СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВЫХ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ПО ТОЛЩИНЕ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ
METHOD OF MAKING SHEET BLANKS PROFILED ALONG THICKNESS OF BILLETS FOR DEEP DRAWING

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления заготовок для глубокой вытяжки.
Известен способ изготовления профилированных заготовок осадкой, при котором заготовку сжимают между бойками, одна из поверхностей которых выполнена в виде усеченного конуса [1]. Известным способом, возможно получить профилированную по толщине заготовку, толщина которой изменяется по линейному закону от центра к периферии, с максимальным коэффициентом использования металла.
Недостаток известного технического решения заключается в том, что осадка фланцевой части заготовки приводит к упрочнению фланца, которое может быть причиной разрушения заготовки в процессе штамповки из-за исчерпания ресурса пластичности. Поэтому для восстановления технологических свойств заготовки необходимо проводить дополнительные операции отжига и операции снятия окалины, правки заготовки, что повышает стоимость изготовления заготовки.
Наиболее близким техническим решением является выбранный нами в качестве прототипа способ изготовления листовых профилированных по толщине заготовок для глубокой вытяжки, в котором плоскую листовую заготовку с постоянной толщиной центрируют по наружному диаметру в оправке, прижимают центральную часть заготовки к оправке и профилируют заготовку снимая механическим путем часть металла [2].
Известный способ позволяет изготовить профилированную по толщине заготовку в результате центрирования заготовки в оправке, прижатия ее центральной части к плоскости оправки, поворота верхнего суппорта (суппорта резцедержателя) на углы, меньшие 90°, но близкие к 90°,и перемещения резца вдоль образующей конической заготовки, за счет ручного вращения винта суппорта резцедержателя.
Недостатком этого технического решения является низкое качество изготовления профилированной поверхности из-за ручного перемещения резца вдоль образующей конической поверхности.
Для решения поставленной задачи в известном способе изготовления листовых профилированных по толщине заготовок для глубокой вытяжки в оправке предварительно выполняют проточку в виде усеченного конуса, форма которой соответствует наружному контуру профилированной заготовки, с меньшим основанием конической поверхности, обращенным внутрь оправки, глубина проточки соответствует высоте конической части профилированной заготовки, а больший диаметр проточки соответствует наружному диаметру заготовки, прижатие заготовки сопровождают вдавливанием центральной части заготовки до соприкосновения с плоской центральной частью полости оправки, а профилировку заготовки осуществляют автоматическим движением поперечного суппорта в направлении, перпендикулярном продольной оси станка.
Предложенное техническое решение позволяет повысить качество изготовления поверхностного слоя при профилировании заготовки за счет уменьшения шероховатости поверхности заготовки, а также позволяет использовать универсальные станки для изготовления профилированной заготовки.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где показаны:
- на фиг. 1 форма профилированной заготовки;
- на фиг. 2 оправка для изготовления профилированной заготовки;
- на фиг. 3 заготовка, установленная в проточку и сцентрированная в оправке по наружному диаметру;
- на фиг. 4 заготовка, вдавленная в коническую полость оправки;
- на фиг. 5 заготовка в оправке после профилирования;
- на фиг. 6 профилограмма неровностей, записанных с заготовки, изготовленной при перемещении верхнего суппорта вручную;
- на фиг. 7 профилограмма неровностей, записанных с заготовки, изготовленной при перемещении резца за счет поперечного суппорта в автоматическом режиме.
о
о
опр
о
опр
о
опр
прот
о
опр
у
о
о
опр
Согласно предложенному способу изготовления листовых профилированных по толщине заготовок для глубокой вытяжки заготовку 1 диаметром Д, толщиной S (см. фиг. 1) устанавливают в оправку 2, в которой выполнена проточка в виде усеченного конуса, соответствующая контуру профиля заготовки (см. фиг. 2). Меньшее основание усеченного конуса оправки d равно меньшему основанию d заготовки 1. Диаметр большего основания усеченного конуса оправки Д равен наружному диаметру Д заготовки 1. Для центрирования заготовки 1 в оправке 2 выполняют проточку диаметром Д глубиной h. После установки и центрирования заготовки 1 с постоянной толщиной S по диаметру Д заготовку 1 вдавливают во внутреннюю полость оправки 2 на глубину S, прижимая центральную часть заготовки 1 диаметром d с постоянной толщиной S к центральной части оправки 2, которая имеет размеры d Вдавливание заготовки 1 может быть осуществлено вращающейся оправкой, установленной в задней бабке станка. Результатом вдавливания является деформация фланцевой части как в упругой, так и в пластической области и приобретение конической формы (см. фиг. 3).
ф
у
В результате автоматической подачи поперечного суппорта резец перемещается в направлении, перпендикулярном продольной оси станка от центра к периферии или от периферии заготовки к центру, и снимает часть металла, максимальный съем на фланце будет S,равный S. После профилировки заготовки 1 ее удаляют из оправки. Если заготовка 1 деформировалась в упругой области, то после удаления из оправки 2 неточеная поверхность заготовки восстанавливает свою плоскостность, а снятая заготовка 1 после пластической деформации фланцевой части будет иметь конусную форму.
о
о
о
с
о
о
Рассмотрим пример изготовления профилированной по толщине заготовки с наружным диаметром Д, равным 70 мм, толщиной в центральной части S, равной 3,0 мм, распространяющейся до диаметра d,равного 28 мм, и толщиной на фланце S, равной 1,5 мм, предложенным техническим решением. Для изготовления заготовки с приведенными параметрами заготовку с наружным диаметром Д равным 70 мм, толщиной S равной 3 мм, устанавливаем в предварительно изготовленную оправку 2 (см. фиг. 3). В оправке выточена проточка в виде усеченного конуса, форма которого соответствует форме профилированной заготовки.
опр
Максимальный диаметр проточки в оправке, в который устанавливается заготовка, равен 70 мм. Меньшее основание конической поверхности оправки выполняют диаметром, равным 28 мм. Высоту усеченного конуса Sy проточки в оправки 2 выполняют равной 1,5 мм (см. фиг. 2). Для удобства центрирования заготовки максимальный внутренний диаметр проточки в оправке заглубляют на 1,5 мм. После установки заготовки 1 и центрирования по внутреннему диаметру оправки 2, равному 70 мм, центральную часть заготовки диаметром 28 мм прижимают к диаметру оправки d, равному также 28 мм, посредством приложения усилия от оправки, установленной в задней бабке станка и имеющей наружный диаметр также 28 мм. Заготовка 1 деформируется и принимает форму конической поверхности оправки 2, после чего поперечным движение резца снимают выступающий объем металла с фланцевой части заготовки 1, равный 1,5 мм. После удаления заготовки 1 из оправки 2 заготовка 1 имеет профилированную по толщине поверхность в соответствии с заданным углом профилирования.
z
z
z
Для определения качества поверхностного слоя в заготовках проводился замер шероховатости на профилографе-профилометре и определялся параметр R. Показатель шероховатости R на образцах, изготовленных при перемещении резца за счет верхнего суппорта вручную, находится в диапазоне 30-50 мкм. На образцах, изготовленных при перемещении резца за счет поперечного суппорта в автоматическом режиме, показатель шероховатости R находится в диапазоне 7-8,5 мкм. Профилограммы показаны на фиг. 6 и 7 соответственно.
Таким образом, при стандартном перемещение резца в автоматическом режиме за счет поперечного суппорта поверхность заготовки имеет низкую шероховатость и высокое качество, и следовательно предложенное техническое решение позволяет использовать универсальные станки для изготовления профилированных по толщине заготовок.
Источники информации
1. Шофман А.А. Элементы теории холодной штамповки. М.: Оборонгиз, 1952, с. 85.
2. Дубинин Н.П. Технология металлов и других конструкционных материалов. М.: Высшая школа, 1962, с. 451.