Способ изготовления деталей типа инструмента с формообразующей полостью и штамп для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 21 К 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ НИ

К А ЮТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 399 2? 57/3 1-27 (22) 23. 12 ° 85 (46) 15. 08. 88 . Бюл. М- ЗО (71) Физико-технический институт

АН БССР (72) В.М.Анищик, Н.Л .Годин, Е.В,Кунцевич, Ю.Г.Лукойин, А.Н.Равин, Н.В.Рябиков, Л.П.Салтыков, Э.Ш.Суходрев и В.П.Шульга (53) 621.735(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1 l42210, кл. В 21 К 5/20, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

ТИПА ИНСТРУМЕНТА С ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ

ПОЛОСТЬЮ И I!ITAMII ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) .Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к области изготовления деталей типа инструмента с формообразующей полостью.

Цель - расширение технологических возможностей. Непосредственно перед обжатием в сплошной заготовке выдавливают калибрующую часть полости, а обжатие осуществляют по тому же

„.Я0„„1416257 А 1 пуансону, которым осуществлено выдавливание с неравномерной по контуру боковой поверхности степенью обжатия, причем степень обжатия на отдельных участках поверхности выбирают пропорционально усредненной степени деформации по толщине стенки детали при выдавливании полости. В штампе образующая конИЧеской рабочей поверхности матрицы выполнена с различными углами наклона на отделных участках поверхности, причем матрица ориентирована относительно пуансона так, что образующая с минимальным углом наклона лежит в продольной плоскости, проходящей через наимень- гший радиус-вектор точек контура сечения пуансона. Штамп содержит про- ® шивную матричную вставку, размещенную концентрично пуансону, Виду осу- С ществления обжатия заготовки по контуру боковой поверхности с различной 2 нагрузкой достигается выравнивание гидростатического давления в разных зонах заготовки. 2 с. и 1 з,п.ф-лы, МЬ

1 ил..

14162. 7

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению формообразующего инструмента с внутренними полостями для процессов прессования, .волочения, штамповки и др.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей.

На чертеже представлена реализация схемы способа в штампе.

При обратном ходе ползуна коническая матрица 6 под действием упру-, гого элемента 7 перемещается вверх, осуществляя сьем поковки матрицы

10 с пуансона 5, а затем с помощью выталкивателя 9 и толкателей 8 поковка матрицы освобождается из конической матрицы 6.

В штампе для осуществления способа величину угла наклона выбирают в зависимости от формы и размеров пуансона и матрицы по соотношению

Штамп для осуществления способа состоит из верхней плиты 1, с закрепленным .на ней прижимом 2, в котором ус- 15 тановлена прошивная матричная встав.ка 3, и нижней плиты 4, в которой установлены пуансон 5 и коническая матрица 6. В нижней плите 4 также размещены упругий элемент 7, толкатели 20

8 и выталкиватель.9.

Способ в штампе осуществляют следующим образом.

Заготовку помещают в конической матрице 6 на толкатели 8. Во время 25 рабочего хода пресса ползун вместе с

1 плитой 1, прижимом 2 и прошивной ма! тричной вставкой 3 движется вниз. Деформирование заготовки происходит в две стадии. На первой — пуансон 30

5 вдавливается в заготовку, переме щающуюся вниз под действием прижима 2, формируя калибрующую часть полости детали.

При этом коническая матрица б 35 совместно с заготовкой, . перемещаясь вдоль оси относительно пуансона 5, сжимает упругий элемент 7.

На второй стадии (с момента смыкания конической матрицы 6 с нижней 40 плитой 4) происходит дальнейшее вдавливание пунасона 5 в заготовку с одновременным обжатием последней по наружной боковой поверхности посредством матрицы 6 ° На этой стадии про-, исходит полное оформление полости, 1! t Ос1 2т + К и — ----- r(1)

- 1 tg К< 2r(+ К

R tROL< юММю

R tgk< радиус большего основания конической рабочей и ов ерх нос ти матрицы; — наименьший радиус-вектор точки контура сечения пуансона; радиус-вектор точек контура сечения пуансона в произвольном направлении

1; — угол поворота радиуса-вектора от полярной оси,совпадающей с г< (1 изменяется от 0 до 360 С); — углы наклона образующей рабочей поверхности матрицы в направления r è

r; соответственно; — высота конического участка матрицы, которая совпадает с высотой .заходной части полости детали; — коэффициент, учитывающий величину утяжины, К =

= 0,6-1. товлении деталей из матегде

,иоС;

При и эго риала с достаточной пластичностью. штамп снабжен прошивной матричной вставкой.

Благодаря тому, что в способе обжатие по контуру боковой поверхности осуществляют с различной нагрузкой, величину которой на отдельных участках поверхности выбирают в зависимости от величины локальной деформации при выдавливании калибрующей части полости, достигается выравнивание гидростатического давления в разных зонах заготовки. При этом уменьшается неравномерность нагружения пуансона и обеспечивается возможность изготовления без поломок последнего деталей с полостями, контур сечения которых расположен на различных расстояниях от наружной поверхности, в т,ч. и деталей с полостями С-образной формы. Осуществление обжатия заготовки непосредственно после выдавливания в ней полости и на том же пуансоне, которым произведено выдавливание, в сравнении с прототипом позволяет уменьшить трудоемкость за счет упразднения операций повторного нагрева (горячее

1О

20

ЭО

3 1416 обжатие) или отжига (холодное обжатие), а также сократить расходы на изготовление дополнительНой штамповой оснастки.

Благодаря выполнению в конструк-. ции штампа матрицы с различными углами наклона образующей конической поверхности на отдельных участках поверхности, ее ориентации относительно пуансона и выбору угла наклона в зависимости от формы и размеров пуансона и матрицы по соотношению (1) обеспечивается радиальное перемещение к пуансону по всему его контуру одинаковых объемов металла, независимо от формы и расположения полости. Выражение (1) получено из условия равенства смещенных объемов деформируемого металла при обжатии

4и с учетом экспериментальных данных о величине утяжины при вдавливании пуансона.

При изготовлении деталей из труднодеформируемых штамповых сталей с невысокой пластичностью выдавливание заготовки осуществляют на сплошной плите (по схеме обратного выдавливания при преобладании всестороннего сжатия). с образованием "доньппка", которое впоследствии отрезают; Для материалов с достаточной пластичностью деформирование осуществляют по схеме сквозной прошивки с использованием прошивной матричной вставки, установленной в прижиме. Благодаря .этому. снижается усилие и расход ма-. териала sa счет отсутствия донышка и уменьшения высоты заготовки.

Для инженерных расчетов выражение (1) можно упростить, отбросив члены, содержащие tg aL . При этом not лучим вехностн матрицы К 100 мм, совпадающий с радиусом заготовки, минималь" ный угол наклона образующей рабочей поверхности матрицы в направлении, соответствующем наименьшему радиусувектору г,, проведенному из центра изделия к контуру сечения полости (или пунасона) в полярной системе о ° координат, о, = 5; коэффициент, учитывающий величину максимальной утяжины, найденный экспериментально, К = 0 8 мм.

Углы наклона образующей матрицы в разных направлениях определяли .в соответствии с (2) по уравнению

Согласно расчету матрица для получения детали имела криволинейную форму конической рабочей поверхности > угол наклона образующей которой плавно изменялся от 5 до 10 и обеспечивал наибольшее выравнивание гидростатического давления в различных зонах обжимаемой заготовки и равномерную нагрузку на пуансон

Ф по его контуру. Такую матрицу изготавливали по программе на станках с

ЧПУ .

В результате деформнрования в, штампе получили изделия с качественно оформленной формообразующей полостью при исключении поломок пуансона за счет его равномерного нагружения по контуру, а также выравнивания гидростатического давления. Повысилась также стойкость пуансона эа счет снижения усилия, обусловленного применением прошивной матрицы.

Формула изобретения

2r + К ецио, 2r + K tg ; (2) 50

Погрешность вычислений пС по выражению (2) по сравнению с (1) для углов о и 20 не превьппает 5Х, а для М. 45 не превьппает 10Х.

Пример. Разработанным способом в штампе получали из сплошных нагретых заготовок матрицы из стали

ЗХ2ВЗФ для прессования стальных фасонных профилей. Высота готового иэделия — 2б мм, высота заходной части полостей 1 = 7 мм, радиус больше" го основания рабочей конической по1 ° Способ изготовления деталей типа инструмента с формообразующей полостью, содержащей калибрующую и заходную части, при.котором в заго» товке формируют полость, обжимая заготовку со стороны боковой поверхности по пуансону в матрице и прижимая ее к рабочему торцу хвостовок части лунасона, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, непосредственно перед обжатием в сплошной заготовке выдавливают калибрующую часть полости, а обжатие осуществляют по тому

16257

Составитель А.Воронцов

Редактор 1!.Товтин Техред А.Кравчук Корректор М. ДемчикЗаказ 4013/10 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 14 же пуансону, которым осуществлено выдавливание„с неравномерной по контуру, боковой поверхности .степенью обжатия, причем степень обжатия на отдельных участках поверхности выби, рают пропорциональной усредненной степени деформации по толщине стенки детали при выдавливании полости.

2. Штамп для изготовления деталей типа инструмента с формообразующей, полостью, содержащей верхнюю и нижнюю плиты, пуансон и коническую матрицу, установленную на одной плите с

l ïóàHñîHîì с возможностью осевого nelремЕщения Относительно последнего, 1

6 отличающийся тем, что образующая конической рабочей поверхности матрицы выполнена с различными

5 углами наклона на отдельных участках поверхности, причем матрица ориентирована относительно пунасона так, что образующая с минимальным углом наклона лежит в продолькой плоскости, проходящей через наименьший радиусвектор точек контура сечения пуансона, 3. Штамп .по п,2, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен прошивной матричной вставкой, размещенной концентрично пуансону.