SU1726094A1

SU1726094A1 - Способ изготовлени полуцилиндрических деталей

Info

Publication number: SU1726094A1
Application number: SU904800838A
Authority: SU
Inventors: Николай Эммануилович Тернюк; Виктор Константинович Лобанов; Иван Федорович Цопа; Александр Александрович Гулюк
Original assignee: Харьковское Производственное Объединение "Завод Им.Малышева"
Priority date: 1990-03-11
Filing date: 1990-03-11
Publication date: 1992-04-15

Abstract

Использование: при изготовлении полуцилиндрических деталей типа подшипников скольжени , преимущественно дл коленчатых валов тепловозных дизелей. Сущность изобретени : в результате осадки изогнутой заготовки на линейный размер, определ емый по зависимости Ah VRSo , где/и- коэффициент Пуассона; R - радиус нейтрального сло при гибке заготовки подшипника; So - толщина исходной биметаллической заготовки. Цель - получение подшипников скольжени с посто нной толщиной основы и антифрикционного сло , обусловливающей высокую эксплуатационную надежность узла трени . 5 ил., 1 табл,

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к кузнечно- штамповочному производству, и может быть использовано при изготовлении полуцилиндрических деталей типа биметаллических крупногабаритных подшипников скольжени , преимущественно дл коленчатых валов тепловозных дизелей.

Известен способ изготовлени подшипников скольжени и устройство .дл его осуществлени , отличающийс тем, что после гибки заготовки в зажатом состо нии (между матрицей и пуансоном) производитс осадка ее в торец. В результате релаксирует часть остаточных напр жений в заготовке, наведенных гибкой, и уменьшаетс упруга деформаци издели после удалени из матрицы.

Недостаток способа заключаетс в том, что вследствие осадки заготовки в зажатом состо нии под вли нием сил контактного трени деформаци локализуетс вблизи

торцов издели . В результате при изготовлении крупногабаритных полуцилиндрических деталей типа подшипников скольжени в центральной части издели сохран етс утонение, полученное в процессе гибки, что приводит к разнотолщин- ности антифрикционного сло , вл ющейс браковочным признаком.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ гибки листовых заготовок и устройство дл его осуществлени . Сущность способа заключаетс в том, что после гибки заготовки производитс осадка ее в торец и последующа калибровка издели .

Недостаток такого способа заключаетс в выполнении осадки изогнутой заготовки в торец на величину, обеспечивающую значительное снижение упругого восстановлени издели после гибки. Однако при этом в центральной части изогнутой заготовки сохран етс утонение, образовавшеес в процессе гибки. В случае обработки бимею сь

таллических заготовок при изготовлении подшипников скольжени это вление обусловливает разнотолщинность основы подшипника и антифрикционного сло , что недопустимо дл крупногабаритных изде- лий типа подшипников скольжени тепловозных дизелей.

Целью изобретени вл етс повышение качества подшипников за счет устране- ни разнотолщинности основы и антифрикционного сло по периметру подшипника .

Указанна цель достигаетс благодар тому, что в процессе осадки биметаллическую заготовку пластически деформируют путем перемещени ее торцов на линейный размер, определ емый по зависимости,

, где j.1- коэффициент Пуассона;

R - радиус нейтрального сло при гибке заготовки подшипника;

So - толщина исходной биметаллической заготовки.

Предлагаемый способ предусматривает получение биметаллической заготовки (низ- коуглеродиста сталь - сплав А020-1 или деформированный алюминиевый сплав - сплав А020 - 1 и др.) методом плакирующей прокатки или сварки взрывом, установку ее в штамп и гибку. В св зи с тем, что дл подшипников скольжени коленчатых валов тепловозных дизелей необходимы толстостенные заготовки, в процессе гибки отмечаетс интенсивное утонение центральной части основы на угле а (фиг.2) в пределах 60-80°. Это приводит к получению некондиционных подшипников. Дл ликвидации утонени , полученного в процессе гибки, заготовку, не извлека из гибочной матрицы, осаживают в торец с помощью пу- ансона второго перехода на линейный размер , определ емый по указанной зависимости. В процессе осадки в торец частицы металла перемещаютс в тангенциальном , а в центральной части - и в радиальном направлении, обеспечива набор металла основы вкладыша и устран утонение. Однако в процессе осадки в торец на отмеченную величину фиксируетс некоторый отрыв центральной части деформируемой заготовки от ручь матрицы в виде вспучивани . Поэтому дл обеспечени высокой точности размеров заготовка подшипника после осадки в торец калибруетс гибочным пуансоном. В результате обеспечива- етс получение подшипников скольжени высокого качества.

Осадка заготовки подшипника скольжени в торец направлена на снижение уровн

остаточных напр жений, наведенных в заготовке гибкой, с целью уменьшени величины упругого разведени заготовки подшипника после извлечени ее из матрицы . При этом величину осадки осадка в каждом конкретном случае выбирают экспериментально исход из параметров заготовки и ее материала. Согласно данному способу заготовки в торец после гибки направлена на устранение утонени основы подшипника, возникающего в процессе гибки . При этом дл определени величины осадки заготовки предложена приведенна зависимость, учитывающа диаметр подшипника , толщину заготовки дл его изготовлени и свойства материала основы. Использование этой зависимости обеспечивает устранение разнотолщинности, т.е. повышение качества вкладышей.

Указанна зависимость, устанавливающа св зь между перемещением торцов заготовка при осадке ее в торец и размерами подшипника, толщиной биметаллической заготовки и свойствами материала основы подшипника, обусловлена следующими данными, полученными в процессе проведени опытных работ по изготовлению подшипников скольжени дл коленчатых валов тепловозных дизелей из биметаллических заготовок сталь 08КП - сплав А020-1, сталь20-сплав А020- 1, сплав АМК-сплав А020-1. Экспериментально установлено, что перемещение торцов заготовки подшипника при осадке ее в торец дл устранени утонени основы, образовавшегос в процессе гибки, зависит от длины исходной заготовки, котора находитс в пр мой коррел ционной св зи с радиусом нейтрального сло при гибке заготовки подшипника. Это обусловило необходимость учета геометрии подшипника путем введени в предложенную зависимость радиуса нейтрального сло при гибке заготовки (R).

Вы влено также, что степень утонени основы подшипника в процессе гибки и соответственно величина осадки заготовки в торец дл устранени отмеченного утонени существенно завис т от толщины деформируемой заготовки, значение которой учитываетс полученной зависимостью. При осадке заготовки подшипника в торец металл перемещаетс как вдоль профил заготовки , так и в направлении ее толщины. Св зь между осевой и поперечной деформаци ми целесообразно учесть такой характеристикой материала, как коэффициент Пуассона р,.

Достоверность предложенной зависимости подтверждена проведением математически планируемых экспериментов

методом случайного баланса, позволивших все факторы, вли ющие на необходимую величину осадки заготовки в торец, расположить в виде ранжированного р да. При этом существенными факторами признаны ради- ус нейтрального сло при гибке заготовки подшипника (R), толщина биметаллической заготовки (So) и коэффициент Пуассона ( /л), которые учитываютс предложенной зависимостью . Таким образом, осадка заготовок в торец после гибки на линейный размер, определ емый по данной зависимости, обеспечивает получение подшипников скольжени практически без разностенно- сти основы и антифрикционного сло , что повышает качество изделий.

На фиг.1 изображена исходна биметаллическа заготовка; на фиг.2 - заготовка после гибки, защемленна 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 сколь- жени коленчатого вала тепловозного дизел .

На чертеже обозначены: LB0 и So - соответственно длина, ширина и толщина исходной биметаллической заготовки; R - радиус нейтрального сло при гибке заготовки; Но - высота изогнутой заготовки под- шипника; а - центральный угол зоны наиболее интенсивного утонени заготовки в процессе гибки; Si -толщина утоненной части заготовки после гибки; Ah- линейный размер осадки заготовки в торец; Hi - высота заготовки подшипника, осаженной в торец; $2 - толщина центральной зоны заготовки подшипника после осадки; Н2 - вы- сота заготовки подшипника после калибровки; S и А- толщина основы и антифрикционного сло подшипника скольжени ; В, D и Н - соответственно ширина, диаметр и высота вкладыша подшипника скольжени ; 1 -основа подшипника скольжени ; 2 - антифрикционный слой; 3 - матрица; 4 - биметаллическа заготовка; 5 - гибочный пуансон; 6 - пуансон дл осадки в торец; 7 - заготовка после осадки в торец; 8 - заготовка после калибровки.

Предлагаемый способ изготовлени подшипника скольжени , преимущественно дл коленчатых валов тепловозных дизелей , осуществл ют следующим образом.

Биметаллические заготовки толщиной 10,65 мм (сталь 08КП - сплав А020-1) и длиной 22,4 мм (сплав АМК - сплав А020-1) получали плакирующей прокаткой на стане

700 ДУО и последующей калибровочной прокаткой на стане ДУО 525. Заготовки толщиной 21,5 мм (сталь 20 - сплав А020-1) изготовл ли путем сварки взрывом. После фрезеровки по контуру биметаллическа заготовка Lx В0 х S0 (фиг.1) 310x110x10,65 мм, 395x92x22,4 мм и 385x92x21,5 мм укладываетс до упора на гибочную матрицу 3 (фиг.2) штампа, установленного на гидравлическом прессе усилием 4МН. После включени пресса на рабочий ход пуансон 5 изгибает заготовку, при этом на центральном угле а, равном 60-80°, отмечаетс утонение заготовки подшипника до величины Si. При возвращении ползуна пресса в исходное положение блок пуансонов 5 и 6 перемещаетс в сторону рабочего места по направл ющей плите, закрепленной на ползуне пресса. В результате над изогнутой заготовкой оказываетс пуансон второго перехода 6, с помощью которого за последующий ход пресса осуществл етс осадка заготовки в торец на линейный размер Ah (фиг.З), определ емый по приведенной зависимости , обеспечивающий утолщение центральной части изогнутой заготовки до величины . Затем в крайнем верхнем положении ползуна пресса пуансоны возвращаютс в исходное положение и производитс калибровка заготовки подшипника гибочным пуансоном, после чего она удал етс из матрицы и направл етс на механическую обработку.

В процессе проведени опытных работ заготовки обмер ли 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 А020- 1) обеспечивает экономию около 300 т бронзы в год, повышение моторесурса тепловозного дизел 10Д100М2.

Данный способ может найти применение в автотракторостроении, производстве компрессоров, судовых двигателей и других отрасл х промышленности, изготовл ющих подшипники скольжени .

Claims

Формула изобретени Способ изготовлени полуцилиндрических деталей, включающий гибку плоской заготовки по радиусу, осадку в торец и калибровку цилиндрической поверхности , отличающийс тем, что, с целью повышени качества изделий типа крупногабаритных биметаллических подшипников

скольжени , при осадке торцы заготовки пе- циент Пуассона; R - радиус нейтрального ремещают на величину определ емую по сло изогнутой заготовки; So - толщина ис- зависимости , -коэффи- ходной заготовки.

Результаты опытных работ по изготовлению шатунных и коренных подшипников скольжени дл коленчатого вала тепловозного дизел 10Д100М2

Алюминиевый сплав АМК - сплав А020-1

395x92x22,4

Сталь 20- сплав А020-1

395x92x21,5

111,30,6й

111,30,64

111,30,67

111,20,7

111,20,68

111,20,66

Алюминиевый сплав АМК - сплав А020-1

Сталь 20- сплав А020-1.

0,9 1,0 1,06

0,89

1,0 1,06

920 Заготовка-брак - утонение основы до 0,21 мм

133.41040 Заготовка удовлетвор ет ТУ чертежа

132.71470 Заготовка-брак - увеличенное на

4,3 мм уширение заготовки со стороны плоскости разъема подшипника

130,9 2390 Заготовка-брак-утонение основы до 0,24 мм

129.52640 Заготовка удовлетвор ет ТУ чертежа

128.83170 Заготовка-брак -увеличенное на

3,8 мм уширение заготовки со стороны плоскости разъема подшипника

П р и м е ч а

н и е. При проведении каждой серии экспериментов штамповали не менее трех заготовок подшипников

Продолжение таблицы