SU1766565A1 - Способ изготовлени полых деталей с внутренним фланцем из трубчатых заготовок и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: обработка металлов давлением, технологи  изготовлени  деталей из трубчатых заготовок. Сущность изобретени : устройство содержит верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную плиты, подвижную в осевом направлении матрицу, св занные с соответствующими плитами верхний и установленный на подкладном кольце нижний кольцевые пуансоны, выталкиватель , основной нагреватель, установленный со стороны наружной поверхности матрицы и выполненный в виде цилиндрического индуктора с магнитолроводйм, раз- мещенный на базовой вставке дополнительный нагреватель, установленный в полости кольцевых пуансонов и кон- центрично основному нагревателю и выполненный в виде цилиндрического ин- дуктрра с магнитопроводом, паз которого обращен навстречу основному нагревателю , а наибольший диаметр не превышает диаметра внутренних поверхностей кольцевых пуансонов, и теплоизол тор, а также св занные соответственно с матрицей и выталкивателем толкатели привода их осевого перемещени . Основной и дополнительный нагреватели установлены на одном уровне относительно торцевой деформирующей поверхности нижнего кольцевого пуансона и соединены параллельно и сонапрайлен о Ширина паза магнитопровода дополнительного нагревател  более чем в 1,25 раз превышает суммарную высоту кольцевых формообразующих полостей, образованных внутренней поверхностью матрицы и рабочими поверхност ми пуансонов в зоне их сопр жени . Ширина паза магнитопровода основного нагревател  не меньше величины, равной суммарной ширине паза и высоте фланца магнитопровода дополнительного нагревател . Число витков дополнительного нагревател  не меньш е числа витков основного нагревател . 1 ил.& kA -м о ел

Description

Изобретение относитс  к области обработки металлов давлением, в частности к технологии штамповки из трубчатых заготовок и может быть использовано в машино-, приборо-, и авиастроении дл  изготовлени  кольцевых тонкостенных соединительных или корпусных деталей.

Цель изобретени  - улучшение условий эксплуатации штампа, расширение технологических возможностей, снижение затрат электроэнергии, повышение стойкости матрицы , производительности труда и качества изделий.

На чертеже показано устройство, реализующее способ: слева от оси - в момент нагрева заготовки вне матрицы; справа от оси - в момент установки матрицы в положении , соответствующем началу деформировани  (штриховой линией обозначено нижнее положение матрицы, занимаемое последней при возвратно-посту- пательном перемещении в процессе совместного нагрева матрицы и заготовки; штрихпунктирной - ее верхнее положение ).

Устройство содержит верхнюю подвижную 1 и нижнюю неподвижную 2 плиты, матрицу 3, закрепленные на соответствующих плитах верхний 4 и нижний 5 кольцевые пуансоны, теплоизол тор 6, наружный (основной ) 7 нагреватель, установленный со стороны наружной поверхности матрицы 3 и выполненный в виде цилиндрического индуктора с магнитопроводом, внутренний (дополнительный) нагреватель 8, установленный в полости кольцевых пуансонов 4, 5 и выполненный в виде цилиндрического индуктора с магнитопроводом, наибольший диаметр которого не превышает диаметра внутренних поверхностей пуансонов 4, 5, а также выталкиватель 9. Матрица 3 установлена подвижно в осевом направлении и соединена с толкател ми 10 силового привода. Выталкиватель 9 св зан с толкател ми пресса 11. Нагреватели 7 и 8 размещены на одном уровне относительно торцевой деформирующей поверхности нижнего пуансона 5 и соединены параллельно и сонап- равленно. Ширина, паза магнитопровода внутреннего индукционного нагревател  8 более, чем в 1,25 раз превышает суммарную высоту кольцевых формообразующих полостей , образованных внутренней поверхностью матрицы 3 и рабочими поверхност ми пуансонов 4, 5 в зоне их сопр жени 

Пд 1,25 (На+Нн), .

где Пд - ширина паза магнитопровода внутреннего (дополнительного) индукционного нагревател  8;

Нв, Нн - высоты верхней и нижней кольцевых формообразующих полостей, образованных внутренней поверхностью матрицы и рабочими поверхност ми, соответственно, верхнего и нижнего кольцевых пуансонов;

Ширина паза магнитопровода наружного индукционного нагревател  7 не меньше величины, равной суммарной ширине паза и башмака магнитопровода внутреннего индукционного нагревател  8:

По Пд+ БД,

где По - ширина паза магнитопровода наружного (основного) индукционного нагревател  7;

Пд, БД - соответственно ширина паза и башмака магнитопровода внутреннего (дополнительного ) индукционного нагревател  8.

Способ осуществл ют следующим образом .

Матрицу 3 нагревают до температуры деформации с двух сторон индукционным способом нагревател ми 7 и 8. Трубчатую

0 заготовку устанавливают в штамп на выталкиватель 9. Затем до установки заготовки в матрице 3, одновременно опуска  матрицу 3 и выталкиватель 9, вывод т матрицу из зоны нагрева штампа и ввод т заготовку в

5 указанную зону. При этом заготовку ввод т в полость наружного нагревател  7, а внутрь заготовки ввод т внутренний нагреватель 8. По окончании вывода матрицы 3 из зоны нагрева штампа осуществл ют одновремен0 но прерывание нагрева матрицы 3 и двухсторонний индукционный нагрев заготовки нагревател ми 7 и 8 в течение времени выравнивани  температур между заготовкой и матрицей 3, после чего заготовку устанавли5 вают в матрице путем подъема последней обратно в зону нагрева штампа, и нагрев заготовки продолжают совместное двухсторонним индукционным нагревом матрицы. При обработке неферромагнитных материа0 лов с температурой деформировани , превышающей температуру начала магнитных превращений материала матрицы (точка Кюри), например, титановых сплавов, нагрев заготовки вне матрицы осуществл ют

5 до температуры, не меньше температуры, соответствующей началу магнитных превращений материала матрицы. В процессе совместного нагрева матрицы и заготовки осуществл ют возвратно-поступательное

0 перемещение матрицы в зоне нагрева штампа относительно ее положени , соответствующего началу деформировани , с амплитудой, превышающей величину, равную разности между высотой матрицы и ши5 риной активной зоны внутреннего индукционного нагревател  8:

,8 Пд,

где Ам - амплитуда осевого перемещени  матрицы:

0 Нм - высота матрицы;

0,8 Пд- ширина активной зоны внутреннего индукционного нагревател ;

Пд - ширина паза магнитопровода внутреннего индукционного нагревател ;

5 При этом величины одностороннего смещени  матрицы относительно упом нутого положени  определ ют из выражени 

Аос С+Бд+ 0,1 Пд,

где Аос - одностороннее смещение матрицы относительно своего положени , соответствующего началу деформировани  (А0св, А0сн - односторонние смещени  матрицы, соответственно , вверх и вниз от упом нутого положени );

С - рассто ние от торцевой поверхности матрицы, установленной в положении, соответствующем началу деформировани , до магнитопровода внутреннего индукционного нагревател  (Св, Сн - рассто ни  соответственно от верхней и нижней торцевых поверхностей матрицы до упом нутого магнитопровода);

Пд, БД - ширина паза и башмака магнитопровода внутреннего индукционного нагревател ;

Таким образом:

Ам Аосв+ Аосн,

Аосв Сн+Бд+0,1Пд;

Аосн Св+Бд+0,1Пд;

По окончании нагрева заготовки до тем-- пературы деформации осуществл ют ее де- формирование с одновременным подогревом изнутри нагревателем 8. Готовое изделие удал ют из штампа выталкивателем 9.

Пример. Производ т штамповку кольцевой детали с внутренним фланцем из трубчатой заготовки высотой мм с наружным и внутренним диаметрами, соответственно 179 мм и 203 мм из сплава ВТ-14. Устройство содержит подвижную в осевом направлении матрицу высотой мм, соединенную с толкател ми гидропривода, два кольцевых пуансона, основной нагреватель , выполненный в виде четырехвитково- го цилиндрического индуктора с С-образным магнитопроводом, ширина паза которого составл ет мм, дополнительный нагреватель, выполненный также в виде четырехвиткового индуктора с С-образным магнитопроводом, ширина паза и башмака которого составл ет соответственно мм и мм. Нагреватели установлены на одном уровне относительно торцевой деформирующей поверхности нижнего кольцевого пуансона и соединены параллельно и сонаправленно Высоты формообразующих полостей, образованных матрицей и рабочими поверхност ми пуансонов , составл ют мм. До установки заготовки в штамп матрицу нагревают с двух сторон до температуры деформации, составл ющей1 1000°С. Заготовку устанавливают в штамп на выталкиватель , после чего, не ввод  ее в матрицу, одновременно вывод т последнюю из зоны нагрева штампа и ввод т заготовку в упом нутую зону. После этого осуществл ют одновременно прерывание нагрева матрицы и двухсторонний индукционный нагрев заготовки в течение 13 с до температуры t 810°C, соответствующей температуре начала магнитных превращений матрицы, вы- полненной из сплава ЖС6-К. Затем

заготовку устанавливают в полости матрицы и продолжают ее нагрев до температуры 100°С совместно с двухсторонним индукционным нагревом матрицы. При этом осуществл ют осевое возвратно-поступательное

0 перемещение матрицы в зоне нагрева штампа относительно своего положени , соответствующего началу деформировани , с амплитудой Ам 58 мм (Ам Нм-0,8. Пд 92 - 0,8 . (мм)), причем величины одно5 стороннего смещени  матрицы вверх и вниз относительно упом нутого положени  составл ют соответственно А0св 21,5 мм и ,5 мм (Аосв Сн+ Бд+ 0,1 . Пд 2+14+ 4,5 20,5 (мм) и Аонс Св+ Бд+ 0,1«

0 «Пд 17+14+4,,5 (мм)).

По окончании нагрева заготовки до заданной температуры осуществл ют ее деформирование с одновременным подогревом изнутри внутренним индукци5 онным нагревателем. Отштампованное изделие удал ют из штампа выталкивателем. Предлагаемое изобретение по сравнению с известным позвол ет снизить затраты электроэнергии за счет исключени 

0 необходимости в процессе нагрева заготовки выдерживать матрицу в зоне высоких температур, равных температуре деформации , повысить производительность труда за счет осуществлени  двухстороннего индук5 ционного нагрева заготовки как вне матрицы , так и в полости последней, повысить стойкость матрицы и качество изделий за счет исключени  перегрева матрицы и заготовки , в зоне сопр жени  с матрицей, в про0 цессе нагрева заготовки до температуры деформации, расширить технологические возможности процесса за счет обеспечени  возможности обработки заготовок с наружным диаметром, меньше наружного диамет5 ра поковки, а также улучшить услови  эксплуатации штампа за счет возможности применени  не более двух индукционных нагревателей

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   0 1. Способ изготовлени  полых деталей с внутренним фланцем из трубчатых заготовок , включающий индукционный нагрев матрицы до температуры деформации, установку заготовки в зоне перегрева штампа,

   5 установку заготовки в матрице, ввод внутрь заготовки индукционного нагревател , нагрев заготовки до температуры деформации и последующее ее деформирование с одновременным воздействием на заготовку изнутри индукционными токами высокой

   частоты, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  условий эксплуатации штампа, расширени  технологических возможностей , снижени  затрат электроэнергии , повышени  стойкости матрицы, производительности труда и качества изделий , до установки заготовки в матрице осуществл ют одновременно прерывание нагрева матрицы и двусторонний индукционный нагрев заготовки в течение времени выравнивани  температур между заготовкой и матрицей, а затем нагрев заготовки продолжают совместно с двусторонним индукционным нагревом матрицы, причем в процессе совместного нагрева матрицы и заготовки осуществл ют возвратно-поступательное перемещение матрицы в зоне нагрева штампа относительно ее положени , соответствующего началу деформировани , с амплитудой, превышающей величину, рав- ную разности между высотой матрицы и шириной активной зоны внутреннего индукционного нагревател , и при этом величины одностороннего смещени  матрицы относительно упом нутого положени  оп- редел  ютс  из выражени 

   Бд+0,1 « Пд,

   где Аос - одностороннее смещение матрицы относительно своего положени , соответствующего началу деформировани ;

   С - рассто ние от торцевой поверхности матрицы, установленной в положении, соответствующем началу деформировани , до магнитопровода внутреннего индукционного нагревател ;

   БД - ширина башмака магнитопровода внутреннего индукционого нагревател ;

   Пд - ширина паза магнитопровода внутреннего индукционного нагревател .
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что при обработке неферромагнитных материалов с температурой деформировани , превышающей температуру начала магнитных превращений материала матрицы (точка КЮри), например, титановых сплавов , нагрев заготовки вне матрицы осуществл ют до температуры, не меньше температуры, соответствующей началу магнитных превращений материала матрицы.
3. 3. Устройство дл  изготовлени  полых деталей с внутренним фланцем из трубчатых заготовок, содержащее верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную плиты, матрицу, закрепленные на соответствующих плитах верхний и нижний кольцевые пуансоны, теплоизол тор, наружный нагреватель , установленный со стороны наружной поверхности матрицы и выполненный в виде цилиндрического индуктора, а также внутренний нагреватель, установленный в полости кольцевых пуансонов концентрич- но наружному нагревателю и выполненный в виде цилиндрического индуктора с магни- топроводом, наибольший диаметр которого не превышает диаметра внутренних поверхностей пуансонов, отличающеес  тем, что матрица установлена подвижно в осевом направлении, а нагреватели размещены на одном уровне относительно торцевой деформирующей поверхности нижнего пуансона и соединены параллельно и сонап равленно, при этом ширина паза магнитопровода внутреннего нагревател  более чем в 1,25 раз превышает суммарную высоту кольцевых формообразующих полостей , образованных внутренней поверхностью матрицы и рабочими поверхност ми пуансонов в зоне их сопр жени , а наружный нагреватель снабжен магнитопрово- дом, ширина паза которого не меньше величины, равной суммарной ширине паза и башмака магнитопровода внутреннего нагревател .