Способ изготовления штампового блока

 

Изобретение относится к горячей штамповке и может быть использовано при изготовлении штамповых блоков для изотермической штамповки. Цель - расширение технологических возможностей и сокращение расхода штамповых материалов. В корпусе штампового блока выполняют полость, в которую помещают теплоизолирующий неметаллический вкладыщ с зазором от 0,95 до 9,75% от диаметра вкладыша. На вкладыш устанавливают кольцо и формообразующий -эяемент, например матрицу или пуансон; Объем кольца равен объему зазора. Диаметр кольца выполняют меньшим, чем диаметр вставки, на величину двух толщин, последней. Под действием усилия штамповки кольцо воздействует на вставку, разрушая ее по линии периметра кольца. Периферийные участки вставки попадают в зазор между вставкой и стенками корпуса . Уплотнение вставки производят по частям при исключении возможности неравномерности осадки и перекоса формообразующего элемента относительно оси штампового блока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. SU»1459814

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295148/31-27 (22) I 1.08.87 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (71) Институт проблем сверхпластичности металлов АН СССР (72) В. Н. Слобода (53) 621.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1140869, кл. В 21 J 1/06, В 21 J 13/02, 1983. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОВОГО БЛОКА (57) Изобретение относится к горячей штамповке и может быть использовано при изготовлении штамповых блоков для изотермической штамповки. Цель — расширение технологических возможностей и сокращение расхода штамповых материалов. В корпусе штампового блока выполняют полость, в ко1

Изобретение относится к области горячей штамповки, в частности к способам изготовления инструментов для изотермической штамповки металлов и их сплавов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и сокращение расхода штамповых материалов.

На фиг. 1 изображен собираемый штамповый блок до приложения усилия штамповки; на фиг. 2 — штамповый блок после сборки.

Штамповый блок содержит формообразующие элементы, состоящие из матрицы

1 и пуансона 2, а также теплоизолирующие вставки 3, размещенные в полости 4 корпуса 5. На вставках 3 размещены кольца 6.

Укладывают в полость корпуса теплоизоляционную вставку. Затем на вставку укладывают кольцо, после чего устанавливают в полость корпуса на кольцо формообразующий элемент и прикладывают к последнему усилие штамповки. Кольцо усилием штамповки вдавливают в теплоизолируюш 4 В 21 К 5 20, В 21 D 37 20 торую помещают теплоизолирующич неметгллический вкладыш с зазором от 0,95 до

9,750 0 от диаметра вкладыша. На вкладыш устанавливают кольцо и формообразующий .элемент, например матрицу или пуансон;

Объем кольца равен объему зазора. Диаметр кольца выполняют меньшим, чем диаметр вставки, на величину двух толщин последней. Под действием усилия штамповки кольцо воздействует на вставку, разрушая ее по линии периметра кольца.

Периферийные участки вставки попадают в зазор между вставкой и стенками корпуса. Уплотнение вставки производят по частям при исключении возможности неравномерности осадки и перекоса формообразующего элемента относительно оси штампового блока. 2 ил.

2 щую вставку и разрушают периферийную часть последней с осадкой кольца и периферийной части вставки в зазор между вставкой и стенками углубления в корпусе. После разрушения периферийной части теплоизоляционной вставки производят осадку той ее части, которая находится внутри кольца, с последующим общим уплотнением вставки в углублении корпуса. Таким образом, осуществляют сборку штампа, равномерно уплотняя материал вставки уменьшением сил трения в материале вставки при осадке за счет направленного разру-шения ее периферийной части.

При воздействии усилием на штамповый блок кольцом передают это усилие на поверхность теплоизолирующей неметаллической вставки и разрушают ее по линии действия периметра кольца, разделяя вставку на периферийную часть и часть внутри кольца. Все тела с пониженной пластичностью (какими в большинстве случаев являются теплоизоляционные материалы: асбес1459814

V»=l.S=-ЬВ», Яг

4 сй2 D aS, И2„

55

3 тоцементные плиты, керамики и т.п.) под действием нагрузки разрушаются под углом к линии воздействия нагрузки и перемещают разрушенные участки вкладыша по линии скола в зазор между вкладышем и стенками углубления корпуса. Так как диаметр кольца меньше диаметра вкладыша на величину двух толщин последнего, то вставка разрушается по периметру кольца с углом скола 45 к линии воздействия нагрузки, а это способствует перемещению разрушенной части вкладыша в. зазор.

Кольцом осуществляют не только разрушение вставки в заданном месте, но и перемещают ее разрушенную часть. Кроме того, формообразующим элементом уплотняют материал вставки как внутри кольца, так н периферийной разрушенной части.

Уплотнение вставки производят по частям, а значит, с большм удельным усилием, чем при обычной осадке материала плоскостью формообразующего элемента.

Это повышает равномерность распределения материала вкладыша в углублении. Так как объем кольца равен объему зазора, то устраняют возможность нз-за образования в материале вкладышей рыхлот и пустот неравномерности осадки и перекоса вертикальной оси формообразующего элемента относительно вертикальной оси штампового блока.

Так как наружный диаметр кольца меньше диаметра вставки на величину ее удвоенной толщины, то в процессе скола и осадки ее периферийной части каждый разрушенный участок имеет треугольную форму в сечении и, как следствие, перемещается в зазор углубления корпуса с усилием трения только по линии скола и плоскости формообразующего элемента. Это также повышает равномерность распределения материала вкладыша по углублению в корпусе. Значит повышается точность положения формообразующего элемента относительно остальных деталей штампового блока. Зазор между вкладышем и стенками углубления корпуса принимают равным

0,95 — 9,75Я в зависимости от диаметра углубления, толщины вкладыша и экономической целесообразности точности обработки. Для определения этой величины диаметр вкладыша и углубления наименьший 100 мм, а наибольший 3500 мм, причем больший диаметр ограничивается размерами прессового оборудования, а наименьший — наименьшими размерами штампуемых деталей при изотермической штамповке. Учитывая, что экономически оправданной точностью для обработки неметаллических вкладышей являются 14 квалитет точности, а обработки полости — 12 квалитет, то для диаметра

100 мм по суммарному допуску наименьший зазор 0,95 мм, что составляет 0,95Я от диаметра углубления. Наибольший зазор ограничен наибольшей возможной толщиной или диаметром стержня кольца и, как след5

4 ствие, толщиной вкладыша. Учитывая, что для асбестоцементных плит наиболее приемлемая толщина в штамповых изотермических блоках составляет не более 15 — 20 мм, диаметр сечения кольца более 15 мм нецелесообразен. Для приведенных размеров углубления корпуса эта величина составляет 9,75Я.

Пример. Изготавливают штамповый блок путем последовательной установки в полости корпуса теплоизолирующей вставки, металлического кольца и формообразующих элементов. Вставку располагают в углублении корпуса с зазором 0,95 — 9,75О от диаметра углубления, кольцо выполняют объемом, равным объему зазора, и наружным диаметром, меньшим диаметра вставки на величину удвоенной толщины последней. После этого на теплоизолирующую вставку прикладывают усилие, достаточное для внедрения кольца в материал вставки. Толщину S вставок принимают равной 15 мм. Зазор а между стенками корпуса и вставками принимается равным 2 мм. Длина развертки кольца

1=лб.. Площадь сечения стержня кольца

Б = — — —, где дк — диаметр стержня

%Ых

4 кольца.

Тогда об.ьем кольца где l — длина развертки кольца.

Так как объем кольца равен объему зазора по условию, то можно записать

И=я D.à.S, где D — диаметр углубления (эта величина применяется-в формуле по той причине, что величина зазора на два порядка меньше диаметра углубления); а — величина зазора, мм; S — величина размера вкладыша по высоте (толщина) .

Преобразуют формулы относительно диаметра стержня кольца и определяют его величину где Рк=D — 2S, Для описываемого примера Dê=500—

2 15=470 мм, откуда 66=6,4 мм.

Для определения предельно допустимых зазоров между вкладышем и стенками углубления в корпусе штампового блока производят расчет диаметров колец в зависимости от конкретных величин зазоров для вкладышей диаметрами от 100 до 3500 мм и толщинами 15 и 20 мм. Диаметр стержня кольца не может быть больше толщины S вкладыша, так как в последнем случае способ сборки штампа не применим. Кроме того, для вкладышей диаметром 100 мм и больше зазор а менее 0,95 мм нецелесообразен по причине неэкономичности обработки

1459814

Формула изобретения

Фиг. 7 по точности на диаметр вкладыша и углубления корпуса, определяющих этот зазор.

В штамповом блоке, изготовленном и собранном предлагаемым способом, необходимость в подкладных плитах отпадает, так как опорные плоскости пуансона и матрицы установлены совместно с вкладышами в углубление и по причине сборки с уплотнением вкладышей имеют прочность на сжатие, соразмерную с прочностью корпуса.

Значит высота штампа уменьшается на величину двух тол щин подкладных плит, равную 220 мм, откуда появляется возможность более чем на 200 мм увеличить высоту штампуемых деталей. Кроме того, подкладные плиты согласно описанным габаритам имеют вес 608,8 кг. Следовательно, только на одном штампе сокращается расход стали более чем на 0,6 т. Преимуществом предлагаемого способа сборки штампа является также уменьшение трудоемкости его изготовления, так как обрабатываемая поверхность углубления в штампе всегда меньше обрабатываемых габаритов подкл адн ы х пл ит.

Способ изготовления lllTBMIloBol блока для горячей штамповки путем установки в цилиндрической полости корпуса вставки из теплоизолирующего материала и формообразующего элемента с последующим приложением усилия штамповки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и сокращения расхода штамповых материалов, вставку устанавливают в полость корпуса с зазором по ее боковой поверхности, равным 0,95...9,75об от диаметра полости корпуса, а на вставке располагают металлическое кольцо объемом, равным объему зазора, и наружным диаметром, меньшим диаметра вставки на величи20 ну ее удвоенной толщины.

1459814

Составитель В. Карпычев

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 395/10 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101