Способ высадки стержневой заготовки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам высадки утолщений сложной конфигурации на стержневых заготовках . Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости изготовления заготовок типа стержня с вытянутой в плане головкой, имеющей неперпендикулярные к оси стержня торцовые поверхности. При высадке таких изделии цилиндрическую заготовку помещают в разъемную матрицу и высаживают выступающую из нее часть стержня заготовки пуансоном сначала на предварительном, затем, на окончательном переходах. При этом на обеих позициях матрица одна и та же. Ручей матрицы состоит из цилиндрического участка и участка под высадку головки, поверхность дна которого наклонена к оси стержня. Пуансон предварительного перехода высадки ;имеет выпуклый фасонный торец, образованный двумя пресекающимися плоскостями , линия пересечения которых смещена относительно оси матрицы. Пуансон окончательного перехода имеет плоскую поверхность, параллельную поверхности дна участка под высадку головки в матрице. Благодаря высадке стержневых заготовок указанным инструментом достигается снижение трудоемкости изготовления изделий до 1,3 раза и экономия материала заготовки до 10%. 2 ил. с S (Л со ел ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 В 21 J 5 08 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3980048/3 1-27 (22) 02.10.85 (46) 30.11.87. Бюл. ¹ 44 ((1) Уральский политехнический институт (72) А.Н.Леванов, В.К.Смирнов, С.В.Харитонин, В.A.Âîëêîâ и В.Б.Тимохов (53) 621.735(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 814544, кл. В 21 J 5/08, 1979. (54) СПОСОБ ВЫСАДКИ СТЕРЖНЕВОЙ ЗА,ГОТОВКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам высадки утолщений сложной конфигурации на стержневых заготовках. Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости изготовления заготовок типа стер,— жня с вытянутой в плане головкой, имеющей неперпендикулярные к оси стержня торцовые поверхности. При вы-. садке таких изделий цилиндрическую заготовку помещают в разъемную матрицу и высаживают выступающую иэ нее часть стержня заготовки пуансоном сначала на предварительном, затем на окончательном переходах. При этом на обеих позициях матрица одна и та же.

Ручей матрицы состоит из цилиндрического участка и участка под высадку головки, поверхность дна которого наклонена к оси стержня. Пуансон предварительного перехода высадки имеет выпуклый фасонный торец, образованный двумя пресекающимися плос.костями, линия пересечения которых смещена относительно оси матрицы. Пуансон окончательного перехода имеет плоскую поверхность, параллельную поверхности дна участка под высадку головки в матрице. Благодаря высадке стержневых заготовок указанным инструментом достигается снижение трудоемкости изготовления изделий до

1 3 раза и зкономия материала заготовки до 10Х. 2 ил.

1355340

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам высадки утолщений сложной конфигурации на стержневых заготовci ках, и может быть использовано для изготовления компрессорных и турбинных лопаток.

Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости изготовления заготовок типа стержня с головкой, имеющей неперпендикулярные к оси стержня торцовые поверхности, На фиг.1 изображен штамп предвари- 1r тельного формовочного перехода на фиг.2 — то же, окончательного перехода °

Способ осуществляют следующим образом. 20

Часть стержневой заготовки зажимают двумя полуматрицами 1 и 2. Свободный конец заготовки 3 предварительно деформируют пуансоном 4 с фасонной торцовой рабочей поверхностью, 25 образованной двумя пересекающимися плоскостями, линия пересечения кото-. рых смещена относительно оси заготовки на величину Ь, определяемую выражением

Ь з п2ot, 1!

Ь = — — — —.Р.В + В (- — 1) — 11 удг (4

t где h — высота высаживаемой головки

Й вЂ” диаметр высаживаемой головки;

L — длина и ширина высаживаемой головки в плане, 35

Π— угол наклона торцовой поверхности головки относительно плоскости, перпендикулярной оси заготовки.

Грани торца пуансона наклонены к 40 торцовой поверхности головки высаживаемой детали под углом Р, превышающим угол трения на 2-3 .

Окончательную высадку осуществляют пуансоном 5 с плоской рабочей поверх- 4g ностью в полуматрицах б и 7.

Полное перемещение любой точки контактной поверхности пуансона 4 (например линии U пересечения плос1

1 & костей) в результате деформации íà В0 предварительном переходе может быть разложено на нормальную (U ) к торн цовой поверхности матрицы и танген-! циальную (U ) составляющие. Состав( ляющая U„ определяет величину боково- 5 го смещения верхней, контактной поверхности относительно нижней. Аналогичный сдвиг верхней контактной поверхности относительно нижней происходит и при окончательной высадке.

Для точки, лежащей на линии nepecelt чения плоскостей, это величина Uа для крайней правой — Б„. Таким образом, суммарная величина бокового смещения верхнего торца заготовки относительно нижнего определяется величиной ее суммарного обжатия за два перехода. На основании приведенных пояснений и геометрических соображений полная величина смещения оп.ределяется формулой

4V а = (— — — h) sins С1 2

t где V — - объем высаживаемой части за- готовки (полости штампа), d — диаметр зажимного отверстия матрицы

h — - высота получаемого утолщения (полости штампа).

Пластический сдвиг верхнего торца высаживаемой заготовки относительно нижнего на величину а обуславливает неравенство потоков металла в направлении уклона и в противоположном направлении. Так как нижняя торцовая поверхность головки не смещается относительно оси заготовки за счет ее защемления матрицами, можно считать, что осредненная по высоте загQTOBKH граница раздела потоков металла смещена относительно оси заготовки на величину а/2. Для устранения описанной асимметрии потоков металла линия пересечения плоскостей, разделяющая очаг деформации на зовы с противоположным направлением течения металла, смещена на величину a/2.

Величина этого смещения, отсчитываемая в перпендикулярном оси заготовки направлении, связана с велиа чикой а/2 соотношением Ь = -cosa.

Выражая объем V высаживаемой части заготовки через параметры L В и h получают величину Ь, выраженную через размеры высаживаемой заготовки.

Пример. В качестве исходной использовалась заготовка из свинца диаметром d = 20 мм (соответствует диаметру зажимного канала матрицы) с длиной высаживаемой части 47 мм.

Высадка производилась при комнатной температуре на универсальной испытательной машине УМЭ-10TN усилием

100 кН.

В первом, предварительном переходе заготовка, зажатая в матрице, де1355340 формировалась клиновым пуансоном, вершина которого смещена в сторону уклона торцовой поверхности матрицы о соответственно при м, = 8 на величи1 о ну Ъ = 2,5 мм, при oL = 12 на велиО чину Ъ = 3,8 мм, при М, = 16 на величину Ь = 4,9 мм. Угол трения свинца по стали на основании опытных данных о принят равным 12, а угол уклона граней. клинового пуансона относительно lO торцовой поверхности матрицы превышает его на 3 (P = 15 ) ..

Размеры высаженной головки (полости штампа) в первом переходе по аналогии с обозначениями во втором пере- 15 ходе (фиг.1) имеют следующие значения. d =20 ìì, В< =21 мм, L, = 40 мм, h, = 16 мм (размер h взят .по вершине клина). Нижняя грань головки расположена под углом са к плос-2О кости, перпендикулярной оси заготовки.

Ва втором переходе осуществлялась окончательная высадка головки пуансона с плоской рабочей поверхностью, расположенной под углом са к плоскости, перпендикулярной оси пуансона.

Угол о изменяли на трех уровнях:

8, 12 и 16 . Другие размеры высаженной головки оставались постоянными во всех трех вариантах высадки и имели следующие значения: Ь = 10,5 мм, ;В = 22 мм, L = 58 мм.

Формула изобретения

Способ высадки стержневой заготовки, заключающийся в том, что часть заготовки зажимают двумя полуматрицами, а свободный конец предварительно и окончательно деформируют рабочим торцом пуансона в полости матрицы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости при изготовлении заготовок типа стержня с вытянутыми в плане головками, имеющими неперпендикулярные к оси стержня торцовые поверхности, заготовку предварительно деформируют в матрице, дно рабочей полости которой выполнено наклонным к продольной оси заготовки, пуансоном с торцовой рабочей поверхностью в виде двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых смещена относительно оси высаживаемой заготовки на величину Ь, определяемую зависимостью Ъ . 2 р

Ъ = — — "" — "- LB + В (-" — 1) — 16

;;р (4

У где h — - высота высаживаемой головки, d — - диаметр высаживаемой головки;

Ь вЂ” длина высаживаемой головки в плане,  — ширина высаживаемой головки в плане

Ы вЂ” угол уклона торцовой поверхности головки относительно плоскости, перпендикулярной оси заготовки, при этом грани клина наклонены к торцовой поверхности головки готового изделия под углом, превышающим угол о трения на 2-3, а окончательную высадку осуществляют пуансоном с плоской рабочей поверхностью.

1355340

Составитель Н.Тимофеева

Техред Л.Олийнык

Редактор Т.Парфенова

Корректор О.Кравцова

Заказ 5741/10

Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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