Способ объемной калибровки изделий по профильной боковой поверхности и матрица для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК B21J5/12 B21K1/30 

Изобретение относится оработке металлов давлением и мож : использоваться при изготовлении изделии : профильной, например, зубчатой боксной поверхностью.

Цель изобретения - расширение номенклатуры обрабатываемых изделий за счет обеспечения дополнительной упругой деформации матрицы и снижение энергетических затрат.

На фиг. 1 показан процесс вдавливания заготовки через заходный в ка. шбрую- щий участок, сопровождающийся пругой раздачей последнего: на фиг. 2 - процесс радиального обжатия матрицы совместно с заготовкой; на фиг. 3 - вариант исполнения формы матрицы.

Способ осуществляют следующим образом.

Заготовку 1 с профильной боковой поверхностью (изготовленную с припуском под калибровку) вдавливают усилием Q в матрицу 2, упирающуюся в плиту 3, при свободной от внешних нагрузок наружной боковой поверхности матрицы. Вдавливание производят через заходный в калибрующий участок и тем самым упруго раздают его (см. фиг. 1), т. е. радиальный размер г матрицы на высоте h увеличивается на величину и. Затем осуществляют радиальное обжатие калибрующего участка матрицы 2 совместно с заготовкой 1 путем протягивания че)(. з конический контейнер 4, упирающийся в и. щту 5. Со стороны KOII- тейнера на матрицу действуют усилия Q-, возникающие только п зоне, соотвеютвую- щей калибрующем . частку, при перемещении матрицы через контейнер под действием усилия Q (см. фиг. 2). При этом раСП

о со

со

О)

ю

10

20

иальный размер матрицы r+u на калибрующем участке уменьшается на величину Ui, а счет чего и происходит пластическая еформация заготовки, т. е. объемная каибровка по профильной боковой поверх- 5 ости.

Пример. Производили объемную калибровку шестерни АКП1-513 (модуль - 2,5 мм; число зубьев - 32; наружный диаметр - 6,5 мм), изготавливаемой из стали ЗОХНЗ по 7 классу точности на Псковском заводе зубчатых колес чистовым зубофрезерованием горячештампованных поковок. Матрицу, показанную на фиг. 1, изготавливали из стали Х12Ф, участок боковой конической поверхности высотой 40 мм выполнен был с 15 углом конусности 5°, наименьший его метр был равен 110 мм, а участок боковой поверхности, поперечное сечение которой расположено в заходной части, имеюшей высоту 30 мм, был выполнен овальным с наименьшим диаметром на торцовой поверхности заходной части равным 108 мм. Партия (1000 IUT.) горячештампованных поковок после снятия окалины дробеструйной о|)работкой имела припуски на размеры, оходящие до 0,5 мм. По способу-прото- 25 типу возможна калибровка поковок с припусками, не превышающими 0,2 мм, в то время как предлагаемым способом была от- к алибрована вся партия поковок (при этом величины радиальных перемещений ц и Ц (фиг. 1 и 2) соответственно не превышали 0,3 30 и 0,6 мм), что позволило расширить технологические возможности способа. Размеры полученных шестерен соответствовали 7 классу точности. Усилия деформирования были тс.

Матрица для осуществления способа 35 (см. фиг. I и 3) содержит заходный участок 6 и калибрующий участок 7. Наружная поверхность матрицы в зоне, соответствующей калибрую1дему участку, выполнена конической. Чтобы радиальное обжатие мат- дл рицы (при ее перемещении совместно с заготовкой через конический контейнер) происходило только на калибрующем участке, ее наружная боковая поверхность в зоне 8, соответствующей заходному участку, выполнена сужающейся к торцу и плавно 45 сопряжена с коническим участком. На фиг. 1 и 3 указаны расстояния а и в (в поперечных сечениях) сужающейся поверхности в зоне заходного участка матрицы от продолжения образующей конической поверхности в зоне калибрующего участка. R - радиус 50 закругления выпуклого участка сопряжения двух зон боковой поверхности матрицы.

Благодаря упругой раздаче матрицы вдавливанием заготовки в калибрующий участок при свободной от внещних нагрузок боковой поверхности матрицы за счет деформа- ций растяжения обеспечивается возможность

0

0

5 5 0

5 л 5 0

сжатия матрицы при дальнейшем радиальном ее обжатии на величину, равную деформации растяжения, что позволяет использовать заготовки с более широким полем допусков на размеры, а следовательно, расширить номенклатуру изделий. Кроме того, свободная от внешних нагрузок боковая поверхность матрицы обеспечивает при вдав- ливани заготовки в калибрующий участок практически отсутствие износа ее рабочей поверхности. Плавное сопряжение двух зон наружной поверхности матрицы необходимо для исключения задиров на поверхности контейнера.

Благодаря приложению при пластической деформации заготовки обжимающих усилий к боковой поверхности матрицы в зоне калибрующего участка обеспечивается снижение деформирующих усилий за счет уменьшения зоны обжатия. Поскольку высота заходного участка матрицы при осуществлении предлагаемого способа составляет, например, 40% общей высоты матрицы, а степень деформации мала (как правило, не превышает 1-2%), то указанное уменьшение зоны обжатия будет приводить к заметному снижению усилий деформирования (как показали эксперименты примерно до 10-30% от общего усилий деформирования, причем снижение усилия деформирования будет зависеть от величины степени деформации).

Формула изобретения

1.Способ объемной калибровки изделий по профильной боковой поверхности путем радиального обжатия матрицы совместно с заготовкой, предварительно размещаемой в калибрующем участке матрицы, отличающийся тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых изделий и снижения энергетических затрат, предварительно при свободной от внешних нагрузок наружной боковой поверхности матрицы ее калибрующий участок упруго раздают путем вдавливания в него заготовки, а при радиальном обжатии матрицы внешнюю нагрузку к ее наружной боковой поверхности прикладывают только в зоне, соответствующей калибрующему участку.

2.Матрица для объемной калибровки изделий по профильной боковой поверхности, содержащая корпус с рабочей полостью, образованной заходным и калибрующим участками и конической наружной боковой поверхностью в зоне, соответствующей калибрующему участку, отличающаяся тем, что ее наружная боковая поверхность в зоне, соответствующей заходному участку, выполнена сужающейся торцу и плавно сопряжена с упомянутой конической поверхностью.

8

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при изготовлении изделий с профильной боковой поверхностью, например, периодическим профилем. Цель изобретения - расширение номенклатуры обрабатываемых изделий и снижение энергетических затрат. Объемную калибровку заготовок проводят путем радиального обжатия матрицы. При радиальном обжатии матрицы внешнюю нагрузку к ее наружной боковой поверхности прикладывают только в зоне, соответствующей калибрующему участку. Матрица выполнена с заходным и калибрующим участками рабочей полости и конической боковой наружной поверхностью. Наружная боковая поверхность матрицы в зоне, соответствующей заходному участку, выполнена сужающейся к торцу и плавно сопряжена с указанной конической поверхностью. Матрицу предварительно упруго раздают при свободной от внешних нагрузок боковой поверхности вдавливанием заготовки в ее калибрующий участок. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.г

64

7-

Фие.З