СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ПАЗАМИ Российский патент 2004 года по МПК B21K7/08 E01B9/40 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно к производству деталей из профильного проката с утолщенными выступающими элементами, в частности подкладок рельсовых скреплений.

Известен способ производства подкладок костыльного скрепления для железнодорожных путей (патент RU 2150346 С1, 10.06.2000, В 21 К 7/08).

Известный способ включает фрезерование пазов в толстостенных элементах профильного проката, последующую прошивку отверстий, которую осуществляют в штампе, и окончательную обработку изделий. Схема известного технологического процесса состоит из следующих операций: полосу с ребордами раскладывают на приемный стеллаж пресса и в штампе пресса производят ее рубку на мерные длины с одновременной прошивкой отверстий под костыли на заребордных поверхностях подкладки. Затем в ребордах на фрезерных станках фрезеруют пазы, после этого заготовка подается на пресс холодной прошивки, где производится прошивка отверстий под костыли в предварительно профрезированных местах реборд.

Известный способ имеет ряд существенных недостатков. Включение в состав технологического процесса на основе кузнечно-прессовых операций дополнительной механической обработки - фрезерования, технически усложняет и удорожает технологический процесс. Требуются вспомогательные передаточные операции заготовок между прессами и фрезерными станками. Для процесса характерна низкая производительность (порядка 16 шт./час). В процессе фрезерования происходит нерациональный расход обрабатываемого металла в стружку. Изготовление и ремонт режущего инструмента (фрез) из быстрорежущих марок стали и твердых сплавов составляет самостоятельное доростоящее производство.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности и снижение трудоемкости технологического процесса изготовления изделий с пазами. При этом качество пазов не уступает уровню, получаемому при механической обработке.

Для достижения указанного технического результата пазы в толстотенных элементах заготовок профильного проката пробивают пуансонами в штампе. Процесс пробивки выполняют следующим образом: к участкам заготовки под пазы прикладывают усилие обжима из условия обеспечения возникновения в материале заготовки напряжений, величина которых составляет от одного до двух пределов текучести, а участки заготовки, сопряженные с упомянутыми участками под пазы, дополнительно обжимают с усилием, величину которого выбирают из условия исключения деформации заготовки, состояние обжима заготовки на участках с пазами и сопряженных с ними участках фиксируют путем закрытия штампа, а пробивку пазов осуществляют при фиксированном состоянии упомянутого выше обжима.

Усилие обжима участков заготовки под пазы выбирают из условия обеспечения заполнения гравюры штампа и возникновения схемы объемного сжатия металла в зоне пробивки. При этих условиях пробивка осуществляется пластическим сдвигом и характеризуется повышенным качеством поверхностей паза. Прикладываемые усилия обжима вызывают напряжения в металле, величина которых составляет от одного до двух пределов текучести. Большие усилия и напряжения вызывают повышенный износ инструмента и увеличение энергозатрат.

Дополнительный обжим производят путем наложения прижимов на участки, сопряженные с участками под пробивку. Наложение прижимов не только на участки под пробивку пазов, но и на сопряженные с ними участки, позволяет удержать эти элементы от деформации, а всю заготовку от изгибов и коробления.

Далее, по предлагаемому способу необходимо зафиксировать состояние обжима заготовки. Фиксирование состояния обжима производят путем закрытия штампа.

В фиксированном состоянии обжима заготовки производят пробивку пазов. При этом, благодаря созданию и фиксированию состояния объемного сжатия металла в зоне пробивки, подавляется возникновение процесса хрупкого разрушения и скола. Качество поверхности пазов не уступает уровню, получаемому при механической обработке. Процесс пробивки пазов при фиксированном обжиме не только участков под пробивку, но и сопряженных с ними участков, не сопровождается изгибом и короблением заготовки. Поэтому не требуется последующая правка готового изделия.

Предлагаемый способ может быть использован для получения рельсовых подкладок железнодорожных путей. Исключение из схемы технологического процесса фрезерования и использование для получения пазов предлагаемого способа позволяет повысить производительность в 10 раз (до 160 шт./час) при обеспечении требуемого качества пазов в подкладках.

Для повышения пластичности металла в процессе пробивки пазов рекомендуется осуществлять нагрев заготовки до температуры в диапазоне от 500^oС до А_с3+50^oС. При температуре ниже 500^oС эффект повышения пластичности незначителен, а выше А_с3+50^oС происходит налипание металла на инструмент и ухудшение качества пазов.

На фиг.1 приведена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - готовое изделие, подкладка рельсового скрепления.

Способ осуществляют следующим образом. Мерную заготовку 1 с предварительно полученными крепежными отверстиями нагревают до температуры не ниже 500^oС и не выше А_с3+50^oС, устанавливают в штамп для пробивки пазов. В штампе участки под пробивку пазов обжимают верхней подвижной плитой 2 с усилием Р1, обеспечивающим возникновение напряжений от одного до двух пределов текучести, а сопряженные участки поджимными плитами 3 с усилием Р2, предотвращающим деформацию заготовки; состояние общего обжима фиксируют путем закрытия штампа; при фиксированном состоянии обжима, в закрытом состоянии штампа, производят пробивку пазов усилием Р3 пуансонами 4; пуансоны после пробивки пазов возвращают в исходное положение; штамп раскрывают и готовое изделие убирают из штампа. Далее производят окончательную обработку изделий, например, пробивают отверстия в пазах.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве деталей из профильного проката с утолщенными выступающими элементами, в частности, подкладок рельсовых скреплений. В толстостенных элементах заготовок профильного проката доэвтектоидного класса пуансонами в штампе пробивают пазы. К участкам заготовки под пазы прикладывают усилие обжима из условия обеспечения возникновения в материале заготовки напряжений, величина которых составляет от одного до двух пределов текучести. Участки заготовки, сопряженные с пазами, дополнительно обжимают. Величину усилия обжима выбирают из условия исключения деформации заготовки. Состояние обжима заготовки на участках с пазами и сопряженных с ними участках фиксируют путем закрытия штампа. Пазы пробивают при фиксированном состоянии обжима. В результате обеспечивается повышение производительности и снижение трудоемкости изготовления изделий с пазами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения изделий с пазами, включающий изготовление пазов в толстостенных элементах заготовок профильного проката доэвтектоидного класса и окончательную обработку изделий, отличающийся тем, что пазы пробивают пуансонами в штампе, при этом к участкам заготовки под пазы прикладывают усилие обжима из условия обеспечения возникновения в материале заготовки напряжений, величина которых составляет от одного до двух пределов текучести, а участки заготовки, сопряженные с упомянутыми участками под пазы, дополнительно обжимают с усилием, величину которого выбирают из условия исключения деформации заготовки, состояние обжима заготовки на участках с пазами и сопряженных с ними участках фиксируют путем закрытия штампа, а пробивку пазов осуществляют при фиксированном состоянии упомянутого выше обжима.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что его используют для получения рельсовых подкладок.3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что заготовку нагревают до температуры не ниже 500°С и не выше (А_с3+50)°С.