплавленного сло , мм

L - рассто ние от оси электрода до пуансона, мм. Кристаллизаторы 5 и пуансон 2 с приводом располагают на тележке 6, котора может перемещатьс вдоль наплавл емой заготовки. При формообразовании пуансон 2, соверша возвратно-поступательное движение, внедр етс в жидкий металл сварочной ванны 3. Возвратно-поступательное перемещение пуансона исключает сплавление пуансона с металлом сварочной ванны. Тележка в это врем остаетс неподвижной, а электроды перемещаютс со скоростью наплавки V_н. По истечении времени формообразовани Τ_ф, выбираемого из услови Τ_ф=(B+H^.L_в/H_в):V_н, пуансон извлекаетс , и тележка перемещает его до следующего положени со скоростью V_п=V_н(B+H^.L_в/H_в):T-B-H^.L_в/H_в, где T - шаг рабочих элементов, мм. Способ позвол ет получить рабочие элементы в виде впадин, выступов, отверстий, близких по форме к рабочим элементам готовой детали, сократить объем механической обработки, повысить производительность труда. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к способам получени рабочих элементов заготовок деталей машин и инструмента сложного профил методами электродуговой или электрошлаковой наплавки , и может быть использовано в авто-, судо-, станкостроении дл производства заготовок деталей машин и инструмента с наплавленными рабочими элементами.

Цель изобретени - снижение трудоемкости и расхода металла при производстве путем приближени формы заготовки к форме готового издели .

На фиг. 1 показана схема расположени пуансона, ванны расплава и электрода; на фиг. 2 - схема формообразовани рабочих элементов прот жки; на фиг. 3 - график изменени скорости возвратно-поступательного перемещени пуансона за врем формообразовани .

Схемы содержат электроды 1, пуансон 2, ванну расплавленного металла 3, наплавл емую заготовку 4, кристаллизатор 5, тележку устройства шагового перемещени пуансона 6, направл ющие 7.

Способ реализуетс следующим образом.

На заготовку простой формы 4 (фиг. 2) с плоской или цилиндрической наружной поверхностью на всю ее ширину непрерывно наплавл ют слой металла, котора определ етс из услови равенства объемов рабочих элементов и объема металла, наплавл емого на заготовку. Дл удержани расплава используют кристаллизаторы 5. Пуансон 2 располагаетс во втулке, заделанной в один из кристаллизаторов. Кристаллизаторы и привод пуансона располагают на специальной тележке 6, котора имеет возможность перемещени вдоль наплавл емой заготовки по направл ющим 7. При наплавке ванна расплава 3 наводитс сразу на всей ширине заготовки. Дл этого может быть использована многоэлектродна наплавка . Необходимость создани ванны на всей ширине заготовки накладывает на нее огра0

ничение, так как из-за наличи краевого

эффекта не имеет смысла примен ть больше семи электродов с рассто нием между ними больше 10 мм. Таким образом, способ применим дл формообразовани элементов деталей шириной до 70 мм.

В начальный момент времени цикла формообразовани рабочего элемента тележка б (фиг. 2) располагаетс таким образом,, что пуансон отстоит от электродов 1 на рассто нии L. Пуансон 2, соверша возвратно-поступательное движение, внедр етс в

0 жидкий металл сварочной ванны 3 и вытесн ет его. Тележка в это врем остаетс неподвижной, электрод же перемещаетс со скоростью наплавки По истечении времени формообразовани т, движение пуансона прекращаетс , а тележка перемещаетс в на- правлении наплавки по направл ющим 7 до положени начала формообразовани следующего рабочего элемента и цикл повтор етс вновь.

По данному способу изготовлены рабоQ чие элементы заготовок прот жек. Заготовкой под наплавку служит прокат пр моугольного сечени 22x30x991 мм. Наплавка ведетс проволокой НП 40Х2Г2М диаметром 2 мм под флюсом АН 348 А с добавкой 15-20% феррохрома по весу. Пуансон имеет форму,

5 соответствующую форме сечени стружечной канавки прот жки с учетом припуска на механическую обработку 8 и располагаетс в хвостовой части ванны расплавленного металла. Количество электродов равно трем.

Скорость наплавки равна 10 м/г. Ток наплавки ,6 кА, напр жение В. Длина хвостовой части ванны при этом составл ет ,2 мм. Рассто ние от пуансона до оси электрода, равное диаметру катодного п тна, составл ет ,1 мм. Отношение диаметра хвостовой части ванны к сумме глубины проплавлени и высоты наU

Допустима температура пуансона Tg 600°С, температура расплава Тп.с. 1500°С температура пуансона начальна .

V..n

18-80-103 (1500-20) 450

0,188 (600-20) 2574

,65 м/ч

: 2,68 мм/с

плавленного сло ,15.

Подставл указанные значени , находим Ш максимальное значение ширины пуансона при заданной высоте пуансона мм.

e lh- L-hЈ 3,2 - 3,1- 6-0,15 27,2 мм.

Ширина пуансона дл формообразова- 1g чивае возможность формообразовани за ни - больше требуемой, следовательно, счет применени пуансона рабочих элемен- наплавка может быть осуществлена.

При уменьшении сварочного тока / до 300 А при том же значении напр жени В допустима ширина пуансона

уменьшаетс до в 11,3 мм, что значительно 20 обработки и экономию режущего инстру- меньше требуемой.мента и трудовых ресурсов, экономи матеМинимальное значение сварочного тока риальных ресурсов происходит из-за повы- А при В. Увеличение тока и шени коэффициента использовани мате- напр жени более А и В воз- риала, а повышение производительности можно, однако при этом ухудшаютс уело- труда - из-за сокращени объема механи- вио ,., „пи™ „„„«.тппаческоИ обработки и совмещени , операций

Принима скорость возвратно-поступательного движени пуансона Увп, равной 10 м/ч, достигают отсутстви сплавлени пуансона с расплавом сварочной ванны.

Предлагаемый способ наплавки обеспетов деталей машин и инструмента в виде впадин, выступов и отверстий, близких по форме к рабочим элементам готовой детали; сокращение объема механической

ви работы кристаллизатора.

Claims

1. Способ наплавки с формообразованием рабочих элементов деталей машин и инструментов, при котором расплавленный металл удерживают кристаллизатором, а в хвостовую часть ванны внедр ют формообразующий элемент и удерживают его до

рочной ванны за пуансоном и габаритную 35 отвердени ванны, отличающийс тем, что, ширину пуансона. Так как фронт кристалли- с целью снижени трудоемкости и расхода зации перемещаетс со скоростью наплавки V«, то врем тФ можно определить по формуле

металла при производстве путем приближени формы заготовки к форме готового издели , в качестве формообразующего элемента используют пуансон, поперечное сечение которого соответствует профилю рабочего элемента, располагают его в начале формообразовани на рассто нии диаметра катодного п тна от оси электрода, при этом форму пуансона, устанавливают

После этого пуансон вновь перемещают на позицию формообразовани со скоростью Vn, котора задаетс из услови полуметалла при производстве жени формы заготовки к издели , в качестве фор элемента используют пуан сечение которого соответс рабочего элемента, располаг ле формообразовани на р метра катодного п тна от при этом форму пуансона

чени шага / между рабочими элементами. 45 B соответствии с формулой

Определим скорость возвратно-поступательного движени пуансона если ширина заготовки 18 мм, периметр пуансона, по фиг. 2, равный 50 мм. Средн площадь контакта с расплавом за врем цикла формообразовани рабочего элемента50

hfc+e+L t

где h - габаритна высота бочем положении,

в -

габаритна ширин бочем положении, длина хвостовой ч ванны, мм;

..f

Площадь поперечного сечени пуансона по фиг.З мм2. Объем формообразующей части пуансона V:

.c. мм 2.

18-80-103 (1500-20) 450

0,188 (600-20) 2574

,65 м/ч

: 2,68 мм/с

чивае возможность формообразовани за счет применени пуансона рабочих элемен-

Предлагаемый способ наплавки обеспечивае возможность формообразовани за счет применени пуансона рабочих элемен-

обработки и экономию режущего инстру- мента и трудовых ресурсов, экономи матетов деталей машин и инструмента в виде впадин, выступов и отверстий, близких по форме к рабочим элементам готовой детали; сокращение объема механической

наплавки и формообразовани . Формула изобретени

отвердени ванны, отличающийс тем, что, с целью снижени трудоемкости и расхода

hfc+e+L tt,

где h - габаритна высота пуансона в рабочем положении, мм;

в -

kгабаритна ширина пуансона в рабочем положении, мм; длина хвостовой части сварочной ванны, мм;

/ie - сумма глубина проплавлени и высоты наплавленного сло , мм;

L - рассто ние от оси электрода до пуансона , мм.

2. Способ по п. 1, отличающийс тем, то, с целью получени заготовок периодического профил с шагом t, пуансону сообщают шаговое перемещение в направлении наплавки со скоростью У перемещени , определ емой из услови

Ј

V ()

t-e-hls.

где УК - скорость наплавки, мм/с;

t - шаг рабочих элементов, мм; а затем фиксируют при формообразовании на врем тт, определ емое из услови

s

,

т V

после чего цикл повтор ют.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что, с целью обеспечени формообразовани стальным пуансоном, ему придают возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости перпендикул рно направлению наплавки со скоростью, исключающей сплавление пуансона с металлом сварочной ванны.

фиг.1

fffacrc/Tru 4 медрем1/ /7{/0#с0ма