SU810355A1

SU810355A1 - Способ изготовлени стержневыхдЕТАлЕй

Info

Publication number: SU810355A1
Application number: SU792735474A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Мокринский; Борис Михайлович Ригмант; Наталья Николаевна Щекочихина
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Метизной Промышленности
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1979-03-12
Publication date: 1981-03-07

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа валов, осей, пальцев, а также болтов, шпилек и т. п.

Известен способ изготовления стержневых деталей, заключающийся в том, что цилиндрическую заготовку устанавливают в деформирующий инструмент, оставляя средний участок заготовки свободным, и редуцируют [1].

Степень деформации заготовки при этом способе ограничена (при малой длине свободной части заготовки, не контактирующей с инструментом) только условием равенства усилий осадки и редуцирования заготовки и в пределе составляет 25—30%. При этом заталкивание заготовки в матрицу и процесс редуцирования производится без осадки и трение заготовки о боковые стенки матрицы отсутствует. При необходимости уменьшения диаметра стержня на большую величину применяют многократное редуцирование за несколько операций. Это усложняет процесс и снижает его производительность.

Целью изобретения является упрощение процесса и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что при установке заготовки в инструмент дли2 ну свободного участка заготовки назначают из условия равенства усилия редуцирования усилию осадки с радиальным заусенцем, производят начальное редуцирование 5 и осадку заготовки до заполнения зазоров между заготовкой и инструментом, а окончательное редуцирование производят со степенью деформации, превышающей предельную по условию начала осадки.

На чертеже показана схема изготовления стержневых деталей: а — после установки заготовки в инструмент; б — после окончания осадки; в — в конце редуцирования. Процесс редуцирования в отличие от из15 вестного способа после начальной осадки заготовки с заполнением зазора между стенками матрицы и заготовкой происходит с трением заготовки о стенки матрицы. В отличие от обычного редуцирования огра20 ничения максимальной длины свободной части заготовки по дополнительному условию продольной устойчивости не производят, так как она будет заведомо меньше предельной.

Несмотря на наличие свободной части заготовки при редуцировании осадки этой части не происходит, так как после заполнения зазора требуемое для дальнейшей осадки усилие значительно (более чем в

2 раза) возрастает из-за необходимости вы3 теснения металла в заусенец и становится больше усилия редуцирования. Усилие осадки в этом случае должно рассчитываться как усилие при осадке с радиальным заусенцем. Условие стабильного протекания процесса:

(1) где Р_р — усилие редуцирования со степенью деформации 8р>е_рпред;

Ро.з.—усилие осадки с радиальным зауусенцем,

Усилие редуцирования

где d₀ — диаметр исходной заготовки (в данном случае принимается равным диаметру направляющего канала матрицы, т.е. диаметру после начальной осадки);

d[ — диаметр цилиндрического пояска фильера матрицы длиной Ь;

__ °S0 + средний предел текучести с учетом упрочнения;

б₅₀ — начальный предел текучести без учета упрочнения;

— предел текучести с учетом упрочнения от редуцирования.

Усилие осадки с радиальным заусенцем

Р₀.₃ = Р₀-К₃, (3) где Р_о — усилие открытого осаживания между плоскопараллельными плитами (без заусенца) /=.=4^0+4-44 <⁴>

где μ — коэффициент трения;

I — длина свободной части заготовки;

К.3 — коэффициент, учитывающий возрастание усилия вследствие появления заусенца шириной 5 и толщиной h:

/<₃ = 2 + 0,1-^. (5) h

С учетом зависимостей (4) и (5)

р.,,= 4.„(1 + ф+) (2 + 0,1 f).

(6)

Предельную величину уменьшения стержня при редуцировании находят, приравнивая выражения (2) и (6). При этом Р_р увеличивают на 10—15%, учитывая дополнительную работу от сил трения заготовки о стенки матрицы.

SI0355

Расчет но указанному условию показывает, что предельная степень деформации Ер пред по предлагаемому способу может составлять 50% и более, т. е. во многих случаях практически не ниже, чем при прямом выдавливании.

Процесс редуцирования может производиться одновременно с двух сторон заготовки: в матрице и пуансоне, а также без образования цилиндрического участка меньшего диаметра (заканчиваться на стадии оформления конуса). В первом случае вследствие возрастания усилия Р_р величина е'рпред уменьшается, во втором случае вследствие снижения Р_р (так как величина b в формуле (2) будет равна нулю) — увеличивается.

Пример. Изготавливалась ступенчатая деталь, показанная на чертеже. Расчетная предельная степень деформации по условию осадки Е_рпред»30%. Требуемая степень деформации ε_ρ= l-^^-j²«61 %. Расчетная предельная степень деформации по условию осадки с радиальным заусенцем Е р пред » 70 % (при /1 = 3 ММ) .

Материал заготовки у —СТ 20 кп.

Детали штамповались за один удар на пресс-автомате А 121Б.

На чертеже обозначено: 1 — заготовка;

— пуансон; 3 — матрица; 4 — выталкиватель; 5 — подпружиненный палец; 6 —деталь.

Подпружиненный палец устанавливался для лучшего оформления торца детали со стороны пуансона.

Процесс двустороннего редуцирования протекал стабильно без осадки свободной части заготовки, длина которой в момент полного заполнения конусов составляла мм.

Достоинствами предлагаемого способа являются: увеличение производительности процесса; сокращение числа прессовых позиций; уменьшение номенклатуры технологического инструмента.

Claims

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа валов, осей, пальцев, а также болтов, шпилек и т. п. Известен способ изготовлени стержневых деталей, заключающийс в том, что цилиндрическую заготовку устанавливают в деформирующий инструмент, оставл средний участок заготовки свободным, и редуцируют 1. Степень деформации заготовки при этом способе ограничена (при малой длине свободной части заготовки, не контактирующей с инструментом) только условием равенства усилий осадки и редуцировани заготовки и в пределе составл ет 25-30%. При этом заталкивание заготовки в матрицу и процесс редуцировани производитс без осадки и трение заготовки о боковые стенки матрицы отсутствует. При необходимости уменьщени диаметра стержн на большую величину примен ют многократное редуцирование за несколько операций. Это усложн ет процесс и снижает его производительность . Целью изобретени вл етс упрощение процесса и повыщение производительности. Поставленна цель достигаетс тем, что при установке заготовки в инструмент дли ну свободного участка заготовки назначают из услови равенства усили редуцировани усилию осадки с радиальным заусенцем , производ т начальное редуцирование и осадку заготовки до заполнени зазоров заготовкой и инструментом, а окончательное редуцирование производ т со степенью деформации, превышающей предельную по условию начала осадки. На чертеже показана схема изготовлени стержневых деталей: а - после установки заготовки в инструмент; б - после окончани осадки; в - в конце редуцировани . Процесс редуцировани в отличие от известного способа после начальной осадки заготовки с заполнением зазора между стенками матрицы и заготовкой происходит с трением заготовки о стенки матрицы. В отличие от обычного редуцировани ограничени максимальной длины свободной части заготовки по дополнительному условию продольной устойчивости не производ т , так как она будет заведомо менььме предельной. Несмотр на наличие свободной части заготовки при редуцировании осадки этой части не происходит, так как после заполнени зазора требуемое дл дальнейшей осадки усилие значительно (более чем в 2 раза) возрастает из-за необходимости вытеснени металла в заусенец и становитс больше усили редуцировани . Усилие осадки в этом случае должно рассчитыватьс как усилие при осадке с радиальным заусенцем . Условие стабильного протекани процесса: .з,(1) где Рр - усилие редуцировани со степенью деформации ер ерпред; 0.3.-усилие осадки с радиальным зауусенцем , Усилие редуцировани р L 1 77 Г/ о V l1-i р--N MlT ; М + 0,5.1 где do - диаметр исходной заготовки (в данном случае принимаетс равным диаметру направл ющего канала матрицы,т.е. диаметру после начальной осадкн); di - диаметр цилиндрического по ска фильера матрицы длиной Ь; °50 -f s средний предел текучести с учетом упрочнени ; 6so - начальный предел текучести без учета упрочнени ; 6s - предел текучести с учетом упрочнени от редуцировани . Усилие осадки с радиальным заусенцем Я„.З ЯО-АЗ,(3) где РО - усилие открытого осаживани между плоскопараллельными плитами (без заусенца) где (д, - коэффициент трени ; / - длина свободной части заготовки; Кз - коэффициент, учитывающий возрастание усили вследствие по влени заусепца щириной S и толщиной h: K, 2 + Q,l-j-.(5) С учетом зависимостей (4) и (5) +тт) (+.f Предельную величину уменьщени стержн при редуцировании наход т, приравнива выражени (2) и (6). При этом Рр увеличивают на 10-15%, учитыва дополнительную работу от сил трени заготовки о стенки матрицы. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Расчет Но указанному условню показывает , что предельна степень деформации Ер пред но предлагаемому способу может составл ть 50% н более, т. е. во многих случа х практически не ниже, чем при пр мом выдавливании. Процесс редуцировани может производитьс одновременно с двух сторон заготовки: в матрице и пуансоне, а также без образовани цилиндрического участка меньшего диаметра (заканчиватьс на стадии оформлени конуса). В первом случае вследствие возрастани усили Рр величина ерпред уменьщаетс , во втором случае вследствие снижени Рр (так как величина b в формуле (2) будет равна нулю) - увеличиваетс . Пример. Изготавливалась ступенчата деталь, показанна на чертеже. Расчетна предельна степень деформации по условию осадки Ер пред 30%. Требуема степень деформации 8р 1-(-). Расчетна предельна степень деформации по условию осадки с радиальным заусенцем ерпред« 70% (при /1 3 мм). Материал заготовки у -СТ 20 кн. Детали щтамповались за один удар на пресс-автомате А 121Б. Па чертеже обозначено: 1 -- заготовка; 2- пуансон; 3 - матрица; 4 - выталкиватель; 5 - подпружиненный палец; 6 - деталь . Подпружиненный палец устанавливалс дл лучшего оформлени торца детали со стороны пуансона. Процесс двустороннего редуцировани протекал стабильно без осадки свободной части заготовки, длина которой в момент полного заполнени конусов составл ла Достоинствами предлагаемого способа вл ютс : увеличение производительности процесса; сокращение числа прессовых позиций; уменьшение номенклатуры технологического инструмента. Формула изобретени Способ изготовлени стержневых деталей , заключающийс в том, что цилиндрическую заготовку устанавливают в деформирующий инструмент, оставл средний участок заготовки свободным, и редуцируют , отличающийс тем, что, с целью упрощени процесса и повышени производительности , при установке заготовки в инструмент длину свободного участка заготовки назначают из услови равенства усиЛИЯ редуцировани усилию осадки с радиальным заусенцем, производ т начальное редуцирование и осадку заготовки до заполнени зазоров между заготовкой и инструментом , а окончательное редуцирование производ т со степенью деформации, преSб

вышаюЩей предельную по условию начала1. Справочник Холодна объемна штамосадка .повка под ред. Навроцкого Г. А., М., 1973,

Источники информации,с. 397-406. прин тые во внимание при экспертизе

S1035S