Способ выдавливания полости в заготовке

 

1. СПОСОБ ВВДАВЛИВАНИЯ ПОЛОСТИ В ЗАГОТОВКЕ по авт.св. № 501823, отличающийся тем, что, с целью экономии инструментальных материалов , поверхность, образукнцую отверстие в заготовке, выполняют в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны большего основания заготовки, а угол конусности поверхности , образующей отверстие, определяют по соотношению Tfr -2Rr + tg/b« - ---, где /ь - угол конусности поверхности,} образующей отверстие г - радиус отверстия со стороны меньшего основания заготовки; R, и R - радиусы меньшего и большего оснований наружной поверхности заготовки соответственно h - высота заготовки; сЛ - величина обжатия, сЛ tgot, I - величина перемещения заготовки при обжатии в матрице; об - угол конусности поверхности матрицы. 2. Способ по П.1, отличающийся тем, что введение пуансона в заготовку осуществляют при его вдавливании в заготовку по участку ее поверхности, прилегающей к зоне СО отверстия, при этом заготовку вьтолняют с углом конусности поверхности, образующей отверстие, измененным на величину, определяемую по соотношению 2h 3 tg 4i OQ Ф OQ где у - угол изменения конусности поверхности , образующей отверстие} Г h - высота заготовки, V - объем получаемой полости,г - радиус отверстия со стороны меньшего основания заготовки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„114 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3r

tg у= — (2h где т-— ки;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6 1) 501823 (21) 3665732/25-27 (22) 28.11.83 (46) 07.04.85. Бюл. Р 13 (72) H.È.Кравченко, А.Н.Равин, Э.Ш.Суходрев, В.В.Харченко, В.П.Шульга, А.П.Белозеров и И.В.Егоров (71) Физико-технический институт

АН Белорусской ССР (53) 621.73(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 50!823, кл. В 21 К 5/20, 1973. (54)(57) 1. СПОСОБ ВЫДАВЛИВАНИЯ ПО-

ЛОСТИ В ЗАГОТОВКЕ по авт.св. N - 501823, отличающийся тем, что, с целью экономии инструментальных материалов, поверхность, образующую отверстие s заготовке, выполняют в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны большего основания заготовки, а угол конусности поверхности, образующей отверстие, определяют по соотношению где р — угол конусности поверхности, образующей отверстие; г - радиус отверстия со стороны меньшего основания заготов4(si) В 21 J 5/12; В 21 К 5/20

К, и R — Радиусы меньшего и большего оснований наружной поверхности заготовки соответственно;

h — высота заготовки; величина обжатия, =2 tg oL; — величина перемещения заготовки при обжатии в матрице;

o(— угол конусности поверхности матрииы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что введение пуансона в заготовку осуществляют при его вдавливании в заготовку по участку ее поверхности, прилегающей к зоне отверстия, при этом заготовку выполняют с углом конусности поверхности, образующей отверстие, измененным на величину, определяемую по соотношению угол изменения конусности поверхности, образующей отверстие, высота заготовки, объем получаемой полости,- радиус отверстия со стороны меньшего основания заготовки.

89 1

3r 4Ч (— — — — — — 1), (2)

2h ЗЯЬг 3

11486 где — угол изменения угла конусности поверхности, образующей отверстие;

h — высота заготовки;

r — радиус отверстия со стороны меньшего основания заготовки, V — объем получаемой полости.

На фиг.1 приведена схема изготовления инструмента типа матриц для прессования шестигранного профиля по способу с применением только радиального обжатия, на фиг.2 — схема изготовления матрицы по способу с дополнительным приложением усилия со стороны меньшего основания заготовки, на фиг.3 — - вид заготовки с торца до и после обжатия.

Образование изделия осуществляют обжатием или обжатием в сочетании с вдавливанием заготовки 1 с коническим отверстие на пуансоне 2 в конической матрице 3 приложением усилия

P к торцу заготовки.

Благодаря выполнению отверстия в заготовке конусным (либо приданию ему дополнительной конусности в случае, если изготавливается изделие, полость которого имеет конические участки) процесс формообразования полости происходит за счет ликвидации припуска, неравномерно распределенного по высоте заготовки. Величина припуска в каждом из поперечных сечений заготовки благодаря выбору угла конусности по соотношениям (1) и (2) соотносится со скоростью радиального перемещения металла в этих сечениях таким образом, что в завершающей стадии процесса формообразования обжатие пуансона происходит одновременно по всей высоте его рабочей части. При этом обжатие заготовки по пуансону осуществляется с минимально необходимым для деформации усилием, существенно меньшим, чем при использовании известного способа и вследствие этого увеличивается стойкость пуансона. Одновременно уменьшается также неравномерность деформированного и напряженного состояний деформируемой заготовки и за счет этого выравниваются упругие деформации готового изделия, что облегчает возможность их учета где р угол конусности поверхности, образующей отверстие; радиус отверстия со стороны меньшего основания заготовки, 40 радиусы меньшего и большего оснований наружной поверхности заготовки соответственно; высота заготовки; величина обжатия, d =М tgaf; величина осевого перемещения заготовки при обжатии в матрице угол конусности поверхности матрицы.

К1 HR2

Введение пуансона в заготовку осуществляют при его вдавливании в заготовку по участку ее поверхности, прилегающей к зоне отверстия, при этом заготовку выполняют с углом конуснос- 55 ти поверхности, образующей отверстие, измененным на величину, определяемую по соотношению

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деформирующего инструмента для процессов прессования, штамповки и волочения. 5

По основному авт.св. ¹ 501823 известен способ выдавливания полости в заготовке, заключающийся в том, что в отверстие заготовки вставляют пуансон и вдавливают заготовку в коничес-10 кое отверстие матрицы, при этом пуансон вставляют со стороны, противоположной направлению приложения деформирующего усилия, после образования боковой поверхности полости пуансон 15 останавливают, а заготовку продолжают вдавливать в коническое отверстие .матрицы 513.

Недостаток известного технического решения состоит в повышенном рас- 20 ходе инструментальных материалов ввиду невысокой стойкости пуансона.

Цель изобретения - экономия инструментальных материалов.

Поставленная цель достигается 25 тем, что согласно способу выдавливания полости в заготовке поверхность, образующую отверстие в заготовке,выполняют в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны больше-З0 го основания заготовки, а угол конусности поверхности, образующей отверстие, определяют по соотношению т 2R„ y fr 2 "+

tgР = ==" h (1) 35

1148689

R2 г2=(R 1t „, ) 2 (r ) л (3) а внутренний радиус нижнего торца

r из аналогичного соотношения

25 (4) К2 Г2 = (R tgoC) 2 (r ") Обозначая величину обжатия 2 tg d.через 6"" и беря отношение разности (r"—

r ), найденной из (3) и (4), к h получим 30 rã 2 Г+,Г

1

В случаях, когда изделия с полос- 35 тью получают обжатием в конической матрице заготовки с отверстием по пуансону в сочетании с дополнительным приложением усилия со стороны меньшего основания заготовки, изменение уг-40 ла конусности отверстия на величину, определяемую соотношением (2), создает резерв для размещения смещаемого объема таким образом, что величина последнего остается практически неиэ-45 мениой вплоть до завершения процесса выдавливания, благодаря чему также уменьвается деформирующее усилие и цовщмется стойкость пуансона.В этих: случаях для определения угла р из от- 50 ношения (1) величина обжатия d"является не исходной, а производной от задаваемой глубин выдавливаемой полости (величи н4 рабочего хода f) с " = Õ tg ° 55

При этом общий угол конусности отверстия определяется алгебраической суммой углов р и у (например,фиг.2). при проектировании пуансона и улучшает качество изделий.

Так как обычно радиальное обжатие заготовки осуществляют с ограничением осевого перемещения деформируемого металла опорными плоскостями, соотношение (1) получено в предположении постоянства высоты заготовки.

При вдавливании заготовки, имеющей наружную коническую поверхность с углом конусности, равным углу конусности матрицы а, и цилиндрическую внутреннюю поверхность радиуса r на расстояние f в коническую матрицу измененный в результате радиального 15 обжатия радиус отверстия r (фиг.3) определим из равенства площадей торцов до обжатия JI(R -г ) и после об2 жатия Ti j(R2-2 tgeC) -(r ) 3, т. е. из соотношения 20

Соотношение (2), позволяющее определять составляющую угла конусности отверстия заготовки при вдавливании в нее пуансона, получено при предположении равенства объема отверстия заготовки и объема внедряющегося инструмента Ч. Из условия равенства объемов получим

R=--+

2 (5) где R — - радиус отверстия со стороны большего основания заготовки, а r — радиус отверстия со стороны меньшего основания заготовки.

Поскольку угол конуса отверстия заготовки определяется из

R-r

1 то, подставляя в (6) значение К иэ (5), получаем искомое соотношение (6) 3r

2Ь

Пример 1, Из стали ЗХ2В8Ф изготовлена матрица для прессования шестигранного профиля (радиус вписанной окружности 18 мм) обжатием по пуансону по схеме, приведенной на фиг.1. Наружная боковая поверхность заготовки выполнена с углом конусности oL =5, равным углу конусности матрицы высотой h=40 мм, радиусами

r=20,9 мм, R„=44,6 мм и К2=48,2 мм.

Максимальный припуск под калибровку нижнего торца определяется как разность радиуса г и радиуса вписанной окружности, т.е. 20,9-18=2,9 мм.

Тогда, полагая в (4) г =18 мм (здесь

If

r не зависит от высоты и равно радиусу вписанной окружности сечения пуансона) получаем, что величина обжатия

1,3 (мм).

Подставляя найденное значение о в (1), получаем уь =30 .

Заготовку помещают на пуансоне в штампе для выдавливания иэделий с полостями, установленном на гидропрессе усилием 2000 тс, и вдавливают в коническую матрицу с углом конусности Ы=5 на глубину f--15 ми. Откалиброванная заготовка имеет по-.. лость, не требующую дальнейшей обработки.

1148689

Пример 2. Такие же изделия, только с большим различием диаметров вписанной в профиль и описанной около него окружностей (радиусом 24 мм), получают предлагаемым способом,т.е. обжатием по пуансону в сочетании с вдавливанием его в отверстие заготовки по схеме, приведенной на фиг.2.

Поскольку в этом случае использует10 ся матрица с углом конуса =2 а величина f равна глубине выдавливаемой полости, т.е. 40 мм, находят, что е Ф tg 1 1,4 мм. При использованин для получения матрицы заготовки, описанной в примере 1, но имеющей г=24 мм, р =20 и 1 =3 40, найденные из соотношения (1) и (2) соответственно, V равно 80352 мм . Откалиброванная матрица имеет полость, не требующую дальнейшей обработки.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным обеспечивает экономию инструментальных материалов эа счет увеличения стойкости пуансона.

1148689

4Млиал ППН "Патент", ю.Уагород, ул.Проектная, 4

ВН КИПИ

; Ъ Ра к 047

Заказ 1788/б

Подписное