Способ деформирующего протягивания Советский патент 1990 года по МПК B24B39/02 B23D43/02 

Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке отверстий методом пластической деформирования на машиностроительных предприятиях.

Цель изобретения - повышение точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии течения материала во внеконтактной (зоне.

На чертеже показана схема реализации способа.

Способ реализуется с использованием протяжки 1, состоящей из стержня 2, на одном конце которого выполнен хвостовик 3. На стержне 2 размещены жестко связанные между собой деформирующие элементы 4 и 5. У последнего деформирующего элемента 5 между конической частью 6 и цилиндрической частью 7, длина которой больше длины

внекоктактной зоны и меньше длины детали , выполнен дополнительный криволи- участок 8, образующая которого описывается уравнением

г rK+lЈdz

tgof

где

У

г.

з

212 z +81з2

(1)

d

текущее значение радиуса образующей наружной поверхности дополнительного участка; угол наклона образующей конической части; осевая координата дополнительного участка; радиус большего основания конического участка; дччня дополнительного участка,

Цнчча дополнительного участка 8 лвнсиг от размеров обрабатываемой детали и определяется по зависимости

0,6

I

О,Ј4

I,09611t0

(2)

где

t г - - о L о

толщина стенки и радиус Q отверстия заготовки, Радиус цилиндрической части 7 превышает больший радиус конической части и равен разности между максимальным радиусом дополнительного участка 8 и упругим восстановлением А. Максимальный радиус участка 8 определяется из выражения (1) при

r.

Упругое восстановление д после раздачи заготовки мохно определить по зависимости

6,- ,r „,.o,f«

гкб,- rD о .,„ , э

KVs L°

(4)

где Е - модуль упругости 1 рода обра-батываемого материала; &1 интенсивность напряжений, определяемая по кривой течения, соответствующих относительной суммарной деформации 1; втулки по среднему диаметрз , значение которой определяется по зависимости 2r+t

I;

2r0+t0

где r,t - радиус отверстия и толщина стенки обрабатываемой детали.

Таким образом, радиус цилиндрической части 7 определяется из выражения

,Г0 ,0, US

.+S/Stgall,- -() °

При приложении нагрузки к хвостови™ ку 3 протяжка перемещается через обрабатываемое, отверстие заготовки 9, и деформирующие элементы 4 и 5 деформируют заготовку 9. При деформировании элементом 5 в месте перехода рабочего конуса 6 в дополнительный участок 8 образуется внеконтактная

JQ зона, пластический участок которой точно соответствует форме и размерам дополнительного участка 8. Поэтому геометрия течения материала в этой зоне будет жестко определена формой

инструмента, что позволяет снизить такие виды погрешностей как корсетность, бочкообр азность, овальность. i

При достижении максимума внеконтактной зоны, соответствующего макси-

20 мальному радиусу дополнительного участка, пластическая деформация материала прекращается и начинается зона упругого восстановления. Так как радиус цилиндрической части 7 превыша-

25 ет радиус большего основания конической части 6 и равен разности максимального радиуса детали во внеконтакт- ной зоне и упругого восстановления детали, а длина цилиндрической части

30 больше длины внеконтактной зоны, то материал детали в момент упругого восстановления во всех случаях (разбивка или усадка отверстия) контактирует с поверхностью цилиндрического

35 участка 7. При взаимодействии длинной цилиндрической части 7 с обрабатываемой поверхностью заготовки 9 создается момент, препятствующий искривлению . детали, т.е. деталь правится в процес40 се раздачи. Это обеспечивает повышение точности детали за счет снижения такого вида погрешности как кривизна оси.

Для сравнения предлагаемого спосо45 ба с прототипом проводят следующие опыты. Обрабатывают заготовки волно- водных труб из латуни Л63 размерами BxtxL 48x3x1100. Протягивание согласно прототипу осуществляется протяжсп кой, на стержне которой размещены два деформирующие элемента с рабочим конусом и с диаметром цилиндрических частей 43,5 и 45 мм. Длина цилиндрической части последнего деформирующего элемента больше длины внеконтактной зоны и меньше длины детали и равна 50 мм.

(5) Протягивание согласно предлагаемо-- го способа осуществляется также про-

55

тяжкой с двумя деформирующими элементами. Диаметр цилиндрической части первого элемента 43,5 мм. Диаметр большего основания рабочего конуса второго элемента 45 мм. Второй деформирующий элемент снабжают дополнительным криволинейным участком, который располагают между конической и цилиндрической частями этого элемен- ю та. Образующая этого участка описывается уравнением (1), а его длина определяется по зависимости (2) и равна 4,5 мм. Максимальный радиус дополниследний из которых состоит из рабоче го конуса и цилиндрической части, имеющей длину больше длины внекон- тактной зоны деформации и меньше дли ны заготовки, отличающийс тем, что, с целью повышения точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии течения металла во внеконтактной зоне, обработку детали осуществляют протяж кой, у которой между рабочим конусом и цилиндрической частью последнего деформирующего элемента выполнен дообразующая которого описывается урав нением

г r +tPc(z- za+-S- г., rK+t:gc z 712z +я,3

21V

813

74

Z t

где

rs

тельного участка определяют по зависи-15 полЯятельный криволинейный участок, мости (3) и-он равен 22,69 мм. Упругое восстановление на радиус отверстия определяют по зависимости (4). В данном случае оно равно ,08 мм. Радиус цилиндрической части послед- 20 него элемента определяют по зависимости (5) и он равен 22,61 мм. Каждым из способов протягивают по 73 заготовок. После деформирования заготовок измеряются изменение диаметра .-.25 по длине детали 6, кривизна оси детали at, овальность у . Данные экспериментов сведены в таблицу.

Результаты свидетельствуют о том, что использование предлагаемого спо- 30 соба позволяет значительно снизить такие виды погрешности как изменение диаметра по длине детали, овальность, кривизну оси детали.

Применение предлагаемого способа позволяет улучшить в 2-3 раза точность длинных тонкостенных деталей, обработанных деформирующим протягиванием.

текущее значение радиуса об разующей наружной поверхнос ти дополнительного участка; радиус большего основания « конического участка; - угол наклона образующей кони ческого участка; осевая координата дополнительного участка; длина дополнительного участка,

а длина дополнительного участка определяется зависимостью

г„ Z

1 -

л

35

I,0,611t0 где t и г„ О, 0,4t

г о

t0 и г0 - толщина стенки и радиу

отверстия заготовки; при этом радиус цилиндрической части последнего деформирующего элемента превышает радиус большего основания конической части и меньше максимального радиуса дополнительного участка на величину упругого восстановления отверстия заготовки после протяги

Формула изобретения

Способ деформирующего протягивания, при котором осуществляют обработку детали протяжкой с жестко связан-

следний из которых состоит из рабочее го конуса и цилиндрической части, имеющей длину больше длины внекон- тактной зоны деформации и меньше длины заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии течения металла во внеконтактной зоне, обработку детали осуществляют протяжкой, у которой между рабочим конусом и цилиндрической частью последнего деформирующего элемента выполнен дообразующая которого описывается уравнением

полЯятельный криволинейный участок,

г r +tPc(z- za+-S- г., rK+t:gc z 712z +я,3

21V

813

74

Z t

Яятельный криволинейный у

де

rs

олЯятельный криволинейный участок,

текущее значение радиуса образующей наружной поверхности дополнительного участка; радиус большего основания « конического участка; - угол наклона образующей конического участка; осевая координата дополнительного участка; длина дополнительного участка,

а длина дополнительного участка опеделяется зависимостью

г„ Z

1 -

л

I,0,611t0 где t и г„ О, 0,4t

г о

t0 и г0 - толщина стенки и радиус

отверстия заготовки; при этом радиус цилиндрической части последнего деформирующего элемента превышает радиус большего основания конической части и меньше максимального радиуса дополнительного участка на величину упругого восстановления отверстия заготовки после протяги

f4

o

f-э

Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке отверстий пластического деформирования. Цель изобретения - повышение точности обработки длинных тонкостенных деталей за счет фиксации геометрии сечения материала во внеконтактной зоне. Для обработки отверстия детали используют протяжку, между конической и цилиндрической частями последнего деформирующего элемента которой выполнен дополнительный криволинейный участок, образующая которого описывается уравнением R_у=R_к+TGΑ^.Z - TGΑ/2L₁^.Z³+TGΑ/8L^3.Z⁴, где R _у - текущее значение радиуса образующей наружной поверхности дополнительного участка

R_к - радиус большего основания конического участка

α - угол наклона образующей конической части

Z - осевая координата дополнительного участка

L₁ - длина дополнительного участка, а длина дополнительного участка определяется зависимостью @ L₁=0,611 T°^,54.R°^,46, где T₀, R₀ - толщина стенки и радиус отверстия заготовки. При этом радиус цилиндрической части последнего деформирующего элемента превышает радиус большего основания конической части и меньше максимального радиуса дополнительного участка на величину упругого восстановления заготовки. В результате этого при взаимодействии рабочих частей инструмента с обрабатываемой поверхностью создается момент, препятствующий искривлению детали, т.е. деталь правится в процессе обработки. 1 ил.