Спосіб виготовлення порожнистих виробів із порошкових матеріалів

Реферат: Спосіб виготовлення порожнистих виробів з порошкових матеріалів полягає в тому, що заготовки виготовляють з поглибленням на лицьовій поверхні. Поглиблення виконують у вигляді циліндра, що переходить у сферу. Розміри поглиблення на заготовці розраховують за відповідними співвідношеннями. UA 71886 U (54) СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ ПОРОЖНИСТИХ ВИРОБІВ ІЗ ПОРОШКОВИХ МАТЕРІАЛІВ UA 71886 U UA 71886 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до порошкової металургії і може бути використана при виготовленні порожнистих виробів з порошкових матеріалів з високою щільністю і рівнощільністю та рівномірним розподілом напружень у донній і кільцевій частинах деталі. Відомо спосіб виготовлення порожнистих виробів з порошкових матеріалів видавлюванням пористих заготовок, при якому для усунення розпушування матеріалу при виході його з осередку деформації, передбачено створення протитиску (підпору). (Див. Баглюк Г.А. Удосконалення процесів деформування на основі управління силами контактного тертя. «Порошковая металургия», 2002, № ½, с. 21-25). Недолік відомого способу - не забезпечується рівномірність пластичної деформації у донній та кільцевій частинах деталі. Відомий спосіб виготовлення порожнистих виробів видавлюванням, що полягає в тому, що заготовки виготовляють з поглибленням на лицьовій поверхні, обсяг і діаметр якого розраховують за формулами: Vk=(0,7-0,8)Vn; dy=(0,85-0,95)dn, де Vk, Vn - обсяги поглиблення у заготовки і порожнини у деталі; dy, dn - діаметри поглиблення у заготовки і порожнини у деталі. (Див. Хыбемяги А.І., Лернер П.С. Выдавливание точных заготовок деталей штампов и пресс - форм. - М.: Машиностроение, 1986. - 152 с. - C. - 37-38 - прототип). Недолік відомого способу полягає в тому, що при виборі форми порожнини і розрахунку її розмірів не враховують особливості порошкових матеріалів - наявність пористості заготовки та зміна її обсягу при видавлюванні, в результаті чого не забезпечується отримання порошкових деталей рівномірним розподілом щільності і напруг у донній та кільцевій частинах, особливо у деталей з глибокою порожниною (відношення глибини порожнини до товщини дна більше 1). В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу виготовлення порожнистих виробів з порошкових матеріалів шляхом того, що порошкову заготовку виготовляють з поглибленням на лицьовій поверхні у вигляді циліндра, який переходить у сферу, що призводить до отримання порошкових деталей з високою щільністю і рівномірним розподілом щільності та напружень у донній і кільцевій частинах деталі. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення порожнистих виробів з порошкових матеріалів, який полягає в тому, що заготовки виготовляють з поглибленням на лицьовій поверхні, згідно з корисною моделлю, поглиблення виконують у вигляді циліндра, який переходить у сферу, причому розміри заготовки та поглиблення на її лицьовій поверхні розраховують за співвідношеннями: Dз  35 Dм , (1) 1  де Dз, Dм - діаметри заготовки і матриці, ε - ступінь радіальної деформації заготовки при осадженні на 1-му етапі; dy=dк+(0,5.....1,0), (2) dy, dк - діаметр циліндричної частини поглиблення заготовки і контрпуансона штампа; hk  h 40 45 50  , (3) з hk∂, h∂ - висоти дна поглиблення заготовки і деталі; Θ∂, Θз - - відносна щільність деталі і заготовки, а інші розміри: висоту циліндричної частини поглиблення hц, загальну висоту поглиблення hy і висоту заготовки Hз знаходять з геометричних співвідношень, приймаючи, що сферична частина поглиблення становить 0,5 кулі радіусом dy/2. Спосіб реалізується наступним чином. Розраховують розміри заготовки та поглиблення на її на лицьовій поверхні: - діаметр заготовки Dз за формулою 1; - діаметр циліндричної частини поглиблення заготовки dy за формулою 2; - висоту дна поглиблення заготовки hk∂ за формулою 3. Висоту циліндричної частини поглиблення hц знаходять, приймаючи, що сферична частина поглиблення становить 0,5 кулі радіусом dy/2, з геометричного співвідношення: 3 Vnз   2 4  dy  , (4) dy hц    4 32  2  Об'єм поглиблення заготовки Vnз знаходять з співвідношення: Vnз  Vnn 55  , (5) з де Vnn - об'єм поглиблення у деталі; 1 UA 71886 U 5 10 15 20 25 Θ∂, Θз - відносна щільність деталі і заготовки. Загальна висота поглиблення заготовки становить: hy=hц+dy/2, (6) Висота всієї заготовки Нз: Нз=hу+hk∂ (7) Суть корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, де на фіг. 1 зображена заготовка для виготовлення порожнистого виробу, а на фіг. 2 пристрій для здійснення способу, що містить матрицю 1, верхній пуансон 2, заготовку 3, видавлену деталь 4, контрпуансон 5, нижній пуансон 6, пружини 7 і 8, упор 9. У початковому положенні матрицю 1 і нижній пуансон 6 пружинами 7 і 8 піднімають у верхнє положення. У порожнину матриці 1 завантажують заготовку 3, пористістю 10-20 % і видавлюють деталь 4 верхнім пуансоном 2 з протитиском, створюваним пружиною 8. Переміщення нижнього пуансона 6 обмежують упором 9. Запропонована форма заготовки та її розміри забезпечують більш рівномірний розподіл деформацій і напружень у донній і кільцевій частинах деталі, тому що при виборі форми порожнини і розрахунку її розмірів враховуються особливості порошкових матеріалів - наявність пористості заготовки та зміна її об'єму і щільності при видавлюванні. На початковому етапі видавлювання відбувається осадка заготовки, її ущільнення і заповнення порожнини штампа. Метал починає текти у вільну порожнину заготовки, утворену сферичною частиною поглиблення. З ростом напружень відбувається осадка і ущільнення кільцевої частини. Пружина, що створює протитиск, стискається, що сприяє вирівнюванню щільності. Сферична форма верхньої частини поглиблення забезпечує рівномірність виникаючих у деформованому металі напруг, особливо у небезпечному перерізі - переходу від дна до стінки. Об'єм і розміри поглиблення вибирають таким чином, щоб обсяг металу заготовки, що формує донну і циліндричну частини деталі, відповідав, з урахуванням пористості заготовки і деталі, обсягу цих частин деталі. Це приведе до вирівнювання деформацій напружень в цих областях деталі. У результаті отримані з таких заготовок порошкові деталі є більш якісними. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб виготовлення порожнистих виробів з порошкових матеріалів, який полягає в тому, що заготовки виготовляють з поглибленням на лицьовій поверхні, який відрізняється тим, що поглиблення виконують у вигляді циліндра, що переходить у сферу, причому розміри поглиблення на заготовці розраховують за співвідношеннями: 35 Dз  Dм , 1  де Dз , Dм - діаметри заготовки і матриці,  - ступінь радіальної деформації заготовки при осадженні на 1-му етапі; dy  dк  0,5...10 мм, , dy , dк - діаметри циліндричної частини поглиблення заготовки і контрпуансона штампа; 40 hk  h  , з hk , h - висоти дна поглиблення і деталі;  , з - відносна щільність деталі і заготовки, а інші розміри: висоту циліндричної частини поглиблення hц , загальну висоту поглиблення hy і висоту заготовки Нз знаходять з геометричних співвідношень, приймаючи, що сферична 45 частина поглиблення становить 0,5 кулі радіусом dy / 2 . 2 UA 71886 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3