Спосіб обробки тиском

Реферат: Спосіб обробки тиском полягає в тому, що заготовку розташовують в штампі і деформують рухомим зусиллям, яке викликають дією рухомого пуансона, який має кут нахилу своєї осі відносно осі штампа і який зближують із штампом силовим механізмом осьового наближення та обкочують по поверхні заготовки завдяки механізму обкочування. Крім того, вздовж поверхні контакту між рухомим інструментом і заготовкою утворюють силу, яку спрямовують в напрямку пріоритетного деформування, для чого рухомому інструменту надають додаткові рухи відносно заготовки. UA 71357 U (54) СПОСІБ ОБРОБКИ ТИСКОМ UA 71357 U UA 71357 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обробки металів тиском і може бути використана при виготовленні деталей шляхом пластичного формоутворення з локалізованим осередком деформації. Відомі способи, в яких пластичне формоутворення протікає одночасно лише в частині об'єму заготовки за рахунок локалізації осередку деформації, що робить ефективним обробку відносно тонких заготовок (Дронзиков В.А., Наговицин В.В. / Авторское свидетельство № 889220. МКИ В21 D37/12. Способ торцевой прокатки деталей сложной формы // Бюллетень изобретений.-1981. - № 46; Богоявленский К.Н. и др. / Авторское свидетельство № 1183245. МКИ В21 D37/12, В21 Н1/06. Способ изготовления плоских круглых изделий // Бюллетень изобретений.-1985. - № 37; Бещеков В.Г. / Патент РФ № 2287395. МПК В21 J5/06, С21 D7/10, С21 F1/00. Способ сферодинамической нанорезонансной обработки материалов). Недоліком цих способів є обмежені можливості формоутворення при виготовленні деталей різноманітної конструкції. Відомі також способи пластичної обробки, в яких завдяки відповідному спрямуванню сил тертя досягаються корисні властивості щодо особливостей формоутворення (Калюжний В.Л. Силові режими та якість виробів при холодному видавлюванні порожнистих виробів із сталі в умовах прикладання розтягуючого зусилля до заготовки / В.Л. Калюжний та ін. // Наукові нотатки. Міжвузівський збірник. Луцький національний технічний університет. Вип. № 25. Частина 2.-2009. - С. 103-107; Марченко В.Л. Рішення пружних контактних задач методом скінчених елементів при значних відносних проковзуваннях / В.Л. Марченко, Ю.Є. Шамарін // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах.-2005. - № 2. - С. 174-177.). Недоліком цих способів є можливість цілеспрямованого формоутворення тільки в одному напрямку. Найбільш близьким за своєю технічною суттю до заявленого є спосіб штампування обкочуванням. Суть способу полягає в тому, що деформування заготовки відбувається між штампом та рухомим інструментом, вісь якого нахилена відносно осі штампа на певний кут і який обкочують по верхній торцевій поверхні заготовки відносно точки перетину торцевої поверхні і осей штампа та рухомого інструменту, причому рухомий інструмент має власний привод обкочування, а зближення штампа з рухомим інструментом і технологічне зусилля викликається механізмом наближення. Це приводить до утворення і переміщення локалізованого осередку деформації від дії на заготовку рухомого інструмента, що при багаторазовому цикловому повторенні викликає загальне формоутворення (Марциняк З. Холодная объемная штамповка методом обкатки // Кузнечно-штамповочное производство.1970. - № 9. - С. 18-20). Основним недоліком описаного способу є те, що процес формоутворення при штампуванні обкочуванням має специфічні властивості, які суттєво відрізняються при штампуванні відносно високих (в яких D/H4) заготовок. Зокрема, при штампуванні високої заготовки остання набуває форми фланцевої деталі навіть без наявності формоутворюючої порожнини штампа та без зміни розміру діаметра в нижній частині заготовки. Це свідчить про: - присутність деформацій лише в локалізованому осередку, який при обкочуванні охоплює лише верхню частину заготовки; - нерівномірність деформацій по висоті, що надалі викликає руйнування на межі деформованої і недеформованої частин. Навпаки при штампуванні обкочуванням відносно низької заготовки висота локалізованого осередку охоплює всю висоту заготовки, тому деформації рівномірні по висоті. Але втрачаються технологічні ознаки формоутворення при обробці високої заготовки, оскільки формоутворення фланцевої частини на низькій заготовці вимагає примусового спрямування матеріалу у фланець, що приводить до підвищення питомих зусиль, кількості циклів обкочування, швидкого вичерпування ресурсу пластичності у фланцевій частині та інших негативних наслідків. При певних параметрах локалізованого осередку виникає схема деформування, за якої попереду осередку деформації утворюється і переміщується позаконтактна зона пластичної деформації у вигляді хвилі, що пов'язано з переважною течією матеріалу із локалізованого осередку в тангенціальному напрямку. За такого протікання деформацій прискорено вичерпується ресурс пластичності верхнього шару заготовки. Виникає задача усунення негативних проявів специфічного протікання формоутворення при штампуванні обкочуванням, яке притаманне певним стадіям процесу або певним співвідношенням геометричних розмірів заготовки та ін. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності, продуктивності і якості виготовлення деталей методом штампування обкочуванням за рахунок того, що рухомому інструменту окрім обкочувального руху по верхній торцевій поверхні заготовки 1 UA 71357 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 надають додаткові рухи, які викликають відносне ковзання між рухомим інструментом і заготовкою. В результаті в період контакту між ними виникають контактні активні сили тертя, причому напрям прикладання додаткових рухів і утворені активні сили тертя спрямовують в залежності від пріоритетного напряму формоутворення. Таким чином виникає можливість переспрямування або зниження інтенсивності природних напрямів формоутворення при штампуванні обкочуванням як високих, так і низьких заготовок, а також застосування цілеспрямованого формоутворення в залежності від конструктивних особливостей деталі. При цьому відкривається розширений спектр технологічних можливостей штампування обкочуванням з точки зору керованого формоутворення. Поставлена задача вирішується тим, що в способі обробки тиском, який полягає в тому, що заготовку розташовують в штампі і деформують рухомим зусиллям, яке викликають дією рухомого інструмента, який має кут нахилу своєї осі відносно осі штампа і який зближують зі штампом силовим механізмом осьового наближення та обкочують по поверхні заготовки завдяки механізму обкочування, новим є те, що вздовж поверхні контакту між рухомим інструментом і заготовкою утворюють силу, яку спрямовують в напрямку пріоритетного деформування, для чого рухомому інструменту надають додаткові рухи відносно заготовки, а також є те, що додаткові рухи рухомому інструменту надають або примусовим обертанням рухомого інструмента вздовж його повздовжньої нахиленої осі завдяки застосуванню додаткового механізму обертання, або зміщенням центру обкочування рухомого інструмента від точки перетину осі штампа і верхньої торцевої поверхні заготовки, або суміщенням примусового обертання рухомого інструмента вздовж його повздовжньої нахиленої осі завдяки застосуванню додаткового механізму обертання із зміщенням центру обкочування рухомого інструменту від точки перетину осі штампа і верхньої торцевої поверхні заготовки. Спосіб ілюструється кресленнями, де на Фіг. 1 зображено схему штампування з утворенням сили, яку спрямовують в тангенціальному напрямку обкочування шляхом примусового обертання рухомого інструмента в цьому ж напрямку; на Фіг. 2 зображено проекцію на осередок контакту за видом А; на Фіг. 3 зображено схему штампування з утворенням сили, яку спрямовують в тангенціальному напряму, протилежному від напрямку обкочування шляхом примусового обертання рухомого інструмента в цьому ж напрямку; на Фіг. 4 зображено проекцію на осередок контакту за видом Б; на Фіг. 5 зображено схему штампування з утворенням сили, яку спрямовують в радіальному напряму до центра заготовки шляхом зміщення центра обкочування рухомого інструмента; на Фіг. 6 зображено проекцію на осередок контакту за видом В; на Фіг. 7 зображено схему штампування з утворенням сили, яку спрямовують в радіальному напряму до центра заготовки шляхом зміщення центра обкочування рухомого інструмента; на Фіг. 8 зображено проекцію на осередок контакту за видом Г; на Фіг. 9 зображено проекцію на осередок контакту з комбінованою течією металу, яку спрямовують в різних радіальних напрямах шляхом зміщення центра обкочування рухомого інструмента по поверхні заготовки за горизонтальну площину; на Фіг. 10 зображено проекцію на осередок контакту з комбінованою течією металу, яку спрямовують в різних радіальних напрямах шляхом зміщення центра обкочування рухомого інструмента по поверхні заготовки перед горизонтальною площиною. Спосіб обробки тиском полягає в наступному. Заготовку 1 (див. Фіг. 1) розміщують на штампі 2 вздовж його центральної осі 3. Рухомий інструмент 4 має кут  нахилу своєї подовжньої осі 5 відносно осі 3 і виконує обкочування 6 відносно центру обкочування О по поверхні обкочування 7 заготовки 1 із кутовою швидкістю об від механізму обкочування і рух 8 наближення до штампа 2 від механізму осьового наближення. Одночасно рухомий інструмент 4 виконує примусові обертання 9 вздовж осі 5 від механізму обертання з кутовою швидкістю в, причому в>, де:  - кутова швидкість обертання рухомого інструмента, що забезпечуються при рівновазі сил тертя в тангенціальних напрямах на поверхні 7 між рухомим інструментом 4 і заготовкою 1, тобто без примусового обертання 9. В нашому випадку, через примусове обертання 9 рухомого інструмента 4 рівновага сил тертя порушується оскільки лінійна швидкість на поверхні рухомого інструмента 4 в тангенціальному напрямку буде випереджати лінійну швидкість, що визначається швидкість обкочування, і утвориться сумарна сила 10 - FB, яка буде спрямована у відповідності до напрямку обертання 9 і в цьому ж напряму буде спрямована примусова течія металу 11 в контактній плямі 12 між заготовкою 1 і рухомим інструментом 4 (див. Фіг. 2). При наданні рухомому інструменту 4 примусового обертання 13 вздовж осі 5 від механізму обертання з кутовою швидкістю 3, причому 3