СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБОЛОЧЕК ОЖИВАЛЬНОЙ ФОРМЫ ИЗ ЗАГОТОВКИ КОНУСНОЙ ФОРМЫ ИЗ МАЛОПЛАСТИЧНОЙ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМОЙ СТАЛИ ВНС-16 ОДНОПЕРЕХОДНОЙ ШТАМПОВКОЙ В ШТАМПЕ
METHOD FOR ONE-PASS DIE FORGING THIN-WALLED LARGE-DIMENSIONED OGIVAL-SHAPED SHELLS OF CONE-SHAPED BLANK PARTS MADE OF LOW-DUCTILITY DIFFICULT-TO-FORM STEEL OF "BHC-16" GRADE

Изобретение относится к машиностроению, а именно может быть использовано при изготовлении тонкостенных крупногабаритных оболочек оживальной формы из заготовки конусной формы из малопластичной труднодеформируемой стали ВНС-16 однопереходной штамповкой в штампе.
При штамповке тонкостенной крупногабаритной заготовки конусной формы из малопластичной труднодеформируемой стали с целью получения детали оживальной формы необходимо предотвращение сминания боковых стенок заготовки пуансоном и перегрева ее, что влечет изменение механических свойств. Нагрев только заготовки перед штамповкой требует меньших затрат, чем подогрев в штампе. Способ изготовления тонкостенных крупногабаритных оболочек оживальной формы из заготовки конусной формы из малопластичной труднодеформируемой стали осуществляется однопереходной штамповкой в штампе, выполненном с зазором между матрицей и пуансоном, с предварительным нагревом заготовки, с формированием перед штамповкой фланца со стороны большего диаметра заготовки для зажима ее в матрице, а нагрев заготовки производят до температуры, которую находят из графика, отражающего зависимость температуры нагрева от предела прочности нагретой заготовки, по пределу прочности нагретой заготовки, определенному из соотношения:
, где
вt
σ - предел прочности нагретой заготовки;
в
σ - предел прочности обрабатываемого материала при t°=20°;
в
m - коэффициент вытяжки при t°=20° в точке максимального прогиба;
вt
m - коэффициент вытяжки в точке максимального прогиба при нагреве;
К - коэффициент пропорциональности, выведенный опытным путем, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала.
Способ пояснен фиг.1 - где изображена заготовка и полученная деталь с указанием точки максимального прогиба - А. На фиг.2 показан график зависимости предела прочности для стали ВНС-16 от температуры нагрева заготовки.
вt
Способ осуществляют следующим образом. Находят на заготовке точку максимального прогиба, зная диаметр заготовки в этой точке и диаметр полученной детали в той же точке, находят m - коэффициент вытяжки.
Коэффициент вытяжки при нагреве равен:
где D - диаметр детали в точке максимального прогиба;
d - диаметр заготовки в точке максимального прогиба.
Коэффициент вытяжки при холодной штамповке:
1
где D - диаметр полученной детали в точке максимального прогиба при t°=20°;
d - диаметр заготовки в точке максимального прогиба.
в
вт
Зная марку материала заготовки, находят опытным путем К - коэффициент пропорциональности и строят график зависимости предела прочности от температуры нагрева заготовки. При штамповке заготовки конусной формы, не нагревая ее, получаем m - коэффициент вытяжки при t°=20°. После чего, подставляя данные в зависимость, получают σ - предел прочности при нагревании
вt
вt
вt
График зависимости σ от температуры нагрева заготовки из стали ВНС-16 строится следующим образом. На образцах материала, из которого изготовлена заготовка, и нагретых до определенной температуры, т.е. t°=200°C, 400°С,…1200°С, определяются σ. На основании полученных экспериментальных данных строится график зависимости σ от t°C.
вt
Из графика зависимости предела прочности от температуры нагрева по определенной величине σ находим температуру нагрева заготовки. После чего со стороны большего диаметра формируют фланец для зажима заготовки в матрице, нагревают заготовку до найденной температуры, помещают в матрицу, зажимают фланец и пуансоном осуществляют штамповку. Заготовку извлекают из штампа.
Пример осуществления способа.
1
Конусную сварную заготовку из стали ВНС-16 с минимальным диаметром 600 мм, максимальным диаметром 1200 мм, высотой 800 мм, толщиной стенки 0,8 мм вначале штампуют без нагрева заготовки до максимально возможной вытяжки. При этом D=910 мм, d=900 мм, D=920 мм.
вt
Зная марку материала заготовки (ВНС-16), строят график зависимости предела прочности σ от температуры t°С (фиг.2).
Производят расчет:
,
.
Далее, используя зависимость
и определив К=0,1, находим
.
После чего по таблице (фиг.2) определяем температуру нагрева заготовки:
вt
в
2
σ=12 кгс/мм t=900°C
Таким образом получена тонкостенная крупногабаритная деталь из малопластичной труднодеформируемой стали ВНС-1 из заготовки конусной формы методом однопереходной штамповки высокой точности с наименьшими затратами.