Устройство для упрочнения заготовок пластическим деформированием Советский патент 1983 года по МПК B21J5/00 C21D7/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к получению заготовок высокого качества, идущих на изготовление ответственных изделий.

Известно устройство для упрочнения металлов пластическим деформированием, содержащее корпус с выполненными в нем двумя сообщающимися каналами одинакового сечения, расположенными под углом один к другому, и узел нагружения для проталкивания заготовки из одного канала в другой 1.

Недостатками данного устройства являются сравнительно низкие физико-механические свойства, например, прочностные и пластические характеристики обрабатываемого материала.

Известно устройство для упрочнения заготовок пластическим деформированием, содержащее корпус с выполненным в нем входным и выходным каналами одинакового сечения, сопряженными между собой проходным участком , приводной цилиндрический валок, размещенный в корпусе по одну сторону переходного участка и образующей одну из его поверхностей, а также узел нагружения для проталкивания заготовки из входного канала в выходной 2.

Недостатком устройства является низкое качество получаемых изделий из-за неоднородности пластической деформации.

Целью изобретения является повыщение качества получаемых изделий путем обеспечения однородности свойств по всему объему заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для упрочнения заготовок пластическим деформированием, содержащее корпус с выполненными в нем входным и выходным каналами одинакового сечения, сопряженными между собой переходным участком, приводной цилиндрический валок, размещенный в корпусе по одну сторону переходного участка и образующий одну из его поверхностей, а также узел нагружения для проталкивания заготовок через каналы, снабжено дополнительным приводным цилиндрическим валком, смонтированным в корпусе по другую сторону переходного участка относительно упомянутого валка и образующим другую поверхность этого участка, при этом оси входного и выходного каналов параллельны между собой и расположены в разных плоскостях, а валки размещены в одной плоскости.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - эпюры распределения напряжений.

В корпусе 1 устройства выполнены каналы 2 и 3 равного сечения, оси которых параллельны одна другой и расположены в разных плоскостях. Обрабатываемая заготовка в начальный момент находится в канале 2. Над заготовкой расположен узел нагружения, например, пуансон. Каналы 2 и 3 сопряжены двумя поверхностями aBcd и dcfe. Наружные части этих поверхностей ad и cf образованы стенками корпуса 1,. а внутренние вс и de ручьями приводных цилиндрических валков 4 и 5, расположенных в одной плоскости.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку помещают в канал 2 и проталкивают, действуя на нее узлом нагружения 6. Одновременно приводят во вращение приводной цилиндрический валок 4 и дополнительный приводной цилиндрический валок 5. Причем один из этих валков вращается по часовой стрелке, а другой - против часовой стрелки. Под действием узла нагружения заготовка перемещается последовательно в канале 2 по поверхности вращения aBcd с внутренним участком, образованным ручьем приводного цилиндрического валка 4, по дополнительной поверхности вращения dcfe с внутренним участком, образованным ручьем дополнительного

приводного цилиндрического валка 5, а также в канале 3. При выходе из канала 3 получают заготовку с заданной степенью упрочнения.

Для получения схемы нагружения, близкой к сдвигу, скорость вращения валков задают большей, чем скорость перемещения полосы. При этом силы трения Тб и fae., действующие на поверхности контакта заготовки и приводных валков 4 и 5, направлены по ходу движения заготовки, а силы трения Т(уу. г., действующие на поверхности контакта заготовки и участков ad и cf поверхностей, вращения aBcd и dcfe , направлены против хода движения заготовки. Однако следствием наличия кривизны поверхностей вращения aBcd и dcfe является наличие в заготовке на первом этапе упрочнения (в момент прохождения соответствующей зоны заготовки по поверхности вращения (aBcd) напряжений f,.. распределенных по объему неравномерно (фиг. 2а): в области, прилежащей к внутреннему участку поверхности вращения, образованному ручьем приводного цилиндрического валка 4 действуют сжимающие напряженияfet.., а в области, прилежащей к участку ad поверхности вращения aacd, действуют растягивающие напряжения Та4В данном случае различие в уровне напряжений и в уровне механических свойств на первом этапе упрочнения компенсируют приложением напряжений второго этапа упрочненияtde «fef., противоположных по знаку во всех зонах заготовки указанным (фиг. 26). Таким образом, при выходе заготовки из канала 3 неравномерность распределения напряжений по ее объему отсутствует, что обусловливает получение изделия с однородными физико-механическими свойствами по всему объему.

По сравнению с известным устройством предлагаемое техническое решение позволяет значительно повысить качество получаемых изделий путем снижения неоднородности пластической деформации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ЗАГОТОВОК ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ, содержащее корпус с выполненными в нем входным и выход-. ным каналами одинакового сечения, сопряженными между собой переходным участком, приводной цилиндрический валок, размещенный в корпусе по одну сторону переходного участка и образующий .одну из его поверхностей, а также узел нагружения для проталкивания заготовок через каналы, отличающееся тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий, оно снабжено дополнительным приводным цилиндрическим валком, смонтированным в корпусе по другую сторону переходного участка относительно упомянутого валка и образующим другую поверхность этого участка, при этом оси входного и выходного каналов параллельны между собой и расположены в разных плоскостях, а валки размещены в одной плоскости.

-7

lad S

§ Ue

Фиг.г