Штамп для изготовления изделий типа низких толстостенных колец

 

Использование: обработка металлов давлением, конструкции штампов для изготовления изделий типа колец с массивным ободом. Сущность изобретения: штамп состоит из верхней и нижней половин с выполненными в них полостями ручья. На нижней половине, в полости ручья выполнен центральный выступ и магазин. Съемный Прошивень выполнен с профилированным пояском по периферийней части. Рабочая поверхность прошивня выполнена в форме усеченного конуса с диаметром верхней части и углом наклона образующей к плоскости разъема штампа, определяемыми из металлических зависимостей. Габаритный диаметр прошионя также определяется математической зависимостыр. Прошивень установлен в полости ручья нижней половины штампа с возможностью контакта поверхностью профилированного пояска с поверхностями магазина. 7 ил., 2 табл. СЛ С

СОЮЗ СОВЕТС.":ИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС(1УБЛИК

„„ 43 „„1821285 А1 (я)1 В 21 J 13/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (57) Использование: обработка металлов давлением, конструкции штампов для изготовления изделий типа колец с массивным

М

Изобретение относится к обработке ма- нижней половины с выполненными в ней д таллов.давлением и может быть использова- полостью ручья с центральным выступом и но для получения кольцевых деталей тйпа магазином, а также установленного в мага- СО. крупногабаритных фланцев, шайб, зубчатых. зине съемного прошивня, последний выполвенцов, имеющих сечение, характеризую- нен с возможностью контактированйя его щеесе отношением ь/h 2.4, где ь и h . опорнои поеерхности с ïîeåðõíîñòeìè Ме- )р размеры сечения в направлении радиуса и гааина, центральнОго выступа и дна ручья оси соответственно..... нижней половины штампа и имеет габаритЦелью изобретения является зкономия ный диаметр,определяемый из выражения обрабатываемого металла и устранение возможности образования брака в виде кольце- гъ = 0;328 (. 0 6 (1) вого зажима путем рационального.... D> % профилиро а и по уфабр ата на предав- . где Dp иур-соответственно диаметр и обьрительном переходе деформирования. ем т1олости ручья штампа

Это достигается тем, что в штампе для, - Рабочая:поверхность прошивня выпол. изготовления изделий типа низких толсто- нвна в форме усеченногот конуса с диаметстенных колец, состоящем из верхйей поло- рОм в верхней части вины с выполненной в ней полостью ручья и (21)4934894/27 (22) 07.05,91 (46) 15,06.93. Бюл. ¹ 22 (71) Челябинский государственный технический институт и Производственное объединение "Курганский машиностроительный завод" (72) А.А.Фельде, Б.Г.Каплунов, Г.Д.Григорьев и С.П.Зуев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1569072, кл. В 21 J 13/02, 1990. (54) ШТАМП ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА НИЗКИХТОЛСТОСТЕННЫХ К0ЛЕЦ ободом. Сущность изобретения: штамп состоит из верхней и нижней половин с выполненными в них полостями ручья, На нижней половине; в полости ручья выполнен центральный выступ и магазин. Съемный прошивен ь выполнен с профилированным пояском по периферийной части. Рабочая поверхность прошивня выполнена в форме усеченного конуса с диаметром верхней части и углом наклона .образующей к плоскости разъема штампа, определяемыми из металлических зависимостей, Габаритный диа- метр прошионя также определяется математической зависимостью, Прошивень Я установлен в пол0сти ручья нижней половины штампа с возможностью контакта поверхностью профилированного пояска с поверхностями магазина. 7 ил „2 табл, 1821285

В качестве независимых» еремi:ннь, и эксперименте выбраны безразмерные вели

2 чины În/ — d h. О»/Оп, d, где d u h соот4 ветственно диаметр и высота исходной заготовки, Значения факторов на уровнях варьирования в эксперименте указаны в . табл.1, План опытов полного факторного эксперимента в кодовом масштабе и данные замеров габаритного диаметра полуфабриката приведены в табл.2.

В результате регрессионного анализа получают уравнение

,/ — 1 (2) О» = 0.75...0,820a, й- erctg x

Штамп (фиг.1) состоит из верхней 1 и 25

40

50 конуса с различными углами наклона образующей. Модельный материал — свинец. Ус- 55 ловия эксперимента инвариантны к где Ов.- диаметр центрального выступа нижней половины ру 1ья штампа,и углом наклона образующей к плоскости разъема штампа. определяемым из зависимости

Vp (2 85 0л/(1 805 D) ОЯ5 DpD», — Ок ) — 1 )

0,131 (ОД вЂ” Dß ) (3)

На фиг.1 показан штамп до начала деформации (левая часть) и в последний момент прошивки (поавая часть); на фиг.2— штамп с уложенным полуфабрикатом (левая часть) и в конце объемной штампсвки (пра вая часть); на фиг.3 — 7 приведены. неосновные материалы поясняющего характера(на фиг.5, б — соответственно кольцевая поковка и съемный прошивень для иллюстрации примера конкретного исполнения; на фиг.7 — модель получаемого полуфабриката). нижней 2 половин с выполненными на них полостями, съемного прошивня 3, установленного с воэможностью опоры на поверхности дна магазина центрального выступа и дна нижней половины штампа. Позицией 4 обозначена заготовка.

Штамп работает следующим образом.

В исходном положении на установленный в штампе прошивень 3 соосно устанавливают заготовку 4 (фиг.1). При опускании верхней половины штампа 1 происходит неполная открытая прошивка заготовки, При достижении заданных размеров полуфабриката верхняя половина штампа приводится в исходное положение. Промежуточная заготовка 4 и прошивень 3 извлекаются из ручья штампа. Заготовку 4 вновь укладывают в ручей нижней половины штампа и производят объемную штамповку (фиг.2).

Отштампованные иэделия извлекают иэ ручья штампа 2.

Выражение(1) установленного:экспериментально путем постановки модельного эксперимента и обработки его результатов с использованием методики факторного анализа. Процесс деформирования моделировался на прошивнях Я72 мм, имеющих рабочую поверхность в форме усеченного масштабу моделирования типоразмерам И материалу заготовок в соответствии с методикой физического моделирования процессов обработки металлов давлением.

0п 0.328/(Ор Р определяющее зависимость габаритного диаметра прошивня от независимых переменных. Параметр а как слабовлияющий фактор учтен в виде числового коэффициента, Диапазон отношения (2) установлен экспериментально, При значении Ок/Dg <

<0,75 на начальной стадии деформации в окончательном ручье отмечается течение из периферийного участка заготовки в полость магазина, При значении DK/08 > 0,82 нарушаются условия надежного оформления нижнего внутреннего радиуса поковки.

Выражение (3) получено из анализа экспериментально подтвержденного характера формообразования металла при прошивке на коническом прошивне. На фиг,3 схематично показан момент деформации заготовки когда ее наружный диаметр равен диаметру прошивня, В дальнейшем полагали, что высотный размер периферийной части. H после схода с поверхности прошивня остается постоянным, объем заготовки выражали через размеры, обозначенные на *иг.3. /1 = — HDn — — lg гХ(Оп — Ок ). (4)

Л 2 Л з з

4 24

На фиг,4 показана конечная стадия прошивки, Согласно результатам эксперимента реальная форма сечения полуфабриката с достаточной точностью описывается сечением,в виде треугольника. Объем периферийной части полуфабриката определяется формулой:

V2 = 12 H(20 — ООк -0» ). (5) После выражения Н из(4) и (5) и приравнивания правых частей, полученных при этом уравнении, получили формулу:

1821265

Ч2 = 0,95Vt = 0,95Чр

30 Й Bfctg x

Таблица 1

Таблица2

3 ЧтDt 20 — D D — 0Я 1- Ч

tga— y2P (D3 РЗ ) (6)

Принимая во внимание условие укладки

0 - 0,95Dp, условие равенства объемов заготовки и объема полости ручья штампа Vl

- Чр и соотношения объемов заготовки (с учетом объема перемычки 5 ) получили окончательное выражение зависимости угла а от параметров штампа в виде (3).

В качестве примера конкретного выполнения разработан штамп для изготовления поковки "шестерни" из стали 45 (фиг.5). В соответствии с формулой изобретения спроектирован съемный прошивень (фиг.б). Проведен эксперимент по прошивке свинцовой заготовки в масштабе 1 3 на модели бойка. Полученный полуфабрикат (фиг.7) отвечает требованиям укладки и ра. ционального распределения, объема периферийной части относительно ручья штампа.

Использование штампа для изготовления низких толстостенных колец имеет следующие преимущества: . — снижение расхода обрабатываемого металла на 15 — 20 ;.. устранение воэможности образования дефекта в виде кольцевого зажима.

Форь ула иэобретс ниq

Штамп для изготовления иэделий джипа низ ких толстостенных колец, rîñòîâöèé из верхней половины с выполненной в ней гюлостью ру ья и

5 нижней половины с выполненными в ней полостью ручья с центральным выступом и магазином, а также съемного прошивня, установленного r возможностью контакта его опорной поверхности с поверхностями маг.иина и центрального

10 выступа, отличающийся тем,что,с целью сокращения расхода обрабатываемого металла и устранения воэможности образования брака, прошивень выполнен с профильным пояском по его периферийной части, контактирующим с по15 верхностью дня ручья, и имеет габаритный диаметр. определяемый из выражения

Do = 0,3281(Оз Ч

20 где Ор и Чр — соответственно диаметр и объем полости оучья штампа, а рабочая поверхность прошивня выполнена в форме усеченного конуса с диаметром в верхней части Ок - 0,75-0,82 D>, 25 где 08 — диаметр центрального выступа нижней половины ручья штампа. и углом наклона образующей к плоскости разъема штампа, определяемым иэ зависимости

Vp 2,85 Ол/ 1,805 D) — 0,95 DpD — D) ) 1) х

0»з (о3 — Dy )

Продолжение табл. 2 иГ.

1821285

i85

1821285

Составитель А.Фельце

Техред М,Моргентал . Корректор И. Шмакова

Редактор

Заказ 2082 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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