Способ изготовления полых изделий Советский патент 1985 года по МПК B21D22/20 B21D37/16 

Изобретение относится к обработк металлов давлением и может быть использовано в общем и специальном ма шиностроении при изготовлении тонко стенных изделий из средне- и толсто листовых, преимущественно труднодеформируемых материалов: нержавеющих и легированных сталей (12Х18Н10Т, ЗОХГСА) и сплавов (тита новых, магниевых и т.п.), например при изготовлении гибких элементов волновых передач. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления полых изделий из листово заготовки путемпроталкивания ее цилиндрическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы с двухконусным захрдным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два пере хода конического полуфабриката и по следующей окончательной вытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия lj. Недостатком известного способа является ограниченная степень формо изменения из-за наклепа материала и его охрупчивания после t-ro перехода. Цель изобретения - повышение качества и увеличение производительности при изготовлении изделий из труднодеформируемых, самоупрочняющихся и малопластичных материалов. .Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу изготовле ,ния полых изделий из листовой заготовки путем проталкивания ее цилинд рическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы с двухконусным заходны участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода кони ческого полуфабриката и последующей окончательной вытяжки с принудитель ным утонением цилиндрического изделия, последнюю осуществляют с локал ным нагревом боковой стенки коничес кого полуфабриката по кольцевым уча кам в направлении его открытого тор ца до температуры нижней границы состояния сверхпластичности и с охлаждением его придонной зоны. На фиг. 1 показан штамп для реализации способа; на фиг. 2 - раз1 ; на фиг. 3 - вид рез А-А на фиг. на фиг. 1. Штамп содержит протяжную матрицу I,выполненную из теплостойкой керамики и имеющую в рабочей полости параметры формуемого изделия. Матрица 1 установлена в обойме 2, жестко связанной винтами 3 и 4 с другой обоймой 5 и плитой 6. Плита 6 посредством колонок 7 связана с верхней частью штампа (не показана), закрепляемой в ползуне пресса. Обойма 5 жестко скреплена винтами 8 с прижимным кольцом 9, в котором выполнена кольцевая проточка 10 для фиксации исходной плоской заготовки. В обойме 5 по горячей посадке закреплена дополнительная (заходная) матрица II,в кольцевой проточке которой размещен индуктор ТВЧ 12, нагревательный элемент которого защищен изоляцией 13 от матрицы 1 и экраном 14 и изоляцией 15 от матрицы 11. Матрицы 11 имеет заходную полость в виде двух конических участков - заходного 16 и рабочего 17. Высота и угол конусности этих участков рассчитаны из условия равенства площади боковой поверхности каждого из участков площади боковой поверхности формуемого полого изделия диаметром и высотой 80 мм. Вытяжной пуансон выполнен из двух частей собственно полого пуансона 18 и остова 19, закрепленного винтами 20 в нижней плите 21. Остов 19 также выполнен полым и имеет два выходных отверстия, в которых установлены штуцера 22 и 23 соответственно для подвода и отвода воды с уплотняюш тми прокладками 24. Внутренняя полость остова 19 закрыта снизу пробкойзаглушкой 25 с уплотняющей прокладкой 26. В верхней части остов 19 имеет направляющий выступ 27, на резьбовой части которого завинчен пуансон 18. Внутри выступа 27 на резьбе установлена втулка 28, к которой приварена трубка 29 для подвода воды в зону интенсивного охлаждения. Во втулке 28 имеются два дополнительных отверстия 30 для слива воды. Снизу трубка 29 соединена посредством гибкого шланга 31-со штуцером для подвода воды. Верхняя часть трубки 29 свободно проходит внутрь пуансона 18 через эластичную пробку-заглушку 32, закрьюающую внутреннюю полость. В торце пуансона 18 с помощью легкоплавкого металла 33 укреплена 3 воздухоотводная трубочка 34, введен ;Ная внутрь пробки-заглушки 32 до упора в наружную кольцевую проточку совмещаемую с одним или двумя отверстиями 35 ддя выхода воздуха в стенке пуансона 18. Герметизация внутренних полостей для подвода и отвода воды в пуансоне 18 и остове 19 обеспечивается с помощью уплотня щих прокладок 36-39. По пуансону 18 и остову 19 направляется выталкиватель 40, вЬгполненньй с прорезями 41 под штуцера. Выталкиватель 40 опирается на толкатели 42, соединен ные с выталкивателем пресса или буфером. При работе штампа нижняя его плита 21 вместе с пуансоном 18, жестко укрепленным на остове 19, неподвижно закреплена на столе прес са, а верхняя плита 6 с закрепленными на ней блоком матриц 1 и 11 вместе с индуктором 12 и прижимным кольцом 9 совершает поступательное движение относительно пуансона 18. В процессе работы штампа по штуцеру внутрь Ьуансона 18 регулярно подается охлаждающая проточная вода сливаемая по мере нагрева через центрально,е отверстие в пробке-заглушке 32, отверстия 30 во втулке 2 и сквозное отверстие в направляющем выступе 27 остова 19 внутрь полости остова., Ъткуда удаляется через штуцер 23. Способ осуществляют следующим образом.. Исходную плоскую заготовку укладываю-Г в фиксирующую проточку 10 прижима 9, выполненную с открытым выходом, равным наружному размеру плос-кой заготовки, при верхнем расп ложении блока матриц 1 и 11 до вклю чения пресса. После включения пресса при движе нии блока матриц вниз до момента втягивания в протяжную матрицу 1 донной части заготовки вытяжку осуществляют нахолодно при выключенном индукторе 12 с образованием из плоской заготовки промежуточного конического полуфабриката. В указан ный момент I (фиг. 1) индуктор, i связанный электрической системой с ходом пресса, включается, и дальней шая вытяжка ведется с нагревом деформируемой части заготовки в про Цессе протягивания ее через индук2 .4 тор перед утонением стенки в вытяжном зазоре Так как штамп предназначен для вьпяжки заготовки гибкого колеса, имеющего в краевом участке утолщение в виде наружного зубчатого венца, кромку заготовки не протягивают через матрицу 1, что позволяет получить тонкостенную полую заготовку с локальным утолщением. После этого ползун пресса совершает обратньй ход и блок матриц уходит вверх. При этом выталкиватель 40 получает от выталкивателя пресса движение вверх и снимает деталь с пуансона. Основным преимуществом предлагаемого способа является повышение качества изделия и допускаемой степени деформации за счет того, что при нагреве снимаются остаточные растягивающие напряжения, появляющиеся при вытяжке нахолодно, повьпаается пластичность материала, так как нагрев перед протяжкой играет роль промежуточного отжига и исключает отдельные операции термообработки, а деформирование при температуре рекристаллизации обеспечивает необходимую мелкозернистую структуру и последующие высокие эксплуатационные характеристики изделия, в частности необходимую для гибких колес высокую усталостную прочность. Процесс вытяжки с нагревом выполняют за один ход пресса в одном штампе, что ведет к снижению трудоемкости за счет исключения операций механической и термической обработки. Вытяжка в условиях субкритической сверхпластичности требует минимальных деформирующих усилий и может быть осуществлена с минимумом энергозатрат на менее мощном оборудовании. Кроме того, снижается расход металла, так как нет удаления металла в стружку и объем металла в заготовке максимально приближен к объему готовой детали. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа обеспечивается за счет повышения коэффициента использования металла от 0,25 до 0,5, сокращения трудоемкости изготовления за счет исключения токарной операции, составляющей 20% от общей трудоемкости и снижения примерно на 20% себестоимости обработки. JJ

Фи2.1 J4

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ из листовой заготовки путем проталкивания ее цилиндрическим пуансоном в рабочее отверстие матрицы С, с двухконусным закодным участком за один рабочий ход, получения вытяжкой за два перехода конического полуфабриката и последующей окончательной йытяжки с принудительным утонением цилиндрического изделия, отличающийся тем, что, с.целью повышения качества и увеличения производительности при изготовлении изделий из труднодеформируемых, само- упрочняющихся И малопластичных матеVриалов, вытяжку с утонением-осуществляют с локальным нагревом боковой стенки конического полуфабриката по кольцевым участкам в направлении его открытого торца до температуры нижней границы состояния сверхпластич(/} ности и с охлаждением его придонной зоны.

41сриг:3