SU1697967A1 - Способ получени местных утолщений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может использоватьс  при получении утолщений на детал х типа труб, стержней. Целы изобретени  - повышение качества высаживаемых заготовок за счет исключени  поверхностных дефектов и уменьшени  анизотропии. Нагретый участок заготовки скручивают с одновременным приложением сжимающего усили , при этом течение металла в радиальном направлении ограничено. При деформировании уменьшение длины образующей участка , подлежащего высадке, от осадки не должно превышать величину ее удлинени  от скручивани . Количество витков при этом рассчитываетс  по следующему выражению: +

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении местных утолщений на цилиндрических детал х типа труб, стержней , например, при высадке концов труб.

Цель изобретени  - повышение качества деформируемых заготовок за счет исключени  поверхностных дефектов на получаемом утолщении и снижени  анизрт- ропии.

На фиг.1 показана схема осуществлени  способа; на фиг.2 - схема изменени  положени  выделенного элементарного волокна на поверхности деформируемого участка , где 1 - трубчата  заготовка; 2, 3 - формообразующий инструмент (штамп и оправка соответственно); 4 - захват в исходном положении; 5 - захват в конечном положении,

Способ осуществл етс  следующим образом .

Заготовку 1 диаметром d нагревают на длину И и помещают в формообразующий инструмент - разъемный штамп 2 с диаметром рабочего пространства D. Свободный конец заготовки фиксируетс  на оправке 3 с

о ю

XI Ю О

VI

помощью захвата 4, которым осуществл етс  деформирование нагретого участка путем одновременного приложени  осевого усили  Р и крут щего момента Мкр.

В процессе деформировани  нагретый участок заготовки укорачиваетс  на величину Д|, а выделенное на поверхности заготовки волокно АВ принимает форму винтовой линии ABi, причем длина ABi всегда больше АВ, а количество витков линий ABi определ етс  числом скручиваний п, которое лежит в пределах:

1

V

мин 1FD У(И+12)Д1

макс )2)д,

где h vi 12 исходна  и конечна  длина деформируемого участка, мм;

Д1 - уменьшение длины деформируемого участка при осадке, мм;

у- относительный сдвиг при кручении;

D - наружный диаметр поковки, мм.

Величина относительного сдвига при кручении в выражении, ограничивающем максимально допустимое число скручиваний , определ етс  как 75% величины относительного сдвига, полученного при испытании на кручение (гор чее) образцов до разрушени . Дл  углеродистых сталей величину у можно прин ть равной 9,75.

Нижн   граница интервала (пмин) определена из услови  достижени  максимальной устойчивости (например, стенки трубы) заготовки в процессе осадки, о чем свидетельствует повышение степени осадки ju до значений 2,0 без образовани  складок (см.поз.4 таблицы результатов осадки со скручиванием трубчатых образцов)

Анализ данных, полученных опытным путем, свидетельствует о том, что устойчивость заготовки (трубчатого или сплошного сечений) заметно возрастает, если длина выделенного на поверхности заготовки элемента АВ (см.фиг.2), представл ющего собой в начальный момент образующую участка, подлежащего деформированию, и превращени  его при скручивании в винтовую линию ABi, в случае совместного действи  осадки и скручивани  не должна уменьшатьс . Заметные резупьтаты получены в случа х, когда длина образующей, укорачивающейс  от действи  осевой силы, в процессе осадки увеличиваетс  по сравнению с первоначальной от действи  скручивани .

Если укорочение образующей от осадки не компенсируетс  удлинением от скручивани , то положительный результат отсутствует .

Верхн   граница интервала (пмакс) определена из услови  достижени  максимального действи  внутренних напр жений в осевом направлении, вызванных собственно скручиванием, однако с учетом исключени  возможности разрушени  деформируемой заготовки (см,поз. 6 и 7 таблицы ).

Пример, Осуществл ли деформирование полых цилиндрических образцов с

размерами 40 х 4 х 170 мм.

Нижн   граница интервала (пмин) рассчитана исход  из следующих значений: И 170 мм; 12 76,5 мм; Д1 93,5 мм; D 48 мм;

Р S 4 где 2 толш-ина стенки после деформировани ; Si - толщина стенки до деформировани . В результате пмин 1. Определение пмакс произведено, руко- водству сь следующими исходными данными:

h 170 мм; г 76,5 мм; All 93,5 мм; D 48 мм; . пМакс 6.

в таблицу включены результаты экспериментов по осадке образцов 5ез скручива- ни  (поз.1) и со скручиванием (поз.2 - 7). Осадка и скручивание трубчатых образцов осуществл лись на оправке без изменени 

внутреннего диаметра.

Как показано в таблице, осадка полых цилиндров без скручивани  (поз.1) осуществл ли нормально без образовани  складок при степени утолщени  стенки не более ,

чем в 1,5 раза. Увеличение степени утолщени  стенки до 2,0 приводит к образованию складок на поверхности поковок Не дает заметного улучшени  формообразовани  совместное действие осадки и скручивани 

с количеством скручиваний меньше нижнего значени  границы предлагаемого интервала (поз.2 и 3).

Только при достижении нижней границы интервала скручиваний был получен положительный эффект, выразившийс  в увеличении степени деформации без образовани  складок до 2,0 (поз.З, 4)., что по сравнению с поз.1, 2 и 3 составл ет

JK-J . 10Q% 5, . 1()0% 333%

/Л

1,5

Если рассмотреть соотношение длины образующей АВ и винтовой линии ABt, в которую превратилась образующа , то (см, фиг.2)

АВ Н 170мм,

АВ| /

(лгОп+Д)2 + I

169мм.

т.е. АВ# ABi.

По мере увеличени  числа скручиваний в образце создаетс  напр женное состо ние , способствующее утолщению сечени  без приложени  дополнительных нагрузок. По мере приближени  к верхней границе интервала значение дополнительных осе- вых сил в общем энергетическом балансе уменьшаетс , при этом применение осадки, в основном, необходимо дл  возможности получени  заданной конфигурации и размеров поковки, заполнени  гравюры штампов, чего нельз  достичь только скручиванием.

Увеличение количества скручиваний по сравнению с пмакс приводит к разрушению образцов (поз.7 таблицы).

Таким образом, применение данного способа позвол ет значительно улучшить качественные показатели, исключив анизотропию свойств металла, повысить устой- чивость заготовки действию осевой сжимающей силы в процессе осадки, чем уменьшить веро тность образовани  складок и увеличить степень разовой деформации .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  местных утолщений, включающий нагрев участка цилиндрической заготовки, скручивание с одновременным приложением осевого сжимающего усили , при этом радиальное течение металла в зоне деформировани  ограничивают , отличающийс  тем, что, в целью повышени  качества деформируемых заготовок за счет снижени  анизотропии и иск- лючени  поверхностных дефектов, количество витков при скручивании определ ют из выражени 

   (li-i2)Ai +

   + V(h+l2)Al 3

   где п - количество витков; D - наружный диаметр поковки на участке высадки, мм; И и 2 - исходна  и конечна  длины деформируемого участка, мм; Д| - уменьшение длины деформируемого участка при осадке, мм; у- относительный сдвиг при кручении, при этом уменьшение длины образующей участка , подлежащего деформированию, от осадки не превышает величины ее удлинени  от скручивани .

   Результаты осадки со скручиванием трубчатых образцов

   А - отношение пластических свойств в продольном и поперечном направлени х.

   rLL

   WTZTZTZZ Z Zw

   П

   5

   H

   rLL

   f

   /У,

   /Г/7

   L

   , Ln

   -1

   Zll

   ./