Выдавливание с утонением заготовки

Выдавливание с утонением — процесс формообразования детали за счет уменьшения исходной толщины вращающейся плоской или про­странственной заготовки без изменения ее наружного диаметра (рис. 90, а). Это возможно при условии, если толщина стенки детали толщина заготовки связаны между собой зависимостью

где —угол между осью оправки и образующей конической поверхности (или между осью и касательной к поверхности оправки в рассматриваемом сечении для неконических поверхностей). Несоблюдение условия приводит к разрушению заготовки. Поэтому копировальная система, жесткость формообразующей оснастки и станка должны позволять с высокой точностью выдерживать установ­ленный зазор (постоянно или закономерно изменяющийся) между оп­равкой и деформирующим роликом (роликами) в течение всего процесса выдавливания. Этому способствует также отсутствие биения заготовки, рабочих поверхностей ролика и оправки относительно их осей вращения.

Рис. 90. Выдавливание с утонением заготовки:

а—схема выдавливания конической детали с постоянной толщиной стенки из плоской ааготовки (/—оправка, 2— вращающийся прижим, 3—заготовка, 4— деталь, 5— ролик); б—детали, получаемые выдавливанием (1—деталь с постоянной толщиной стенки из заготовок 2 и 3 переменной осевой толщины , ….полученных соответственно вытяжкой и обработкой резанием, 4— деталь с переменной толщиной стенки из ли­стовой заготовки 5 толщиной бо); ей г —схемы прямого и обратного выдавливания цилиндрических деталей (1—заготовка, полученная вытяжкой, 2—трубчатая заготовка)

Из схемы, приведенной на рис. 90, а, видно, что исходная толщи­на материала как бы смещается параллельно оси, а любой участок заго­товки, расположенный на расстоянии у от оси, остается на таком же рас­стоянии от оси в готовой детали. Толщина детали вдоль оси («осевая толщина») в рассматриваемом сечении остается неизменной, равной толщине заготовки в этом же сечении.

Степень деформации при выдавливании с утонением характеризует­ся выражением

иза одну операцию не должна превышать 50—75% (в зависимости от материала заготовки).

Выдавливанием с утонением заготовки (окружная скорость до 300 м/мин, подача 0, 02—2 мм/об) могут быть получены осесимметричные полые детали с постоянной и переменной толщиной стенки (рис. 90, б) и углом а не менее 6—15°. В качестве заготовок используют ли­стовой материал, штамповки, отливки и заготовки, полученные обра­боткой резанием.

Цилиндрические детали выдавливают из цилиндрических заготовок меньшей длины, но большей толщины при неизменном внутреннем диа­метре прямым и обратным способами (рис. 90, в, г). Длину заготовки и толщину ее стенок определяют из условия равенства объемов заготов­ки и детали.

Сварные цилиндрические заготовки перед выдавливанием подверга­ют правке «раздачей» или обработке резанием, так как разнотолщинность стенок приводит к асимметричному напряженно-деформированно­му состоянию заготовки в процессе утонения и последующему искривле­нию оси или торца детали.

Цилиндрические детали обычно выдавливают за несколько прохо­дов одного или более деформирующих роликов. Станки, имеющие один ролик, позволяют утонять материал на 20% за один проход, а с двумя и тремя роликами — на 40%. Предельное суммарное утонение за одну операцию зависит главным образом от упрочнения материала. После двух или трех проходов необходимо производить разупрочняющую термическую обработку.

Методом выдавливания с утонением заготовки на станках относи­тельно небольшой мощности по сравнению с прессовым оборудованием изготовляют детали (с точностью ±0, 05 мм и чистотой поверхности ) не только из цветных, но и из высокопрочных, а также трудно деформируемых металлов и сплавов. При этом коэффициент использо­вания материала достигает 95%. Детали из титановых, молибденовых, вольфрамовых и циркониевых сплавов изготовляют выдавливанием из нагретых заготовок.

Для выдавливания с утонением заготовки применяют станки СДГ-20 и СРГ-1. На горизонтально-давильном копировальном станке СДГ-20 можно получать оболочки конической, оживальной и цилиндрической формы длиной и диаметром до 1200 мм. Горизонтально-раскатный ста­нок СРГ-1 предназначен только для изготовления из высокопрочных ма­териалов бесшовных тонкостенных цилиндрических оболочек (гладких и с наружными ребрами) диаметром до 1000 мм и длиной до 3000 мм.

Хорошие результаты при изготовлении крупногабаритных тонко­стенных оболочек дает комбинирование методов формования взрывом и выдавливания с утонением, выдавливания с утонением и глубокой вы­тяжки.