Штамп для радиальной калибровки изделий

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к объемной 9 штамповке, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении изделий типа зубчатых колес. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем калибровки конических изделий с периодическим профилем типа зубчатых колес, а также повышение надежности. Под воздействием жидкости пуансон 6 вдавливает заготовку 28 в калибрующую часть матрицы 19. Бандажное кольцо перемещается вниз, воздействуя своей внутренней поверхностью на конические поверхности.секций секционного кольца 16. Секции смыкаются. Пружины Ё I ч XI S

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (!! ) (si)s В 21 J 13/02

ГОСУДАРСТВЕН)ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1J

28

21

22

2Ф

1Â

27

20 2,) Ьг / (61) 1581457 (21) 4714893/27 (22) 05.07.89 (46) 23.01.92. Бюл. hk 3 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) Г.В,Андреев, В.В.)(арченко и О.В.Лободаева (53) 621.073 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 1581457, кл. В 21 J 13/02, 1989. (54) ШТАМП ДЛЯ РАДИАЛЬНОЙ КАЛИБРОВКИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к объемной штамповке, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении иэделий типа зубчатых колес.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем калибровки конических изделий с периодическим профилем типа зубчатых колес, а также повышение надежности. Под воздействием жидкости пуансон 6 вдавливает заготовку

28 в калибрующую часть матрицы 19. Бандажное кольцо перемещается вниз, воздействуя своей внутренней поверхностью на конические поверхности секций секционного кольца 16. Секции смыкаются. Пружины

1706777

22 — 24 сжимаются. Стопоры 20 вдвигаются в полость секционного кольца 16. При прекращении контакта стопоров 20 с боковой поверхностью заготовки 28 они под действием пружин 22 перемещаются по верхней торцовой поверхности заготовки 28 вплоть до ее размещения в калибрующей части матриИзобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к штамповой оснастке, применяемой для изготовления иэделий типа конических колес и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. М 1581457.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем калибровки конических изделий с периодическим профилем типа зубчатых колес, а также повышение надежности, Поставленная цель достигается тем, что в известном штампе для радиальной калибровки иэделий секционное кольцо и матрица выполнены со сквозными соосными отверстиями, ось которых расположена в плоскости проходящей через ось штампа,и образует острый угол с осью штампа в направлении верхней плиты, и снабжены стопором, установленным в упомянутых отверстиях с помощью пружины, а матрица подпружинена в радиальном направлении относительно каждой секции секционного кольца посредством пружин, имеющих жесткость, равную жесткости пружины стопора.

Благодаря наличию в секционном кольце и матрице стопоров с размещенными на них пружинами между секциями и матрицей при сближении секций кольца будут сжиматься пружины, расположенные на стопоре и со стороны хвостовой части стопора, обеспечивая прижим стопорами конической заготовки после ее вдавливания в калибрующую часть матрицы и в процессе деформирования, а следовательно, будут создаваться условия для исключения выталкивания заготовки и получения качественной поковки, что приводит к расширению технологических возможностей. Большая стойкость укаэанных деталей штампа обеспечивает надежность его работы, Возможность калибровки конических изделий и надежность работы штампа обеспечивается и признаками: выполнением секционного кольца и матрицы со сквозными соосными отверстиями, ось которых расположена в плоскости, проходящей через ось штампа, и образует острый угол с осью

45 цы 19. При последующей радиальной деформации стопоры 20 удерживают заготовку 28 в указанной части матрицы 19.

Пружины 22 и 24 имеют одинаковую жесткость, Исключается возможность перекосов секционного кольца при его возврате в исходное положение. 8 ил. штампа в направлении верхней плиты, и подпружиниванием матрицы в радиальном направлении относительно каждой секции секционного кольца посредством пружин, имеющих жесткость, равную жесткости пружины стопора. Первый признак исключает возможность воздействия появляющегося в процессе радиального обжатия на торцовых кромках выпуклостей металла заготовки нэ стопоры, а следовательно. будет обеспечиваться возможность их возврата в исходное положение после снятия нагрузок. Второй признак исключает возможность перекосов секционного кольца при его возврате в исходное положение.

На фиг.1 представлен предлагаемый штамп в исходном состоянии после загрузки заготовки (слева) и после вдавливания последней в калибующую часть матрицы (справа), продольный разрез: на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 — сечение Б-Б на фиг.2, фрагмент; на фиг.4 — 6 — сечения В-В, Г-Г, Д вЂ” Д на фиг,1 соответственно; на фиг.7— штамп перед началом формования изделия (слева) и после его завершения (справа), продольный разрез; на фиг,8 — штамп, фрагмент.

Для упрощения иэображения на фиг.18 показана калибровка конической заготовки, Штамп для радиальной калибровки конических изделий с периодическим профилем содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 плиты (фиг.1). На верхней плите закреплены болтами 3 бандажное кольцо 4 с кольцевой полостью А, выходным отверстием Б для истечения жидкости, отверстием В (фиг.3) для выхода воздуха иэ пространства между подвижным толкателем 5 и пуансоном 6, пазом Г (фиг.1). В полости, образованной бандажным кольцом 4 и проточкой в верхней плите 1, закреплена болтами 7 ограниченно подвижная втулка 8 с отверстиями для поступления жидкости Д (фиг.1). для выхода воздуха Е (фиг,3), для истечения жидкости Ж (фиг.1). Пространство 3 между толкателем 5, закрепленным на верхней плите 1 болтом 9. и подвешенным на гибком элементе 10 над

1706777

10 пуансоном 6, расположенных во втулке 8, заполняется жидкостью, Для закрепления гибкого элемента 10 на толкателе 5 и пуансоне 6 выполнены крюки 11. На нижней плите 2 установлен бандаж 12, подвижность которого при снятии нагрузок ограничивается болтами 13, закреплены болтами 14 опорные сектора 15. На опорных секторах l5 устанавливается секционное кольцо 16, для уменьшения трения при передвижении секций которого по нижней плите 2 и опорн ых секторах 15 в последней выполнены отверстия, в которых помещены пружины 17 и шарики 18.

Упругодеформируемая матрица 19 установлена на нижней плите 2. Секционное кольцо и матрица выполнены со сквозными соосными отверстиями К и Л соответственно (фиг.8), ось которых расположена в плоскости, проходящей через ось штампа, и образует острый угол а с осью штампа в направлении верхней плиты, B отверстиях секций кольца 16 и упругодеформируемой матрицы 19 установлены стопоры 20. В отверстиях секций кольца 16, закрытых винтами 21, установлены пружины 22, взаимодействующие со стопорами 20. Между секциями кольца 16 и матрицей 19 установлены с одинаковой жесткостью на стопорах 20 пружины 23 и нижние пружины

24, В верхних частях секции кольца 16 снабжены с внешней боковой стороны проточками И. Штамп снабжен автономным выталкивателем 25. Для обеспечения замкнутости секционного кольца 16 на его смыкающихся поверхностях приклеены полиуретановые прокладки 26 (фиг.5). Нижняя плита 2 снабжена упорами 27, ограничивающими движение секций кольца 16.

Штамп работает следующим образом.

Предварительно выполненную, например, горячей штамповкой, заготовку 28 (фиг.1) устанавливают в заходной части матрицы 19. Во время рабочего хода пресса ползун вместе с плитой 1, двигаясь вниз после соприкосновения нижних торцовых поверхностей втулки 8 и пуансона 6 с поверхностями секционного кольца 16, матрицы

19 и заготовки 28, воздействует нэ толкатель 5, который вытесняет остатки воздуха, находящегося под толкателем, через каналы Б, Д, В, Е в кольцевую полость А бандажного кольца 4, а, опускаясь ниже уровня отверстий Д и Е, воздействует нэ жидкость в пространстве 3. Этэ жидкость воздействует на пуансон 6, который вдавливает заготовку 28 в калибрующую часть матрицы 19.

При этом бандэжное кольцо 4, перемещаясь вниз, внутренней своей поверхностью будет воздействовать на конические поверх15

55 ности секций кольца 16, смыкая их, пружины 22 — 24 сжиматься, а стопоры 20 вдвигаться в полости секционного кольца 16. При прекращвнии контакта стопоров 20 с боковой поверхностью заготовки 28 они под действием пружин 22 будут перемещаться по верхней торцовой поверхности заготовки вплоть до ев размещения в калибрующей части матрицы 19 (фиг.7, слева) и удерживать ее в этой части матрицы при последующем радиальном деформировании. В момент начала воздействия радиальных обжимэющих услилий на матрицу 19 входное отверстие, расположенное на поверхности бэндэжного кольца 4. паза Г начинает перекрываться отверстием

Ж втулки 8 для истечения жидкости (правая половина фиг.1), жидкость из пространства

3 начинает перетекать в кольцевую полость

А бандажного кольца и осевые усилия пуансона 6 на заготовку 28 прекращают действовать. Конические поверхности бандажного кольца 4, перемещающегося вниз, взаимодействуя с коническими поверхностями секционного кольца 16 и бандажа 12. создают обжимающие матрицу 19 усилия, которые пластически деформируют внешнюю боковую поверхность заготовки 28, Следует отметить, что на боковых поверхностях бандэжного кольца 4 выполняются проточки с равными углами конусности; Это и наличие бандажа 12 не приводит к осевым смещениям цилиндрических участков боковой поверхности бандажного кольца 4 и обеспечивает над жность работы штампа.

После окончания калибровки, которое задается ходом ползуна пресса, ползун вместе с закрепленной нэ нем верхней плитой и расположенными на ней частями штампа поднимаются вверх и воздействующие на матрицу усилия снимаются. При этом пружины 23, 24 и 17 возвращают бандажное кольцо 16 в исходное положение (фиг.1. слева), а упор 27 ограничивает движение секций кольца 16 и удерживает их в таком положении. В верхнем положении плиты 1 каналы Б, В и соответственно Д, Е совмещаются (фиг.1 и 3) и жидкость иэ полости А перетекает в пространство 3, Откалиброванная заготовка 28 после снятия нагрузок выталкивается автономным выталкивателем 25, Отметим, что для восполнения возможных потерь жидкости при работе штампа дополнительные ее порции можно подавать в полость А через специальное отверстие, выходящее на наружную боковую поверхность бандэжного кольца 4 и закрываемое герметически пробкой. На фиг.1-8 указанные отверстие и пробка не показаны, поскольку являются известными техниче1706777 скими решениями и не влияют на работу штампа.

На предлагаемом штампе калибровали горячештампованные поковки шестерни полуоси (внешний окружной модуль — 6, число зубьев — 18, тип зуба — прямой, угол конуса впадин — 51 59, угол конуса выступов — 62 41 ), изготавливаемой из стали

20ХНЗА по 8-111 степени точности1 (ГОСТ

1758-56) эубофреэерованием. Высота хода ползуна пресса после соприкосновения торцовых поверхностей деталей 16 и 19 составляла 22 мм. На последнем участке этой высоты, составляющем 5,6 мм, происходило упругое сжатие матрицы и калибрование заготовки. Стопоры выполняли из стали Х6ВФф 30 мм (диаметр шляпки стопора 35 мм) и термообрабатывали на твердость 60...62 HRC>, Угол а (фиг.8) выполняли равным 70 . Конические поверхности деталей 4, 12, 16 (фиг.1) выполняли с углом конуса 5 . В качестве жидкости использовали масло И-20, а в качестве упругого элемента 10 — тросик. На торцовых поверхностях пуансона 6 и толкателя 5, между которыми находится жидкость, приклеивали уплотнительные прокладки из полиуретана. которые из-за известности технического решения не приведены. Зазор между втулкой 8 и бандажным кольцом 4 не превышал 0,033 мм, Партия (1000 шт,) горячештампованных поковок для калибровки после снятия окалины дробеструйной обработкой имела припуски на размеры, доходящие до 0,5 мм. Размеры откалиброванных шестерен соответствовали вышеуказанной

5 степени точности. Откалибровать качественное изделие на штампе. выполненном по известному изобретению. не удалось по причинам, укаэанным выше. Таким образом, предлагаемая конструкция штампа по10 зволяет расширить технологические возможности и обеспечивает надежность работы.

Формула изобретения

Штамп для радиальной калибровки из15 делий по авт,св. KL 1581457, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем калибровки конических изделий с периодическим профилем типа зубчатых колес, а также

20 повышения надежности, секционное кольцо и матрица выполнены со сквозными соосными отверстиями, ось которых расположена в плоскости, проходящей через ось штампа, и образует острый угол с

25 осью штампа в направлении верхней плиты, и снабжены стопором, установленным в упомянутых отверстиях с помощью пружины, а матрица подпружинена в радиальном направлении относительно каждой секции

30 секционного кольца посредством пружин, имеющих жесткость, равную жесткости пружины стопора.

1706777

19

И

lj

А-А

1706777

Риг. 7

Фиг. 8

Составитель А.Глеб

Техред M,Ìoðlåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор Е,Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 227 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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