способ электровысадки концевых утолщений на стержневых заготовках

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОВЫСАДКИ КОНЦЕВЫХ УТОЛЩЕНИЙ НА СТЕРЖНЕВЫХ ЗАГОТОВКАХ, включающий нагрев рабочего торца упорного электрода, установку заготовки в матрицу, зажим ее по торцам посредством упорного электрода и опорного элемента, нагрев путем пропускания электротока, контроль температуры нагрева упорного электрода и заготовки с помощью датчиков и высадку утолщения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции электровысадочного оборудования и повышения производительности процесса, нагрев рабочего торца упорного электрода осуществляют путем использования первой заготовки, нагревая ее без последующей высадки до температуры, определяемой из условия

T_ков > T_1заг / T_уст.эл ,

где T_ков - температура заготовки при ее деформировании;

T_1заг - температура нагрева первой заготовки;

T_уст.эл - установившаяся температура рабочего торца упорного электрода в процессе непрерывной работы,

затем осуществляют цикличное прерывание контакта упорного электрода с заготовкой до достижения рабочим торцом упорного электрода температуры, значение которой соответствует установившейся температуре в процессе непрерывной работы, после чего первую заготовку заменяют на другую, датчик контроля температуры заготовки устанавливают на величину, соответствующую температуре заготовок при их деформировании, и начинают процесс электровысадки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью экономии металла, в качестве первой заготовки используют образец из жаропрочного материала, превышающего по жаропрочным свойствам материал заготовок, подлежащих высадке, и имеющий геометрические размеры, соответствующие размерам заготовки под высадку.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что образец изготавливают из сплава на основе никеля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к электровысадке, и может быть использовано для изготовления крепежных изделий типа болтов.

Известен способ электровысадки изделий, который может быть осуществлен посредством электровысадочной машины с индукционной приставкой, заключающийся в получении правильной формы головки детали путем нагрева пуансона в начале работы до температуры более 450^о С, т.е. до температуры, соответствующей установившейся температуре рабочей части пуансона в процессе непрерывной работы [1].

Недостатком этого способа является сложность электровысадочного оборудования, так как для осуществления процесса электровысадки необходимо иметь индукционную приставку, высокочастотный генератор и т.д.

Известен также способ электровысадки концевых утолщений на стержневых заготовках, включающий нагрев рабочей части упорного электрода и контроль температуры его нагрева с помощью приборов [2].

Известный способ также требует наличия дополнительных нагревательных элементов и обладает определенной инерционностью из-за наличия в устройстве для осуществления способа электровысадки изоляционной втулки, расположенной между спиралью и упорным электродом, которая препятствует его быстрому прогреву.

Целью предложенного способа является упрощение конструкции электровысадочного оборудования и повышение производительности процесса.

Это достигается тем, что в известном способе электровысадки концевых утолщений на стержневых заготовках, включающем нагрев рабочего торца упорного электрода, установку заготовки в матрицу, зажим ее по торцам посредством упорного электрода и опорного элемента, нагрев путем пропускания электротока, контроль температуры нагрева упорного электрода и заготовки с помощью датчиков и высадку утолщения, нагрев рабочего торца упорного электрода осуществляют путем использования первой заготовки, нагревая ее без последующей высадки до температуры, определяемой из условия

Т_ков > Т_1заг > Т_уст.эл., где Т_ков - температура заготовки при ее деформировании;

Т_1заг - температура нагрева первой заготовки;

Т_уст.эл. - установившаяся температура рабочего торца упорного электрода в процессе непрерывной работы.

Затем осуществляют цикличное прерывание контакта упорного электрода с заготовкой до достижения рабочим торцом упорного электрода температуры, значение которой соответствует установившейся температуре в процессе непрерывной работы, после чего первую заготовку заменяют на другую, датчик контроля температуры заготовки устанавливают на величину, соответствующую температуре заготовок при их деформировании и начинают процесс электровысадки. При этом для экономии металла в качестве первой заготовки используют образец из жаропрочного материала, превышающего по жаропрочным свойствам материал заготовок, подлежащих высадке, и имеющий геометрические размеры, соответствующие размерам заготовки под высадку. Образец изготавливают из сплава на основе никеля.

Способ иллюстрируется чертежом.

Устройство для осуществления способа электровысадки содержит неподвижную 1 и подвижную 2 матрицы, опорный элемент 3, размещенный на шибере, упорный электрод 4, датчик 5 контроля температуры заготовки 6 и сигнализатор 7 предельных температур, датчик 8 контроля температуры упорного электрода 4 и потенциометрическое устройство 9.

Способ осуществляют следующим образом.

Первую стержневую заготовку 6 устанавливают в матрицу 1 и зажимают по торцам между опорным элементом 3 шибера и упорным электродом 4. С помощью датчика 5 контроля температуры заготовки и сигнализатора 7 предельных температур устанавливают величину температуры Т_1заг первой заготовки 6, превышающую величину установившейся температуры рабочего торца упорного электрода 4 в процессе непрерывной работы Т_уст.эл. и начинают прогрев. При достижении на первой заготовке 6 температуры, превышающей температуру рабочего торца упорного электрода 4 в процессе непрерывной работы, сигнализатор 7 предельных температур выдает команду на прекращение нагрева. Прогретый упорный электрод 4 отходит от первой заготовки 6 (происходит разжим), после чего указанный цикл автоматически повторяется до тех пор, пока температура рабочего торца упорного электрода 4 не достигнет значения Т_{устр.эл.}, т. е. установившейся температуры рабочего торца упорного электрода в процессе непрерывной работы, что фиксируется с помощью датчика 8 контроля температуры рабочего торца упорного электрода и потенциометрического устройства 9. Первую заготовку 6, подверженную многократным циклам нагрева, заменяют на другую, на сигнализаторе 7 предельных температур вместо температуры Т_1заг нагрева первой заготовки устанавливают значение температуры Т_ков., т. е. температуру заготовки при ее деформировании, и начинают процесс электровысадки серийных заготовок.

Для экономии металла в качестве первой заготовки используют образец из жаропрочного материала, превышающего по жаропрочным свойствам материал заготовок, подлежащих высадке, и имеющих геометрические размеры, соответствующие размерам заготовок под высадку, например, из сплава на основе никеля: КН 77 ТЮР, ЖС-3 ДК и др.

П р и м е р. По данному способу изготавливали болты М 8 с шестигранной головкой из материала ЭИ - 437Б. Высадку осуществляли на модернизированном электровысадочном автомате АЭГ-1 с установкой датчиков контроля температуры заготовки и упорного электрода.

Для указанного материала значение Т_ков 1040^о С. Установившаяся температура рабочего торца упорного электрода при выбранном режиме охлаждения его водой соответствовала значению 470-490^оС. Значение температуры Т_1заг нагрева первой заготовки, используемой для разогрева упорного электрода, 750^о С. На сигнализаторе 7 предельных температур, который выключает дальнейший нагрев заготовки при достижении заданного значения, устанавливают 750^о С.

В качестве первой заготовки берут образец 6 из жаропрочного материала, превышающего по жаропрочным свойствам материал заготовок, подлежащих высадке. Образец 6 имеет размеры, соответствующие размерам заготовки, его устанавливают в матрицу 1 и зажимают по торцам между опорным элементом 3 шибера и упорным электродом 4, включают ток нагрева.

При достижении температуры на заготовке 750^о С сигнализатор 7 предельных температур дает команду на отключение тока нагрева, размыкание образца 6 и упорного электрода 4. Затем цикл: подвод образца к упорному электроду 4, зажим образца 6, включение тока нагрева, нагрев образца до температуры 750^о С, прекращение нагрева и т.д. повторяется до тех пор, пока рабочий торец упорного электрода 4 по показаниям потенциометрического устройства 9 не нагреется до 470^о С. В этот момент цикл останавливают, на сигнализаторе 7 предельных температур заменяют значение Т_1заг = 750^о С на Т_ков = 1040^о С, образец 6 из жаропрочного материала - на серийную заготовку и включают автоматический цикл электровысадки. При достижении на заготовке температуры 1040^о С выключают электронагрев и включают осадку заготовки. Далее электровысадку осуществляют согласно технологического режима.

По сравнению с прототипом изобретение упрощает конструкцию электровысадочного оборудования и повышает производительность процесса.