Инструмент для ковки заготовок прямоугольного поперечного сечения

(51) 21 1/02 (2009.01) 21 1/04 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОВКИ ЗАГОТОВОК ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при деформировании заготовок прямоугольного сечения. Инструмент для ковки заготовок прямоугольного поперечного сечения, содержащий верхний боек со сферическим выступом, и нижний боек со сферической впадиной, отличающийся тем, что длина сферического выступа меньше длины сферической впадины.(72) Найзабеков Абдрахман Батырбекович Лежнев Сергей Николаевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Карагандинский государственный индустриальный университет Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Инновационный патент РК 20502, кл. В 21 5/00, 15.12.2008 22497 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к свободной ковке, и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов. Задачей данного изобретения является повышение качества металла без существенного изменения исходных размеров заготовки за счет локализации сдвиговых деформаций во всем объеме деформируемого тела. Известен инструмент для протяжки, содержащий верхний и нижний плоские бойки. Однако процесс деформирования в данном инструменте не обеспечивает требуемого качества поковок, так как характеризуется интенсивным вытеснением смещенного объема металла в осевом направлении под действием нормальных усилий от деформирующего заготовку инструмента. При этом элементы структурной неоднородности литого металла вытягиваются в направлении преимущественного течения металла, и структура поковки приобретает характерное волокнистое строение, что влечет за собой возникновение анизотропии механических свойств, показатели которых вдоль волокна возрастают по мере увеличения укова, а в поперечном направлении падают Охрименко Я.М. Технология кузнечноштамповочного производства. М. Машиностроение, 1976 Наиболее близким к заявленному техническому решению является инструмент для протяжки заготовок прямоугольного поперечного сечения,содержащий верхний боек со сферическим выступом, и нижний боек со сферической впадиной,у которого длина сферического выступа равна длины сферической впадины Инновационный патент 20502. 21 5/00. Инструмент для протяжки заготовок прямоугольного поперечного сечения. Найзабеков А.Б., Лежнев С.Н. 2008 г Недостатком известного инструмента является то, что в процессе деформирования происходит значительное изменение исходных размеров заготовки. Технический результат, получаемый при использовании изобретения,заключается в возможности осуществить в материале заготовки деформацию сдвига без существенного изменения исходных размеров заготовки. Это достигается тем, что инструмент для протяжки заготовок прямоугольного поперечного сечения имеет верхний боек со сферическим выступом, длина которого меньше длины сферической впадиной, имеющейся на нижнем бойке. Изобретение поясняется рисунком,представленным на фиг. 1, где 1 - исходная заготовка 2 - верхний боек 3 - нижний боек 4 сферический выступ верхнего бойка 5 сферическая впадина нижнего бойка. Деформирование осуществляется следующим способом. Заготовку 1 подают в инструмент для протяжки заготовок прямоугольного поперечного сечения на величину длины сферической впадины и обжимают (фиг. 2). Далее заготовку кантуют на 180 2 и опять подают на величину длины сферической впадины(фиг. 3),подвергают сдвиговой деформации новый участок заготовки, а также одновременно производят знакопеременное деформирование ранее деформированного участка заготовки и одновременно его выпрямление (фиг. 4). Таким способом заготовка деформируется по всей длине. Пример Был проведен эксперимент, основной задачей которого является повышение качества поковок за счет измельчения литой структуры при незначительном изменении исходных размеров заготовки. Для исследования микроструктуры были подготовлены стальные заготовки размерами 3030300 мм из стали Ст 40. Перед деформированием из этих заготовок были вырезаны темплеты для исследования структуры исходного металла. Анализ литой структуры стальных заготовок показывает, что она крупнозернистая. Предварительно нагретые до температуры начала деформирования 1200 С заготовки подвергали деформированию в бойках со сферическими выступами и впадинами с равной и неравной величиной длин выше приведенным способом. Размеры продеформированных заготовок после протяжки их по всей длине при использовании бойков с длиной сферического выступа равного длине сферической впадины составили 28,130,3317 мм, уков при этом равен 1,07. Размеры продеформированных заготовок после протяжки их по всей длине при использовании бойков с длиной сферического выступа меньше длины сферической впадины составили 28,830,1311,5 мм, уков при этом равен 1,04. Заготовки такого же типоразмера, также были продеформированы в плоских бойках с аналогичным уковом, что и в бойках со сферическим выступом длина которого равна длине сферической впадины. Из всех продеформированных заготовок были вырезаны темплеты в продольном и поперечном направлениях. Анализ микроструктуры продеформированных заготовок показал, что микроструктура металла поковок,полученных при деформировании заготовок в бойках со сферическими выступами и впадинами в обоих случаях мелкозернистая и равноосная по всему объему заготовки и мельче на 2-3 балла,чем микроструктура поковок,изготовленных на плоских бойках. При этом уков(т.е. изменение исходных размеров заготовки) при деформировании заготовок в бойках со сферическим выступом меньше сферической впадины в 1,03 раза меньше чем уков при деформировании заготовок в бойках имеющих сферический выступ равный сферической впадины. Так же при деформировании заготовок в плоских бойках наблюдается сильная анизотропия структуры по объему поковки. 22497 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Инструмент для ковки заготовок прямоугольного поперечного сечения, содержащий верхний боек со сферическим выступом, и нижний боек со сферической впадиной, отличающийся тем, что длина сферического выступа меньше длины сферической впадины.