Способ штамповки деталей с глубокими полостями

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения деталей выдавливанием , преимущественно обратным. Целью изобретения является повьшение износостойкости пуансона и производительности за счет обеспечения условий съема готовой детали с пуансона . Пуансон нагревают до температуры выше температуры заготовки, при этом калибрующий его поясок имеет размер d. Штамповку ведут в течение времени, не превышающего времени выравнивания температуры между пуансоном и заготовкой. В результате охлаждения размер калибрующего пояска в конечный момент деформирования становится меньше, чем в начальный, вследствие чего прошитая полость имеет уклон, предотвращающий заклинивание пуансона. 3 ил. 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (д 4 В 21 3 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3923657/31-27 (22) 09. 07. 85 (46) 23.05.87. Бюл. ¹ 19 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) P. P. Тимиргазеев, Ф. 3. Утяшев, В.В. Милюков и В.А. Шундалов (53) 621.777.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 485809, кл. В 21 J 5/00, 1972.

1 (54) СПОСОБ ШТАИПОВКИ ДЕТАЛЕЙ С ГЛУБОКИМИ ПОЛОСТЯИИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения деталей выдавливанием, преимущественно обратным.

„„SU 1311827 А1

Целью изобретения является повышение износостойкости пуансона и производительности за счет обеспечения условий съема готовой детали с пуансона. Пуансон нагревают до температуры выше температуры заготовки, при этом калибрующий его поясок имеет размер d„. Штамповку ведут в течение времени, не превышающего времени выравнивания температуры между пуансоном и заготовкой. В результате охлаждения размер калибрующего пояска в конечный момент деформирования становится меньше, чем в начальный, вследствие чего прошитая полость имеет уклон, предотвращающий заклинивание пуансона. 3 ил.

1 131

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления полых деталей обратным выдавливанием.

Цель изобретения — повышение износостойкости пуансона и производительности эа счет облегчения условий съема готовой детали с пуансона.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема штампа, разрез; на фиг. 2 — пуансон перед деформированием заготовки, исходное положение; на фиг. 3 — то же, конечный момент деформирования заготовки.

Штамп состоит из разъемных полуматриц 1, сопряженных по конической поверхности с обоймой 2, соосно которой размещено наружное кольцо .3, сопряженное с обоймой 2 по прессовой посадке. На боковой поверхности обоймы 2 и внутренней цилиндрической поверхности кольца 3 выполнены кольцевые проточки 4, образующие после сборки герметичную полость для циркуляции охлаждающей среды, которая подается и отводится с помощью штуцеров 5. Наружная боковая поверхность кольца 3 имеет слой теплоизоляции, выполненный в виде муфеля б. Нагрев нижней половины штампа осуществляется индукционным нагревателем 7. Нижняя половина штампа посредством плиты 8, теплоизоляционной прокладки 9 и плиты 10 крепится к столу пресса.

Раскрытие полуматриц осуществляется толкателем 11. Пуансон 12 нагревается быстросъемным нагревателем 13, устанавливаемым на полуматрице 1. Крепление пуансона 12 к траверсе пресса производится с помощью пуансонодержателя 14 и плиты 15.

Способ реализуется следующим образом.

В начальный момент верхняя половина штампа (фиг. 1) находится в крайнем верхнем положении. Посредством индукционного нагревателя 7 и системы охлаждения на разъемных полуматрицах стабилизируется определенное значение температуры, как правило меньшее или равное температуре нагрева заготовки, С помощью нагревателя 13 на пуансоне устанавливается температура большая, чем температура нагрева заготовки. Разница в температурах нагрева заготовки и полуматриц 1 выбирается иэ условий максимальной

1827 2

По мере перемещения траверсы в нижнее положение и при внедрении пуансона 12 в заготовку 16 между ними происходит теплообмен, температура 5 на пуансоне 12 снижается, пропорционально изменению температуры изменяется и размер его калибрующего пояска й„. В конечный момент штамповки калибрующий поясок пуансона 12 име50 ет размер d (фиг. 3) . Ввиду того, wan d„ 7 dg, внутренняя боковая поверхность прошитого отверстия в заготовке 16 имеет коническую форму, в верхней части заготовки между пуан55 соном 12 и отверстием в заготовке 16 образуется зазор с, который существенно облегчает обратный ход пуансона 12. Если последний перед началом деформирования имеет температуру

10 !

20

40 стойкрсти штампового материала и минимальной теплоотдачи заготовки.

Например, при изготовлении полуматриц 1 из стали 5ХНМ и штамповки магниевых и алюминиевых сплавов температуру на полуматрицах 1 стабилизируют на 130120 С ниже температуры о заготовки, при штамповке титановых сплавов и сталей температура на полуматрицах 1 ограничивается величиной о на 300-450 С ниже температуры нагрева заготовок °

Не исключается также и возможность поддержания на полуматрицах 1 температуры, равной температуре нагрева заготовки, т.е. создание изотермических условий. Но в этом случае возрастает стоимость штамповки оснастки, так как, например, для штамповки сталей или титановых сплавов потребуется использование жаропрочных сплавов типа ЖСбУ в качестве штампового материала.

После того как на полуматрицах 1 и пуансоне 12 стабилизируется заданное значение температуры, нагреватель 13 выводят из зоны штампа, верхнюю половину штампа поднимают в крайнее верхнее положение и в штамп укладывают нагретую до температуры деформирования заготовку 16 (фиг. 2).

Ползун пресса совместно с верхней половиной штампа опускается в нижнее положение. В момент соприкосновения пуансона 12 с заготовкой 16 он имеет более высокую температуру, чем заготовка 16, и размер его рабочей части (калибрующего пояска) равен d< °

1311.82 меньшую, чем температура заготовки

16, то в конечный момент штамповки

d будет больше d, за счет разогрева пуансона 12 от заготовки 16 и тепловыделения в очаге деформации. Обратный ход пуансона 12 будет затруднен и произойдет либо его заклинивание в заготовке 16, либо задирание последней.

В случае равенства температуры 10 нагрева пуансона 12 и заготовки 16 прошитое отверстие будет иметь цилиндрическую форму, при обратном ходе калибрующий поясок пуансона 12 будет тереться о стенки прошитого отверс- .15 тия, снижая его качество и уменьшая собственную стойкость.

Однако четкое равенство температур пуансона 12, заготовки 2 и полуматриц 1 обеспечить очень сложно. 20

Большое значение для реализации предлагаемого способа имеют теплофизические свойства деформируемого материала и материала штампа, Желательно также, чтобы материал, 25 из которого изготавливают пуансон, имел больший коэффициент линейного расширения, чем деформируемый материал.

Деформирование заготовки необходи-30 мо вести в течение времени, не превышающего время выравнивания температуры пуансона 12 и заготовки 16 °

В случае выравнивания температуры до окончания штамповки при дальнейшем ходе пуансона 12 будет получаться цилиндрическое отверстие, обратный ход пуансона 12 в этом случае будет затруднен. Если время деформирования меньше времени выравнивания 40 температуры между пуансоном 12 и заготовкой 16, то прошитая полость имеет коническую форму и затруднений для обратного хода пуансона 12 не будет.

Пример. Полуматрицы 1 (фиг,1),45 обойму 2, кольцо 3 выполняют из ста7 4 ли 5ХНМ. Пуансон 12 изготавливают из жаропрочного сплава ЖС6У. Производят штамповку стали 18Х2ИЧВА. Температура нагрева заготовки под штамповку

800+20 С. Перед штамповкой полуматрицы 1, обойму 2 и кольцо 3 нагревают индукционным нагревателем 7 до 500 С и стабилизируют на этом значении.

Пуансон 12 нагревают быстросъемным нагревателем 13 сопротивления до

950+10 С. Нагретую в печи до температуры деформирования заготовку укладывают в полуматрицы 1 и производят ее деформирование пуансоном 12 в течение 45 с. Допустимое время деформирования заготовки 16 определяют расчетным путем, затем проверяют экспериментально. Такой температурноскоростной режим штамповки позволяет получить изделия с цилиндрической полостью диаметром 40 мм и глубиной

220 мм.

При этом затруднений для обратного хода пуансона 12 не возникает в л отличие от варианта, когда пуансон

12 и полуматрицы 1 нагреваются до одинаковой температуры.

Формула изобретения

С по со б штамповки де талей с глубокими полостями обратным выдавливанием, преимущественно из труднодеформируемых сплавов, включающий нагрев заготовки до температуры деформирования и формоизменение ее в нагретой матрице пуансоном, имеющим температуру, превышающую температуру заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости пуансона и производительности за счет облегчения съема готовой детали с пуансона, деформирование ведут в течение времени, не превышающего время выравнивания температуры пуансона и заготовки.

1311827

1311827

Составитель А. Воронцов

Редактор A. Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор А. Зимокосов

Заказ 1917/10 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4