Устройство для остановки процесса деформирующего протягивания

Устройство для остановки процесса деформирующего протягивания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалисткческкх

Республик

< 742057 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (51) M. Кл. (22) Заявлено 15.12.77 (2! ) 2565911/25-08 с присоединением заявки,%—

В 23 О 41/00

Государственный комитет (28) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УДК 621.919..1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Ф. Бусел, 3. К. Посвятенко и О. А. Розенберг

Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТАНОВКИ ПРОЦЕССА

ДЕФОРМИРУЮЩЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ

Изобретение относится к обработке металлов давлением.

Известно устройство для остановки процесса деформирующего протягивания (продавливания стального шарика диаметром 6,3 мм

5 через отверстие диаметром 6,0 мм), содержащее центрируюший стакан, на опорную поверхность которого торцом устанавливается обрабатываемая деталь. С целью фиксирования зоны контакта инструмента с деталью для исследования при использовании этого устройства шарик проталкивают примерно на 2/3 длины отверстия, затем останавливают рабочее движение станка или пресса, после чего шарик выталкивают из отверстия, а деталь разрезают вдоль его образующей (1).

Недостатком описанного устройства является то, что на нем нельзя зафиксировать неискаженную зону контакта инструмента с деталью, так как устройство не позволяет мгновенно остановить процесс деформирующего протягивания.

Известно устройство для остановки процесса деформирующего протягивания (дорнования однозубыми дорнами с заборной и за/тней частью в виде конуса), содержащее центрирующий стакан, на который опирается деталь при обарботке. Зона контакта инструмента с деталью фиксируется на этом устройстве путем остановки рабочего движения стакана или пресса в тот момент, когда дорн прошел примерно половину длины отверстия. После этого дорн выталкивается из детали в обратном направлении, а деталь разрезается вдоль оси (22.

Устройство обладает теми же недостатками, что и упомянутое выше.

Наиболее близким техническим решением является устройство для остановки процесса деформирующего протягивания, содержащее обойму для установки обрабатываемой детали и центрирующий стакан для соединения, например с протяжным станком (3).

Это устройство благодаря наличию обоймы, позволяет фиксировать зону контакта инструмента с деталью не только при.обработке толстостенных коротких деталей, но и при протягивании тонкостенных нежестких деталей значительной длины. Процесс деформирующего протягивания при работе с этим устройством

Устройство работает следующим образом.

В процессе обработки детали 10 с помощью деформирующей протяжки 11 увеличивается диаметр отверстия детали. При этом имеет мес.то также и некоторое увеличение ее наружного диаметра, за счет чего часть 4 обоймы через разъелшую втулку 7 получает упругую деформацию раздачи. Благодаря наличию упрутого участка 5 деформации не подвергаются жесткие стенки части 3 обоймы и втулки 6. Так как часть силы протягивания, необходимая для осуществления упругой деформации, возрастает по мере увеличения толщины стенки задней части обоймы, при продвижении деформирующей протяжки в отверстии будет возрастать и сама сила протягивания. Участок 8 втулки6 и конусность наружной поверхности части 4 обоймы рассчитаны так, что B определенный момент установившейся стадии процесса деформирующего протягивания (между стадиями входа инструмента в деталь и его выхода) сила протягивания возрастает до величины, достаточной для разрьгва втулки 6 по участку 8 и эта втулка разорвется, Обойма, разъемная втулка 7, деталь 10 и часть втулки 6 до сечения 8, снабженная резьбой, мгновенно перейдут от состояния покоя к состоянию движения совместно с протяжкой 11 в осевом направлении со скороспю протягивания, и процесс де3 742057 прекращают в установившейся стадии обработки (при постоянном усилии), выключая станок или пресс. После этого обойму разрезают, а инструмент извлекают из детали.

Это устройство не позволяет зафиксировать неискаженную зону контакта инструмента с деталью, так как при выключении станка или пресса инструмент и приспособление, в котором он закреплен, продолжают двигаться по инерции, останавливаясь постепенно, а не мгновен- 10 но. Вследствие этого полученная зона контакта отличается от действительной, имеющей место при установившемся процессе деформирующего протягивания, Без верных сведений о зоне контакта нельзя правидьно подобрать режимы деформирующего протягивания и спроектировать инструмент, а следовательно, нельзя обеспечить в процессе протягивания оптимальные значения характеристик точности и качества обработанной поверхности, 20

Недостатком устройства является также сложность извлечения детали после обработки, так как для этого нужно разрезать обойму. Кроме того, обойма в этом устройстве используется лишь один раз. 25

Цель изобретения — повышение точности и качества обработки посредством фиксирования неискаженной зоны контакта протяжки с деталью путем мгновенной остановки процесса деформирующегб протягивания.

Для этого средняя часть обоймы выполнена упругой в радиальном направлении, часть обоймы, расположенная по одну сторону от средней части, соединена с центрируюшим стаканом посредством соосно расопложенной с ними втулки, на которой выполнен участок с ослабленным в радиальном направлении сечением, а часть обоймы, расположенная по другую сторону, выполнена с переменной жесткостью в радиальном направлении таким обра- 40 зом, что жесткость в направлении обработки увеличивается соответственно не менее, чем на 10%. С целью упрощения извлечения детали из обоймы после остановки процесса деформирующего протягивания, внутренняя поверхность 4> части обоймы, имеющей переменную жесткость в радиальном направлении, представляет собой усеченный конус, направление уменьшения диаметра которого соответствует направлению протягивания, причем устройство содержит разьемную втулку для обрабатываемой детали, наружная поверхность которой сопрягается с усеченным конусом обоймы.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из центрирующего стакана 1, установленного в опорной плите 2 протяжного станка или пресса, обоймы, состоящей из частей 3 и 4. Между ними расположена упругая в радиальном направлении соседняя часть 5. Устройство содержит втулку 6 и разьемную втулку 7. Втулка 6 снабжена участком

В с ослабленным, например, кольцевой канавкой, в радиальном направлении сечением. Обойма и втулка 6 соединены между собой с помощью резьбы. Для захвата втулки 6 ключом при сборке и разборке ее с обоймой на втулке предусмотрены отверстия 9. Средняя часть

5 обоймы представляет собой тонкостенное полое цилиндрическое тело вращения, вдоль образующей которого нарезаны сквозные пазы.

За счет того, что наружная поверхность части

4 обоймы выполнена в виде усеченного конуса, ее радиальная жесткость увеличивается в направлении протягивания не менее 10%.- Ha поверхнссть отверстия задней части 4 обоимы, образованную усеченным конусом, своей наружной конической поверхностью опирается разъемная втулка 7, причем конусности сопрягаемых поверхностей этих деталей равны между собой. Отверстие разъемной втулки 7 выполнепо ступенчатым с тем, чтобы деталь 10 при обработке ее с помощью деформирующей протяжки 11 базировалась по своей наружной поверхности и опиралась на торец. Разъемную втулку 7 образуют три или более сегментов, соприкасающихся между собой. по радиальным плоскостям.

742057 формирующего протягивания мгновенно оста-. новится. Центрируюший стакан 1 и часть втулки 6, снабженная фланцем, останутся в состоянии покоя. Втулку 6 рекомендуется изготовлять из хрупких материалов, например иэ серого чугуна, так как при их растяжении не образуется шейка текучести и, следовательно, разрыв хрупких материалов, в отличие от разрыва пластичных, происходит практически мгновенно. После остановки процесса деформирующего протягивания протяжку с сидящим на ней деталями снимают со станка, вынимают вместе с деталью 10 из обоймы путем выпрессовки из нее разъемной втулки 7 и изготавливают шлифты зоны контакта протяжки с деталью по общепринятой технологии обработки шлифов для металлографических исследований.

При этом, с целью получения наиболее точных сведений о зоне контакта, инструмент не рекомендуется вьшрессовывать из детали, что может go несколько исказить эту зону, т.е. следует изготовлять и изучать шлиф находящихся в контакте инструмента.и детали.

При подготовке устройства к повторной работе иэ обоймы и центрирующего стакана 1 нужно извлечь части разрушенной втулки 6, использующейся одноразово, соединить упомянутые детали новой втулкой, а обойму установить новую обрабатываемую деталь.

Описываемое устройство позволяет зафиксировать действительную неискаженную зону контакта инструмента с деталыс нрп деформирующем протягивании. Исследование этой зоны на микрошлифах позволяет дать правильные рекомендации по выбору режимов протягива35 ния и по конструированию деформирующих протяжек. Эти рекомендации особенно важны для прогнозирования характеристик качества и точности обработанной поверхности, так как деформируюшее протягивание чаще всего является 4О чистовой операцией.

Изучая микрошлифы зоны контакта, зафиксированной с помощью заявляемого устройства, можно установить, как влияют вид смазки, количество деформирующих элементов протяж- 4 ки, натяги на них, углы их рабочих конусов, скорость протяжки, натяги на них, углы их рабочих конусов, скорость протягивания и другие факторы, задаваемые конструктором инструмента и технологом, на разбивку или усад- 5О ку готового отверстия (т.е. точность), шероховатость обработанной поверхности, микротвердость, текстуру и остаточные напряжения в поверхностном слое металла.

Правильно используя полученные данные, при проектировании инструмента и процесса

6 протягивания, повышается точность отверстий ° на 1 класс и понижается шероховатость на

1 — 2 класса по сравнению с этими же характеристиками, полученными на режимах протягивания, не соответствующих оптимальным, Кроме того, за счет оптимизации значений микротвердости, текстуры и остаточных напряжений достигают также повышения износостойкости и усталостной долговечности деталей машин на 10 — 15%.

Формула изобретения

1. Устройство для остановки процесса деформирующего протягивания, содержащее обойму для установки обрабатываемой детали и центрирующий стакан для соединения, например, с протяжным станком, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и качества обработки посредством фиксирования неискаженной зоны контакта протяжки с деталью путем мгновенной остановки процесса деформирующего лротягивания, средняя часть обоймы выполнена упругой в радиальном направлении, часть обоймы, расположенная по одну сторону от средней части, соединена с центрирующим стаканом посредством соосно расположенной с ними втулки, на которой выполнен участок с ослабленным в радиальном направлении сечением, а часть обоймы, расположенная по другую сторону, выполнена с переменной жесткостью в радиальном направлении таким образом, что жесткость в направлении обработки увеличивается соответственно не менее,чем на 10%, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения извлечения детали из обоймы после остановки процесса деформирующего протягивания, внутренняя поверхность часп обоймы, имеющей переменную жесткость в радиальном направлении, представляет собой усеченный конус, направление уменьшения диаметра которого соответствует направлению протягивания, причем устройство содержит разъемную втулку для обрабатываемой детали, наружная поверхность которой сопрягается с усеченным конусом обоймы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вейлер С. Я. и др. Действие смазок при обработке металлов давлением. М., Изд.-во

АН УССР, 1960, с. 84 — 85, рис. 64 — 65.

2. Проскуряков Ю. Г. Дорнование отверстий, М., Mamma, 1961, с. 15, рис. 6.

3. Зайцев Д. E. и др. Напряженное состояние материала при дерновании. Ж. "Станки и инструмент", 1972, И 1, с. 36-37, рис. 1.. 742057

А-Я фМР. Я

Составитель Г. Довнар

Техред Н.Бабурка Корректор М. Пожо

Редактор А. Федькина

Тираж 1160 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3565/3

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4