Способ формообразования полых осесимметричных деталей в изометрических условиях и штамп для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B21J1/06 

Изобретение относится к.области обра- ботки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых осесимметричных двигателей прессованием по схеме обратного выдавливания в изотермических условиях с низкими скоростями деформирования, например в условиях сверхпластической деформации.

Целью изобретения является повышение качества деталей -при формообразовании в условиях низких скоростей деформации путем снижения разностейно- сти в окружном направлении.

На фиг. 1 показан в разрезе штамп, вид спереди; на фиг.2.-. сечение по Б-Б на фиг. Т.

Штамп включает матрицу 1, защищенную теплоизоляцией 2, и пуансон 3, В матрице 1 выполнены равномерно расположенные по окружности пазы 4, в которых размещены нагревательные элементы, выполненные в виде отдельных секций 5. Между пазами 4 расположены каналы 6, предназначенные для циркуляции в них хладагента (например сжатого воздуха). На цилиндрической части пуансона за пределами рабочей зоны, т.е. на участке противоположном рабочему торцу, установлены тензодатчики 7, которые подают сигналы на включение или выключение соответствующих секций 5 нагревателя и подачу или прекращение подачи хладагента о соответствующие каналы 6 матрицы 1.

Способ осуществляется в следующей последовательности. Заготовку 8 устанавливают в матрицу 1, нагревают ее до нижнего предела температурного интервала штамповки и деформируют пуансоном 3 по схеме обратного выдавливания, получая полое изделие. Использование при этом режима сверхпластической деформации

ч

Ю

00 О

Ы

позволяет обеспечить получение особо тонкостенных изделий большой глубины. В этом случае параметры режима сверхпластической деформации, в том после низкая скорость деформации (в диапазоне -10...10) позволяют активно влиять на точность получаемых полых изделий, что обеспечивается следующим образом.

В процессе деформирования (2...8 мин) в результате воздействия различных случайных факторов (анизотропия свойств заготовки, неоднородность условий трения, накопленные отклонения от соосности элементов оснастки и заготовки и т.п.) пуансон стремится отклониться от оси, Для устранения появляющейся в этом случае разностен- ности изделия температуру заготовки со стороны, в которую стремится отклониться пуансон понижают, а с противоположной стороны повышают. В результате сопротивление деформированию со стороны, в которую стремится отклониться пуансон, возрастает и пуансон возвращается в исходное положение, т.е. размещается соосно относительно матрицы.

Штамп для осуществления способа работает следующим образом. При отклонении пуансона 3. от оси на него воздействует радиальная составляющая усилия, которая изгибает пуансо.н 3. В результате наклеенные на пуансон датчики деформируясь подают сигнал, который поступает в систему

управления включением соответствующих секций 5 нагревателя. При этом диаметрально расположенные датчики 7 воспринимают деформации разных знаков и включение их в различные плечи моста обеспечивает увеличение сигнала. Для интенсификации теп- лосмен участков матрицы 1 в каналы б расположенные диаметрально противоположно относительно секций 5 нагревателя одновременно с их включением подают хладагент, например путем переключения золотников (на чертеже не показаны).

П р и м е р. Изготавливали выдавлинием стакан из титанового сплава ВТ1-0. Наружный диаметр стакана 60 мм, толщина стенки

- 2,5 мм, высота 180 мм. Нагрев заготовки осуществляли до 850 град.Цельсия. Через 10 с после начала нагружёния из 5 секций нагревателя 4 были автоматически отключены, а в канал противоположный включенной секции был подан сжатый воздух. Через 9 с градиент температур в зоне деформирования достиг 40 град. Затем произошло переключение секции нагревателя. Всего в процессе выдавливания было зафиксировано 12 переключений.

Сравнительный анализ изделий, показал, что детали полученные предложенным

методом имеют разностенность в пределах +0,06 мм, что в 6-8 раз меньше, чем при выдавливании традиционным методом.

Формул а изобретения

1. Способ формообразования полых осесимметричных деталей в изотермических условиях, по которому пресс-заготовку устанавливают в матрицу, нагревают ее до нижнего предела температурного интервала штамповки и деформируют пуансоном методом обратного выдавливания, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения качества деталей при формообразовании в условиях низких скоростей деформации путем снижения разностенности в окружном направлении, нагрев осуществляют неравномерно по сечению, перпендикулярному оси заготовки, повышая температуру на участках заготовки с увеличивающейся в процессе выдавливания толщиной стенки прессуемого изделия и понижая ее на участках заготовки с уменьшающейся в процессе выдавливания толщиной стенки прессуемого изделия.

2. Штамп для формообразования полых осесимметричных деталей в изотермических условиях, содержащий матрицу, пуансон и нагревательное устройство, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что нагревательное устройство выполнено в виде секций, расположенных параллельно оси матрицы, а штамп снабжен закрепленными на цилиндрической поверхности пуансона за пределами его рабочей зоны тензодатчиками, электричёски связанными с секциями нагревателя и предназначенными для их включения.

3. Штамп по п.2, отличающийся тем, что в матрице между секциями нагревателя выполнены каналы, расположенные

параллельно ее оси, предназначенные для подачи хладагента.

Использование: обработка металлов давлением, технология изготовления полых осесимметричных деталей прессованием по схеме обратного выдавливания. Сущность изобретения: заготовку устанавливают в матрицу, нагревают ее до нижнего предела температурного интервала штамповки и деформируют пуансоном методом обратного выдавливания. Нагрев осуществляют неравномерно по сечению, перпендикулярному оси заготовки. На участках с. увеличивающейся в процессе выдавливания толщиной стенки температуру повышают, а с противоположной стороны понижают. Штамп содержит пуансон, матрицу и нагревательное устройство в виде секций, параллельных оси штампа. Штамп снабжен каналами для подачи хладагента. На цилиндрической поверхности пуансона укреплены тензодатчики, электрически связанные с секциями нагревателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.