Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Способ горячей объемной штамповки стакана




В работе [Приложение 7] предложен способ горячей объемной штамповки стакана

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полуфабрикатов изделий типа стакана. Производят выдавливание цилиндрической заготовки через осесимметричный ручей. Ручей образован поверхностями дорна и сквозного ступенчатого отверстия контейнера. Заготовку размещают внутри ступени меньшего диаметра контейнера, а дорн - в зоне ступени большего диаметра. Ручей содержит зоны переменных и постоянных диаметральных размеров. В зоне переменных диаметральных размеров на участке, примыкающем к зоне постоянных диаметральных размеров, заготовку подвергают дополнительной пластической деформации. Для этого производят зигзагообразное в плоскости оси заготовки изменение направления выдавливания соответствующими одна другой выпукло-вогнутыми поверхностями. Данные поверхности ограничивают ручей снаружи и изнутри. Каждая из поверхностей содержит пару расположенных с касанием одна другой выпуклой и вогнутой поверхностей тороидов. Размеры ручья на этом участке определены приведенными зависимостями. В результате обеспечивается повышение качества готовых изделий. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полуфабрикатов изделий типа стаканов, труб и т.п.

Известен способ объемной штамповки стакана, включающий обратное выдавливание цилиндрической заготовки через осесимметричный канал, образованный поверхностями контейнера и дорна (Пат. Бельгии 551053, кл. В21С 25/08, публ. 1956).

Недостатком известного способа являются невысокие механические свойства материала получаемых стаканов из-за малой проработки его структуры при выдавливании.

Известен способ горячей объемной штамповки стакана, включающий выдавливание цилиндрической заготовки через осесимметричный ручей, образованный поверхностями дорна и сквозного ступенчатого отверстия контейнера, при этом заготовку размещают внутри ступени меньшего диаметра, а дорн - в зоне ступени большего диаметра упомянутого отверстия, причем упомянутый ручей содержит зоны переменных и постоянных диаметральных размеров (Пат. США 3263468, кл. 72-267, публ. 1966).

Недостатком известного способа является трудность обеспечения нужного качества готовых изделий из-за недостаточно рациональной структуры при деформировании, что ухудшает прочностные характеристики изделий в условиях их циклического нагружения при эксплуатации в экстремальных условиях.

Предлагаемый способ горячей объемной штамповки стакана включает выдавливание цилиндрической заготовки через осесимметричный ручей, образованный поверхностями дорна и сквозного ступенчатого отверстия контейнера. При этом заготовку размещают внутри ступени меньшего диаметра, а дорн - в зоне ступени большего диаметра упомянутого отверстия. Причем упомянутый ручей содержит зоны переменных и постоянных диаметральных размеров. В упомянутой зоне переменных диаметральных размеров на участке, примыкающем к упомянутой зоне постоянных диаметральных размеров, заготовку подвергают дополнительной пластической деформации путем зигзагообразного в плоскости оси заготовки изменения направления выдавливания соответствующими одна другой выпукло-вогнутыми на этом участке поверхностями, ограничивающими упомянутый ручей снаружи и изнутри. При этом каждая из последних упомянутых поверхностей содержит пару касательных одна другой выпуклой и вогнутой поверхностей тороидов.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что в упомянутой зоне переменных диаметральных размеров на участке, примыкающем к упомянутой зоне постоянных диаметральных размеров, заготовку подвергают дополнительной пластической деформации путем зигзагообразного в плоскости оси заготовки изменения направления выдавливания соответствующими одна другой выпукло-вогнутыми на этом участке поверхностями, ограничивающими упомянутый ручей снаружи и изнутри, при этом каждая из последних упомянутых поверхностей содержит пару касательных одна другой выпуклой и вогнутой поверхностей тороидов, а размеры упомянутого ручья на этом участке определены следующими зависимостями:

1,1 R1/R2 1,6, где

R1 и R2 - соответственно радиусы образующих поверхностей упомянутых тороидов: вогнутой, ограничивающей внешнюю поверхность ручья, и выпуклой, ограничивающей соответствующую последней внутреннюю поверхность ручья; и

0,32 R3/R4 0,84, где

R3 и R4 - соответственно радиусы образующих поверхностей упомянутых тороидов: выпуклой, ограничивающей внещнюю поверхность ручья, и вогнутой, ограничивающей соответствующую последней внутреннюю поверхность ручья.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение качества готовых изделий, что позволяет расширить диапазон скоростных возможностей узлов, содержащих такие изделия.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где

показаны: слева - заготовка в контейнере; справа - формообразование стакана.

Примеры

1. Изготавливался стакан 1 диаметром Д=320 мм, толщиной стенки S=12 мм из алюминиевого сплава В96ц. Исходная цилиндрическая заготовка 2 размерами Д1=270 мм, Н=185 мм при массе 30,5 кг нагревалась и укладывалась в экспериментальный штамп, содержащий закрепленные на столе пресса (не показан) дорн 3 и контейнер 4. При этом заготовка 2 размещалась в ступени 5 ступенчатого отверстия контейнера 4, а дорн 3 - в зоне ступени 6 этого отверстия. Диаметральные размеры ступени 5 меньше, чем диаметральные размеры ступени 6. При приложении усилия Р к пуансону 7 металл заготовки 2 выдавливается через осесимметричный ручей 8, образованный поверхностями дорна 3 и сквозного отверстия контейнера 4, имеющего ступени 5 и 6. Этот ручей имеет зоны переменных 9 и постоянных 10 диаметральных размеров. В упомянутой зоне переменных диаметральных размеров на участке 11, примыкающем к зоне 10, заготовку подвергают дополнительной пластической деформации путем зигзагообразного в плоскости оси заготовки изменения направления выдавливания выпукло-вогнутыми на этом участке поверхностями 12 и 13 - на контейнере и 14 и 15 - на дорне. Поверхности 12 и 14, а также 13 и 15 попарно соответствуют одна другой. Упомянутые поверхности попарно 12 и 13, а также 14 и 15 - это соответственно попарно касательные поверхности тороидов. При этом R1/R2=1,36, a R3/R4=0,53, где соответственно R1, R2, R3 и R4 - радиусы образующих тороидов - поверхностей 13, 15, 12 и 14. Внешняя поверхность ручья ограничена соответственно вогнутой поверхностью 13 и выпуклой - 12, а внутренняя поверхность ручья ограничена соответственно выпуклой поверхностью 15 и вогнутой - 14. Конструкцией экспериментального штампа обеспечивалась возможность (не показана) извлечения стакана.

2. Изготавливался аналогичный стакан 1 диаметром Д=360 мм, толщиной стенки S=11 мм из сплава системы магний-литий. Исходная цилиндрическая заготовка размерами Д1=290 мм, Н=350 мм при массе 36,5 кг.

R1/R2=1,45; R3/R4=0,41.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество готовых изделий за счет интенсификации пластической деформации.

 

Разработка технологии изготовления в вариантах

3.1Детали типа «звездочка»

Детали типа «звездочка»являются элементами цепных передач и находят широкое распространение в узлах различных машин иустройств. В тепловозах цепные передачи используются для обеспечения системы подъема стеков кабины локомотива. Узел2ТЭ10Л. 10.90.01.95 содержит в своем составе несколько звездочек, изготавливаемых по чертежам2ТЭ10Л. 10.90.264 и 2Т( 101.10.90.255.

Материалсопряженных пар- сталь 15...30 ; давление, испытываемое передачей -36,3 МН/м2; рабочаятемпература - +40 ÷ 50˚С ; применяемаясмазка - ЖР0 ТУ32ЦТ; срок службы узла - 27 лет ; рабочая среда цепныхпередач -воздух;характер нагружений - переменный.

Звездочка 2ТЭ10Л.90.255

На рис. 1 представленычертежи готовой детали, холодной прессовки из смеси порошков и детали, полученной методом ДГП. Тpeбования чертежа и техническихусловий при использованииДГП выполнимы, исключаяотверстия Ø 9 и фаскуна отверстии1x45°.Изготовление фаски практически возможно, однако, резко сокра­тит срок службы пуансона.

Звездочка Z = 15 (готовая деталь, холоднопрессованная и горячепрессованная заготовка).

Рис.1

3.2 Материали технология изготовления

Согласно требований стандарта разрешается для изготовления звездочки использование материалов сталь 20÷40 ГОСТ 1050-74 или сталь Ст 3пс ÷ 5пс ГОСТ 380-71. На основание публикации в открытой печати по динамическому горячему прессованию можно сказать, что железографитовые материалы полученные ДГП и имеющие идентичное содержание углерода в смеси имеют приблизительно одинаковые основные механические свойства. Исходя из этого для изготовения звездочки рекомендовать железографитовый материал с содержанием углерода в спрессованной заготовке 0,2 – 0,4% С. Количество графита в засыпке будет зависеть от условий и организации производства марки железного порошка и графита защитной среды и т.д.

Использование добавок природного газа в защитную среду сохраняет и даже увеличивает содержание углерода в смеси. Использование среды типа диссоциированный аммиак или водород приводит к вы­горанию графита. В этом случае необходимо увеличить содержание его в шихте на 0,2-0,4%. В случае применения предварительного спекания следует выбирать большие значения рекомендуемых добавок. Опираясь на вышесказанное можно рекомендовать материал типа ЖГр 0,4÷0,7 однако окончательный выбор необходимо сделать учитывая местные условия или базируясь на соответствующие стандарты предприятия.

Порошковые железографитовые материалы по механическим свойствам не уступают компактным с идентичным химическим составом. Результаты испытаний чаще давали несколько более высокий уровень свойств, что объясняется более мелкозернистой структурой и белее высокой величиной создаваемых напряжений микро- и макрообъемах. Вели­чина засыпки графитовой составлявшей зависит oт технологического уровня производства. Возможно использование добавок природного газа в защитную среду. Также возможен метод окунания заготовки в керосин.Применение водорода или диссоциированного аммиакабез добавок приводит к выгоранию графита и его количество необходимо увеличить в шихте на 0,2-0,4%. Большое значение на величину в этих добавок оказывает продолжительность и организации спекания. Итак, величина добавок зависит от местных условий и должна быть откорректирована при налаживании производства, ориентировочно рекомендуемый материал для звездочки - ЖГр 0,5- 0,8.

 

Технология динамического горячего прессования состоит из следующих операций:

- отжиг до восстановления железного порошка (750˚С, 3 часа); среда-водород или дис. аммиак;

- дозирование компонентов согласно составу;

- смешивание (1,5 часа);

- дозирование смеси по массе заготовки;

- статическое холодное прессование (0,3-0,5 ГПа; пористость 25-30%);

- спекание предварительное гомогенизирующее (1000˚С; 40 мин. Защитная среда);

- покрытие коллоидным графитом (200-250˚С, смесь воды с графитом 20%);

- нагрев перед ДГП (1100˚С, 7 мин, защитная среда);

- динамическое горячее прессование (250 МДж/м³, 0,8 МН).

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-06-29; просмотров: 616. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.032 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7