Спосіб бокового видавлювання деталей з радіальними ребрами

Реферат: Спосіб бокового видавлювання деталей з радіальними ребрами полягає в розміщенні заготовки в порожнині матриці на нижньому пуансоні, встановленні верхнього пуансона, виконаною по формі порожнини матриці, видавлювання заготовки верхнім пуансоном в напрямку, перпендикулярному осі деформування заготовки в пази, які виконані в матриці і визначають геометрію бокових поверхонь видавленої частини, та випресовуванні заготовки з матриці. Виконується осадження видавленої частини спочатку верхнім, а потім нижнім пуансонами, від форми контактних поверхонь яких залежить геометрія верхньої і нижньої поверхні видавленої частини заготовки, що визначається формою перерізу радіальних ребер деталі. При цьому розмір видавленої частини вирівнюється осадженням знизу. UA 122492 U (54) СПОСІБ БОКОВОГО ВИДАВЛЮВАННЯ ДЕТАЛЕЙ З РАДІАЛЬНИМИ РЕБРАМИ UA 122492 U UA 122492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна моделі, належить до галузі техніки, а саме до обробки металів тиском, і може бути використана при виготовленні деталей боковим видавлюванням для підвищення механічних характеристик їх матеріалу. Відомий спосіб отримання металевих деталей з відростками боковим видавлюванням в роз'ємних матрицях, при якому півматриці закривають, створюючи таким чином отвори для течії металу, заготовку розміщують в порожнині матриці, закривають верхнім пуансоном і виконують видавлювання в напрямку, перпендикулярному осі деформування заготовки, а геометрію видавленої частини визначають формою півматриць, після чого півматриці розкривають і видаляють заготовку [1]. Відомий також спосіб одержання профільованих за товщиною отворів у листових деталях, при якому матрицю закривають нижнім пуансоном, заготовку розміщують в матриці, закривають верхнім пуансоном і виконують деформування заготовки в матриці осадженням, після чого випреcовують заготовку з матриці. Деформування повторюють і в результаті подрібнення мікроструктури відбувається зміцнення матеріалу, з якого вироблена заготовка, за рахунок отримання субмікрокристалічної структури під час деформування [2]. Недоліками відомого способу є те, що початкова і кінцева конфігурація заготовки є виключно паралелепіпедом, що звужує область застосування способу, також для повноцінної реалізації способу та отримання субмікрокристалічної структури в об'ємі заготовку необхідно деформувати декілька разів. Відомий також спосіб отримання металевих деталей з відростками боковим видавлюванням, вибраний нами як найближчий аналог, при якому матрицю закривають нижнім пуансоном, заготовку розміщують в порожнині матриці, закривають верхнім пуансоном і виконують видавлювання в напрямку, перпендикулярному осі деформування заготовки, а геометрію видавленої частини визначають формою матриці, після чого випресовують заготовку з матриці [3]. Недоліками відомого способу є те, що видавлювання вимагає суттєвого підвищення питомих зусиль деформування. Тому для ряду матеріалів необхідно підвищувати температуру деформування, а це не дозволяє підвищити механічні характеристики матеріалу деталей та створити субмікрокристалічну структуру матеріалу у видавлених частинах заготовки. Загальними суттєвими ознаками відомого способу й того, що заявляється, є розміщення заготовки в матриці на нижньому пуансоні, встановлення верхнього пуансона, виконаного по формі матриці, видавлювання заготовки верхнім пуансоном в напрямку, перпендикулярному осі деформування заготовки в пази, які виконані в матриці і визначають геометрію бокових поверхонь видавленої частини та випресовування заготовки з матриці. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відомого способу для розширення технологічних можливостей способу отримання деталей з радіальними ребрами боковим видавлюванням за рахунок отримання видавлених в пази матриці частин заготовки (ребер) зі зміною площі поперечного перерізу в напрямку видавлювання та підвищення механічних характеристик матеріалу деталей. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що виконується осадження видавленої частини спочатку верхнім, а потім нижнім пуансонами, від форми контактних поверхонь яких залежить геометрія верхньої і нижньої поверхні видавленої частини заготовки, що визначається формою перерізу радіальних ребер деталі, при цьому розмір видавленої частини вирівнюється осадженням знизу. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: - Фіг. 1 схема розміщення заготовки в матриці; - Фіг. 2 вигляд на матрицю зверху; - Фіг. 3 результат деформації заготовки верхнім пуансоном; - Фіг. 4 - варіант прямокутного перерізу ребер деталі; - Фіг. 5 - варіант перерізу ребер деталі у вигляді трапеції; - Фіг. 6 результат деформації заготовки нижнім пуансоном. Для реалізації пропонованого способу (Фіг. 1) заготовку 1 встановлюють у порожнину матриці 2 з пазами 3 на нижній пуансон 4. Зверху встановлюють верхній пуансон 5. На Фіг. 2 наведении вигляд на заготовку 1 та матрицю 2 з пазами 3 зверху. Пуансони 4, 5 (Фіг. 1) виконані по формі порожнини матриці 2 з пазами 3 (Фіг. 2). Потім виконують видавлювання заготовки 1 (Фіг. 3), розміщеної на нижньому пуансоні 4, в пази 3, які виконані в матриці 2, верхнім пуансоном 5 в напрямку, перпендикулярному осі деформування заготовки. Пази 3 (Фіг. 2) матриці 2 визначають геометрію бокових поверхонь 4 видавленої частини (ребер) 6 (Фіг. 3), а формою контактних частин пуансонів 7, 8 визначають геометрію верхньої і нижньої поверхні ребер 6, їх геометрія у свою чергу визначається формою перерізу радіальних ребер деталі, 1 UA 122492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 приклад яких наведений на Фіг. 4, Фіг. 5. При цьому тертя по бокових поверхнях пазів 4 (Фіг. 2) призводить до того, що течія матеріалу і деформації у верхній частині заготовки 9 (Фіг. 3) більше, ніж у нижній 10. За рахунок цього інтенсифікуються зсувні деформації у видавленій у паз 3 частині 6. Потім виконують видавлювання заготовки 1 (Фіг. 6), також в напрямку, перпендикулярному осі деформування заготовки, в пази, які виконані в матриці 2 нижнім пуансоном 3 і вирівнюють розмір видавленої частини 4 в напрямку видавлювання знизу 5 (Фіг. 6). При цьому за рахунок нерівномірності течії матеріалу заготовки у верхній 6 і нижній частині 5 також інтенсифікуються зсувні деформації у нижній видавленій частині 5. Після деформування випресовують отриману деталь (1,4) з матриці 2 нижнім пуансоном 3. Конкретний приклад виконання способу. Деформували заготовку 1 (Фіг. 1) з титанового сплаву Ti-6A1-4V діаметром 30 мм і висотою 80 мм. Ширина кожного з двох пазів в матриці складала 6 мм. Хід видавлювання - 20 мм кожним пуансоном. Довжина пазів складала 40 мм. Кут нахилу поверхонь пуансонів до горизонталі складав 15 градусів. Заготовку 1 (Фіг. 1) нагрівали до температури 450 °C, встановлювали в матрицю 2 з двома пазами 3, на нижній пуансон 4, виконаний по формі порожнини матриці (Фіг. 2), включаючи пази з шириною - 6 мм. Зверху заготовки встановлювали верхній пуансон 5 з шириною бокової частини також 6 мм. Потім виконували видавлювання заготовки 1 (Фіг. 3) верхнім пуансоном 5 на ході 20 мм в пази 3 матриці 2 до упору в неї. Внаслідок тертя по бокових поверхнях пазів і різниці ширини пазів у пуансонів течія матеріалу і деформації у верхній частині заготовки 9 була суттєво більші, ніж у нижній. За рахунок цього інтенсифікували зсувні деформації у ребрах 6. Течію обмежували повздовжнім розміром пазів 3 матриці. Потім виконували переміщення верхнього пуансона 1 разом з матрицею 2 в напрямку нижнього пуансона 4 і видавлювали заготовку 1 нижнім пуансоном 4. При цьому вирівнювали розмір ребер 4 (Фіг. 6) знизу 5 до розміру верхньої частини 6. За рахунок нерівномірності течії матеріалу заготовки в пази у верхній і нижній частині інтенсифікуються зсувні деформації також у нижній видавленій частині 5. Після деформування випресовували отриману деталь 1 з ребрами 4 з матриці 2 нижнім пуансоном 3. В результаті пластичної деформації в пазах матриці отримували покращену структуру матеріалу у видавлених частинах 4 заготовки. Одночасно отримали підвищення механічних характеристик матеріалу деталей у ребрах заготовки. Застосування пропонованого способу бокового видавлювання деталей з радіальними ребрами забезпечує покращення структури металу в деталях за рахунок інтенсифікації зсувних деформацій в процесі пластичної деформації металу заготовки в пазах при видавлюванні та розширення технологічних можливостей отримання видавлених в пази матриці частин заготовки зі зміною площі поперечного перерізу в напрямку видавлювання. Джерела інформації: 1. А.с. № 742023 МПК B21J 15/12 Способ поперечного выдавливания Бородин М.А., Юдин Е.Н., Кирсанов К.А. заявка № 2629295/25-27 заявл. 30.05.78; опубл. 25.06.80, Бюл. № 23. 2. Патент № 69004 Україна. МПК B21D 28/26 (2006.01). Спосіб одержання профільованих по товщині отворів у листових деталях /О.Ф. Тарасов, С.О. Короткий. - № u201108259; заявл. 01.07.2011; опубл. 25.04.2012. Бюл. № 8. 3. К. Edalati. T. Daio. M. Arita. S. Leeb, Ζ. Horita, A. Togoe, I. Tanaka. High-pressure torsion of titanium at cryogenic and room temperatures: Grain size effect on allotropic phase transformations //Acta Materialia 68 (2014) 207-213. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб бокового видавлювання деталей з радіальними ребрами, який полягає в розміщенні заготовки в порожнині матриці на нижньому пуансоні, встановленні верхнього пуансона, виконаною по формі порожнини матриці, видавлювання заготовки верхнім пуансоном в напрямку, перпендикулярному осі деформування заготовки в пази, які виконані в матриці і визначають геометрію бокових поверхонь видавленої частини та випресовуванні заготовки з матриці, який відрізняється тим, що виконують осадження видавленої частини спочатку верхнім, а потім нижнім пуансонами, від форми контактних поверхонь яких залежить геометрія верхньої і нижньої поверхні видавленої частини заготовки, що визначається формою перерізу радіальних ребер деталі, при цьому розмір видавленої частини вирівнюють осадженням знизу. 2 UA 122492 U 3 UA 122492 U 4 UA 122492 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5