Способ изготовления изделий Советский патент 1991 года по МПК B21J5/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам горячей объемной штамповки, и может быть использовано для изготовления крупных поковок типа коушей буксирных тросов, имеющих ухо и полую головку,

Целью изобретения является повышение коэффициента использования материала заготовки за счет исключения потерь металла при образовании в головке конического отверстия, а также повышение качества изделий.

На фиг. 1 показана отштампованная поковка коуша с обрезанным облоем, отогнутым ухом и прошитым цилиндрическим отверстием в головке; на фиг. 2 - та же поковка с коническим отверстием в головке, полученным из цилиндрического отверстия; на фиг. 3 - поковка со спрямленным ухом; на фиг. 4 - поковка с поперечными канавками на поверхности конического отверстия головки; на фиг, 5 - схема инструмента для получения конического отверстия в головке; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 5, на фиг 7 - разрез Б-Б на фиг. 5.

На фигурах обозначены: А- смещение уха поковки относительно продольной оси детали; DI и D2 - соответственно больший диаметр наружной конической поверхности головки поковки после прошивки в ней цилиндрического отверстия и окончательной поковки; а и а. соответственно углы конусности наружной поверхности головки предварительной и окончательной поковок; LI и - соответственно длины предварительной и окончательной поковок d - диаметр цилиндрического отверстия в головке поковки; с1к и dcp - наибольший и средний диаметры конического отверстия в головке; ft- угол конусности отверстия. I длина гоXS

ловки окончательной поковки; У - ухо головки; Г- головка окончательной поковки; В - накатка на поверхности конического отверстия в головке изделия.

Исходную цилиндрическую заготовку , отрезанную на пресс-ножницах, нагревают до ковочной температуры и передают на штамповочный молот. На первом переходе штамповки производится осадка исходной заготовки для удаления окалины, затем производится расплющивание части заготовки для формообразования уха изделия, после чего осуществляется штамповка в окончательном ручье. Отштампованную поковку передают на обрезной пресс, на котором выполняется обрезка облоя по контуру и в ухе поковки. Далее получают поковку с отогнутым ухом, которую передают на установ- ленную в линию с молотом горизонтально-ковочную машину (ГКМ), на которой с того же ковочного нагрева осуществляют прошивку в головке поковки цилиндрического отверстия диаметром, равным 0,80-0,85 среднего диаметра окончательного конического отверстия.

На следующем переходе штамповки цилиндрическое отверстие в головке перефор- мовывают .в коническое, большее основание которого расположено со стороны уха. Процесс переформовки цилиндри- ческого отверстия в коническое осуществляется следующим образом. Прошитая предварительная поковка 1 (фиг. 5) центрируется в ручье неподвижной матрицы 2 ГКМ в строго фиксированном положении с помощью упор-клещей 3, имеющих полость, соответствующую профилю изделия. Фиксация предварительной поковки в клещах производится по недеформкруе- мым в процессе раздачи элементам уха на головке детали (фиг. 5), по остальным наружным поверхностям предусматривается на- личие зазоров, что обеспечивает их свободное перемещение в процессе деформирования. После зажима поковки и клещей подвижной матрицей 4 конический пуансон 5 деформирует полую головку изделия. Установлено, что в процессе раздачи пустотелой заготовки коническим инструментом металл течет в радиальном и осевом направлениях. Перед пуансоном движется пластическая волна металла, поэтому для получения качественных деталей 6 цилиндрическое отверстие прошивают диаметром, большим по сравнению с наименьшим диаметром конического отверстия, а его получение обеспечивается за счет осевого течения металла. В конечной стадии штамповки радиальное и осевое деформирова0

ние поковки ограничено внутренней поверхностью упор-клещей 3.

Прошивка в головке поковки цилиндрического отверстия, диаметр которого меньше 0,8 среднего диаметра окончательного конического отверстия, вызывает резкое увеличение усилия переформовки отверстия и значительное увеличение наружного диаметра основания головки D2 (фиг. 2), превышающего раз меры окончательной поковки, что является признаком брака.

Изготовление поковок с диаметром прошитого цилиндрического отверстия более 0,85 среднего диаметра конического от- верстия в головке обусловливает

5 сохранение после переформовки, наряду с конической частью, цилиндрического участка в отверстии со стороны торца головки изделия. В результате после сборки не обеспечивается заданная прочность соединения коуша со стальным канатом.

Спрямление угла поковки осуществляют ходом подвижной матрицы ГКМ, получая окончательную поковку. После окончательной термической обработки и очистки поковок от окалины производится накатка поперечных канавок на поверхности конического отверстия в головке, например, в виде двух пересекающихся винтовых линий (фиг. 4).

Пример. Исходную цилиндрическую заготовку из стали 38ХС диаметром 90 и высотой 256 мм отрезают от прутка на пресс-ножницах, нагревают до ковочной температуры 1220°С и штампуют на молоте с массой падающих частей 5 тонн. На первом переходе штамповки заготовку осаживают до высоты 235 мм, на втором - расплющивают часть заготовки для уха изделия, затем штампуют в окончательном штампе с облоем и отогнутым ухом, длина которой Li составила 348 мм при ширине уха 170 мм и длине заготовки 1 150 мм. Далее поковку обрезают по наружному контуру с вырубкой перемычки уха на обрезном прес5 се усилием 6,3 МН. После этого на ГКМ усилием 12,5 МН осуществляют прошивку цилиндрического отверстия в головке диаметром 41 мм, которое затем переформовывают в коническое с большим диаметром конуса о1 57 мм и углом конусности (3 5°. Далее отогнутое ухо спрямляют на той же ГКМ ходом подвижной матрицы. В итоге получают окончательную поковку коуша длинной L.2 356 мм и диаметром головки Da 94 мм, которую подвергают термической обработке по стандартному для указанной стали режиму.

На заключительной стадии технологического процесса выполняют накатку попе0

5

0

5

0

0

5

речных канавок в виде пересекающихся винтовых линий в коническом отверстии головки на токарном станке модели 1П371. В качестве накатного инструмента используют давильный инструмент с соответствующим рабочим профилем, выполненным на вставке из твердого сплава.

В итоге трудоемкость штамповки составила 14,8 Н/мин, а трудоемкость механической обработки 6,4 Н/мин.

Формула изобретения 1. Способ изготовления изделий, преимущественно коушей буксирных тросов, состоящих из уха и головки со сквозным коническим отверстием, основание большего диаметра которого расположено со сто- роны уха, включающий получение из исходной заготовки поковки с облоем предварительной и окончательной штамповкой, обрезку облоя по наружному контуру поковки и внутри уха, прошивку предварительного цилиндрического сквозного отверстия в головке и последующее выполнение в ней конического отверстия, а также термическую обработку поковки, отличающий- с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования материала заготовки за счет исключения потерь металла при образовании в головке конического отверстия, основание большего диаметра которого

расположено со стороны уха, поковку с облоем изготавливают с отогнутым ухом в направлении, перпендикулярном его плоскости, прошивку цилиндрического отверстия в головке осуществляют со стороны

отогнутой части уха, коническое отверстие в головке выполняют переформовкой его из цилиндрического отверстия коническим пуансоном с ограничением радиальной и осевой деформаций головки в конечной фазе

оформления конического отверстия, после которой осуществляют спрямление уха.

2. Способ поп, 1,отличающийся тем, что, с цель ю повышения качества изделий, диаметр предварительно прошитого

цилиндрического отверстия равен 0,80.0,85 среднего диаметра окончательного конического отверстия, при этом на внутренней поверхности конического отверстия головки выполняют поперечные канавки накаткой после термообработки поковки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам горячей объемной штамповки и может быть использовано для изготовления крупных поковок типа коушей буксирных тросов. Цель изобретения - повышение коэффициента использования материала заготовки за счет исключения потерь металла при образовании в головке изделия сквозного конического отверстия. Цель достигается тем, что отштампованная поковка изготавливается с отогнутым относительно ее продольной оси ухом, а прошивка цилиндрического сквозного отверстия в головке и переформовка его в коническое осуществляются со стороны уха заготовки после обрезки на ней облоя. Диаметр цилиндрического отверстия головки составляет 0,80 - 0,85 среднего диаметра конического отверстия, в котором после термообработки детали выполняют поперечные канавки. Благодаря этому повышается качество изделия при последующем соединении коуша с тросом. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Фм.1

Фм.1

Фм.З

в

ч.

Ч

X

«

J

.F f i ,,

1

Йл.7