СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ СТЕРЖНЕВОГО ТИПА С ГОЛОВКОЙ И КОНИЧЕСКОЙ ЧАСТЬЮ Российский патент 2021 года по МПК B21K1/46 

Изобретение относится обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении на холодновысадочном оборудовании стержневых изделий с выраженной конической частью типа валов, осей, пальцев.

Широко известен способ производства изделий стержневого типа с выраженной конической частью методом обработки металлов резанием. Данный способ заключается в последовательном срезании слоя металла с заготовки до образования конуса необходимых размеров на токарном станке при помощи резца. Точение конической части осуществляется за одну операцию. Процесс описан в книге «Обработка металлов резанием» стр. 23-24 фиг. 5, А.В. Панкин, издательство «МАШГИЗ», Москва 1961 г. Недостатками такого способа являются уменьшение прочностных свойств изделия из-за подрезки волокон металла, высокая себестоимость изделия из-за отходов в виде стружки и потерь исходного материала.

Существует так же способ производства изделий стержневого типа с выраженной конической частью методом горячей высадки. Способ заключается в обработке металла давлением предварительно нагретой заготовки. Процесс производства изделий стержневого типа с выраженной конической частью разбит на следующие операции: отрезка заготовки, нагрев заготовки до определенной температуры, высадка на прессе. Недостатком такого способа является предварительный разогрев металла перед высадкой. Это ведет к увеличению затрат на энергоносители и образованию окалины на поверхности изделия, а также потере времени на разогрев металла («Кузнечное производство» А.С. Коньков, издательство «Машиностроение», Москва 1966 г.).

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления шурупов, включающий операции образования на стержне головки, редуцирование стержня с получением участка под резьбу, образование заостренного конца и накатку резьбы, согласно которому перед образованием заостренного конца производят прямое выдавливание конца стержня с образованием последовательно расположенных конусного и выходящего на торец стержня цилиндрического участков, а затем производят редуцирование полученного выдавливанием конца стержня с увеличением длины конусного участка и уменьшением диаметра цилиндрического участка, при этом образование заостренного конца шурупа производят при накатке резьбы на цилиндрический и конический участки конца стержня (SU 1016034 A, B21K 1/56, опубл. 07.05.1983).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение на стержневых изделиях конической части методом холодного выдавливания.

Технический результат достигается тем, что в способе производства изделий стержневого типа с головкой и конической частью, включающем отрезку заготовки, выдавливание конической части, редуцирование стержня и высадку головки, согласно изобретению, осуществляют предварительное и окончательной выдавливание конической части изделия, при этом предварительное выдавливание производят после отрезки заготовки с относительной деформацией 0,31-0,72 при выполнении соотношения 1,2≤D_st2/d₂≤1,9, где D_st2 – диаметр стержня на стадии предварительного выдавливания конической части, d₂ – диаметр конической части на стадии предварительного выдавливания, а после редуцирования стержня осуществляют окончательное выдавливание конической части с суммарной относительной деформацией заготовки 0,75-0,9.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При уменьшении относительной деформации на операции предварительного выдавливания конуса, происходит рост относительной деформации на операции окончательного выдавливания конуса. Отклонение от предложенного распределения относительных деформаций по операциям приводит к повышенным нагрузкам на инструмент операции с увеличенной относительной деформацией, что приводит к его преждевременному выходу из строя.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен способ изготовления стержневых изделий с головкой и конической частью по технологическим переходам. На первом переходе «Отрезка заготовки» отрезают мерную заготовку, объем которой равен объему будущего изделия. На второй операции «Предварительное выдавливание конуса» происходит частичное формирование конического участка диаметром ∅d₂, высотой h_c2, с целью разгрузить операцию 4 по окончательному формированию конической части. Предварительное выдавливание конуса проводят с относительной деформацией 0,31-0,72 при выполнении соотношения: 1,2≤D_st2/d₂≤1,9, где D_st2 - диаметр стержня на стадии предварительного выдавливания конуса; d₂ - диаметр конической части на стадии предварительного выдавливания конуса.

На третьей операции «Редуцирование стержня» получаем стержень, диаметром ∅D_st3, близкий к требуемому диаметру, а также разграничиваем стержень изделия и его голову. На четвертой операции «Окончательное выдавливание конуса» происходит окончательное формирование конической части. Окончательное выдавливание конуса проводят с суммарной относительной деформацией заготовки в конус 0,75-0,9, от ∅D₁ к ∅d₄.

Пример реализации способа. Данный способ производства изделий стержневого типа с выраженной конической частью успешно используется в «Крепежном цехе» ООО «ОСПАЗ» при производстве Валика 9937.05.00.005 для ж/д вагонов, где валик имел следующие номинальные параметры: диаметр конуса ∅d₄=10 мм, диаметр головки ∅D_gol=35 мм, диаметр стержня ∅D_st=25 мм; диаметр исходного прутка ∅D₁=26,42 мм. Предварительное выдавливание конуса проводили с относительной деформацией ≈0,4 при этом D_st2/d₂=1,65, а окончательное выдавливание конуса проводили с суммарной относительной деформацией заготовки в конус ≈0,86.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении на холодновысадочном оборудовании стержневых изделий с конической частью типа валов, осей, пальцев. После отрезки заготовки осуществляют предварительное и окончательное выдавливание конической части изделия. Предварительное выдавливание ведут с относительной деформацией 0,31-0,72 при выполнении соотношения 1,2≤D_st2/d₂≤1,9, где D_st2 – диаметр стержня на стадии предварительного выдавливания конической части, d₂ – диаметр конической части на стадии предварительного выдавливания. После редуцирования стержня осуществляют окончательное выдавливание конической части с суммарной относительной деформацией 0,75-0,9. В результате обеспечивается получение на стержневых изделиях конической части методом холодного выдавливания. 1 ил.

Способ производства изделий стержневого типа с головкой и конической частью, включающий отрезку заготовки, выдавливание конической части, редуцирование стержня и высадку головки, отличающийся тем, что осуществляют предварительное и окончательное выдавливание конической части изделия, при этом предварительное выдавливание производят после отрезки заготовки с относительной деформацией 0,31-0,72 при выполнении соотношения 1,2≤D_st2/d₂≤1,9, где D_st2 – диаметр стержня на стадии предварительного выдавливания конической части, d₂ – диаметр конической части на стадии предварительного выдавливания, а после редуцирования стержня осуществляют окончательное выдавливание конической части с суммарной относительной деформацией заготовки 0,75-0,9.