Способ ковки деталей

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5044587/2? (22) 28.05.92 (46) 30.11.93 Бюл. Na 43-44 (78) Гречищев Вячеслав Николаевич (54) СПОСОБ КОВКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: обработка металлов давлением, в частности осадка полых деталей с внутренними ступенями. Сущность изобретения: заготовку устанавливают между двумя пуансонами-оправками и плитами и проводят деформирование осадкой в два этапа. В конце первого этапа осуществляют центрирование одной оправки относительно другой (в) RU (1ц 2ОО3424 С1 (51) 58 21 K 21 08 В 21 ЛЯОО посредством направляющего элемента. На втором этапе осуществляют калибровку отверстия меньшей ступени и окончательное оформление всей детали. При этом первый этап проводят до степени абсолютной деформации по высоте, определяемой предложенной зависимостью. В качестве направ— ляющего элемента используют меньаiye ступень одной из оправок Возможно использование в качестве направляющего элемента отдельной центрирующей штанги. установленной в соосных от— верстиях оправок 3 з.п.ф-пы, 11 ип

2003424

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к свободной ковке полых заготовок, и может быть. использовано при изготовлении осадкой деталей с внутренними ступенями.

Известен способ изготовления полых деталей с внутренним утолщением, (Попов

О.В. Изготовление цельноштампованных тонкостенных деталей переменного сечения. M. Машиностроение, 1974, с.63, рис.19}. По этому способу полую трубчатую заготовку с фиксацией по наружной поверхности, т.е. беэ зазора, помещают не полностью только одним краем в матрицу с внутренней цилиндрической поверхностью с контактом торца на осевой упор, а с другого края в торец прикладывают осевое усилие. Место предполагаемого утолщения подогревают через матрицу, расположенными по ее периферии нагревателями для увеличения пластичности и уменьшения сопротивления деформированию. а место при входе в матрицу со стороны другого края охлаждают для увеличения стойкости и предупреждения потери устойчивости. Таким образом нэ внутреннем диаметре одного края получают утолщение, форма которого определяется внутренней оправкой.

Однако необходимые устройства нагревания и охлаждения увеличивают материалоемкость оснастки для осуществления способа, а создание перепада температур заготовки увеличивает энергетические затраты. По данному способу невозможно получение ступеней пп всей длине заготовки, что сужает технологические возможности. Для получения утолщения с другого края детали заготовку переворачивают, это снижает производительность и увеличивает трудоемкость, Оснастка для осуществления способа такова, что для извлечения детали требуется ее полная разборка, что применимо лишь в единичном производстве, при серийном изготовлении значительно увели- чивается трудоемкость и снижается производительность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения деталей с внутренним кольцевым ребром (1). По этому способу получают полые цилиндрические детали с одним внутренним ребром в середине считая от краев.

Здесь полую заготовку устанавливают на радиусный край нижнего цилиндрического пуансона с фиксацией на внутреннюю кромку заготовки. Заготовка плоскостью нижнего торца ни на что не опирается, висит на упомянутой внутренней кромке.

Деформирование осуществляют в два последовательно следующих один эа одним этапа при непрерывном движении подвижной части оборудования. На первом этапе усилие прилагают к части торцовой поверхности по внутреннему кольцевому участку.

Б Верхний цилиндрический пуансон, аналогичный нижнему пуансону, подходит к заготовке, контактируя так же, как на нижнем торце. При сближении пуансонов металл вытесняется в зону стенок по оси и внутрь в

10 пространство между пуансонами. На втором этапе усилие прилагают ко всей торцовой поверхности. К этому времени заготовка опирается на кольцо, охватывающее нижний пуансон, и внутренней частью

1б — на нижний пуансон. Воздействие на заготовку осуществляют верхним пуансоном и кольцом. охватывающим верхний пуансон, - аналогично нижней части.

К недостаткам рассматриваемого спо20 соба можно отнести следующее.

Неточность установки заготовки, которая устанавливается на радиусный y асток нижнего пуансона небольшой внутренней кромкой. Цилиндрическим участком не кон25 тактирует, поэтому возможен перекос при установке. Во время деформирования происходит искривление, дополнительная неравномерность деформации, приводящая к искажению геометрической формы. Для исЗ0 правления этого в заключительной стадии образуют замкнутую полость. Однако при этом возможны зажимы, которые ухудшают качество получаемых деталей. Наличие же замкнутой полости увеличивает усилие деЗб формирования.

Из-за отсутствия оформляющего воздействия на внутреннюю поверхность получаемого кольцевого ребра неточность геометрической формы и в связи с этим

4о ухудшение качества деталей.

При вытеснении радиусными пуансонами в зазор между ними названный уменьшающийся зазор аналогичен действию заусенечной канавки. Такая схема увеличи45 вает усилие деформироаания.

Цель изобретения — уменьшение усилия деформирования, улучшение качества деталей за счет обеспечения точности размеров и формы ступенчатого отверстия и расширеИ ние технологических возможностей за счет воэможности получения деталей с различной формой отверстия ступени меньшего размера.

Это достигается тем, что в способе ков55 ки деталей со ступенчатым отверстием с применением осадки, включающем деформирование кольцевой заготовки в два этапа путем воздействия на ее торцовую поверхность инструментом с верхней и нижней оправками, при котором на первом этапе

2003424 осуществляют частичное формирование ступени меньшего размера отверстия, а на втором проводят окончательное оформление детали и ступенчатого отверстия, одновременно с завершением первого этапа 5 деформиравания осуществляют центрирование одной оправки относительно другой посредством направляющего элемента, а окончательное оформление детали на втором этапе заканчивают калибровкой сту- 10 пени меньшего размера отверстия, соответствующего форме и размерам направляющего элемента. при этом частичное формирование ступени меньшего размера детали на первом этапе проводят да степе- 15 ни деформации по высоте, равной где hh — абсолютная деформация по высоте 20 на первом этапе;

Н вЂ” оысота исходной заготовки;

Ь вЂ” высота нижнего пуансона-оправки над нижней плитой (углубление заготовки пр» установке); 25

0а — внутренний диаметр исходной заготовки

d — диаметр внутренней ступени детали. если отверстие круглое, или диаметр описанной окружности внутренней ступе- 30 ни, если отверстие имеет форму многоугольника;

Π— внутренний диаметр полой детали.

Способ заключается в наборе металла для получения перемычки и в воздействии 35 путем создания онутреннего сопротивления на внутреннюю поверхность перемычки для образования отверстия требуемой формы.

Способ осуществляется последователь- 40 ным приложением торцового усилия к участкам полой заготовки с введением в зону формирования внутреннего отверстия перемычки формующего элемента инструмента и введение формующего элемента 45 заканчивают к моменту полного набора металла для создания перемычки, при этом последовательное приложение усилия к участкам заготовки осуществляют при непрерывном движении подвижных частей вниз 50 до окончания рабочего хода.

На фиг.1 показана исходная заготовка; на фиг,2, 3 — схема установки и начальный момент деформиравания; на фиг.4, 5- окончание первого этапа деформирования: на 55 фиг.б, 7 — полное окончание деформирования; на фиг.8, 9 — та же, план; на фиг.10— оариант получения многоступенчатой детали с использованием направляющей штан- . ги; на фиг.11 — вариант получения односторонних деталей, Нэ чертеже даны следующие обозначения: 1 — верхний пуансон-оправка, 2 — нижний пуансон-оправка, 3 — верхняя плита, 4— нижняя плита, 5 — направляющая штанга.

Заготовка представляет собой кольцо.

Обьем металла заготовки равен обьему металла детали. Конкретные размеры заготовки dp, Dp, Нв назначают исходя из этого условия с учетом избежания потери устойчивости при осевом приложении усилия и наименьшего хода подвижных частей оборудования.

Заготовку устанавливают ибо на нижний пуансон-оправку с фиксацией по наружному диаметру известными методами (фиг.2. Л= О), либо на нижнюю плиту с фиксацией внутренним диаметром по оправке (фиг.3,Л > 0). Величину первого этапа деформирования с частичным формированием ступени-меньшего размера определяют из условия равенства обьемов внутренней полости заготовки на момент окончания первого этапа и обьема, вытесненного внутрь на первом этапе, Величина Л h — это абсолютная степень осадки по оысоте на первом этапе (ход вниз подвижных частей на первом этапе).

По высоте заготовки и величине первого этапа рассчитывают длину направляющего элемента верхнего пуансона-оправки, которая равна разнице высоты заготовки и хада осадки первого этапа, При более коротком направляющем элементе не достигается центрирования одной оправки относительно другой к концу первого этапа. Из-за этого происходит наплыв лишнего металла с невозможностью получения полости в ступени или полости определенной формы и размеров, При болеедлинном направляющем элементе. особенно для низких деталей с большой площадью поперечного сечения, после деформирования деталь находится глубоко на оправке с касанием верхней плоскостью торца пуансона, Это затрудняет ее съем. Оба случая в конечном итоге ухудшают качество деталей.

Пример. Изготавливается алюминиевая полая деталь с внутренними ступенями.

Деталь имеет размеры: наружный диаметр

D„80 мм, общая высота H» - 22 мм, диаметр верхней ступени О - 40 мм и высота

h 7 мм, диаметр нижней ступени D> 30 мм и высота h1 7мм, отверстие в перемычке шестигранное с размером "под клк)ч" S17 мм и диаметром описанной окружности б 19 мм.

2003424 верхней пуансон-оправки равна разности высоты заготовки и хода осадки на первом этапе. что составляет 30 мм.

Применение предложенного способа

5 позволяет уменьшить усилие дефармирования, улучшить качество деталей, расширить технологические воэможности за счет получения деталей с различной формой отверстия ступени л1еньшего размера, и эа счет

10 получения многоступенчатых и однастораннеступенчатых деталей и эа счет получения различных форм углублений ступеней да перемычки. (56) 1, Авторское свидетельства СССР

15 М 1641499, кл. В 21 К 21/08, 1988.

Формула иэа 6 рета и и я

1. СПОСОБ КОВКИ ДЕТАЛЕЙ со ступенчатым отверстием с применением осадки, включающий деформирован ив кольцевой заготовки в два этапа путем воздействия на ее торцевую поверхность инструментом с верхней и нижней оправ- 25 ками, при котором на первом этапе осуществляют частичное формирование ступени меньшего размера отверстия, а на втором проводят окончательное оформление дета-. ли и ступенчатого отверстия, отличающий- 30 ся тем, что одновременно с завершением первого этапа деформиравания осуществляют центрирование одной оправки относительно другой посредством направлващего элемента, а окончательное 35 оформление детали»a втором этапе заканчивают калибровкой ступени меньшего размера отверстия. соответствующего фор. ме и размерам направляющего элемента.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, 40 что частичное формирование ступени меньшего размера детали на первом этапе проводят до достижения степени дефорл1ации по высоте, равной

Штамповка осуществляется в холодном состоянии. Размеры заготовки Dp x dp х Hp=

60 х 30 х 45 мм. Заготовка устанавливается с фиксацией внутренним диаметром па нижнему пуансону-оправке (фиг.3). Нижний пуансон-оправка выступает над нижней плитой на высоту нижней ступени детали

Ь" t11 = 7 мм, на эту величину углубляется заготовка при установке. При получении детали деформирование осуществляют с аб" щей абсолютной степенью осадки АНН-Оо - Н» 23 мм. Абсолютная степень осад-. ки на первом этапе, рассчитываемая по предложег и юму выражению, составляет Л Ь

= 15 мм. Длина направляющего элемента

hh = (Но — Л)(Д вЂ” d2) Ð2 — dã) где М - абсолютная деформация по высоте на первом этапе

На -высота исходной заготовки;

Л - высота нижнего пуансона-оправки чад нижней плитой (углубление заготовки при установке);

dQ - внутренний диаметр исходной заготовки;

d - диаметр внутренней ступени детали, если отверстие круглое, или диаметр описанной окружности вну1ренней ступени, если отверстие имеет форму многоугольника:

0 - внутренний диаметр полой детали;

3. Способ cio пп.1 и 2, отличающийся тем, чта 0 качестве направляющего элемента используют меньшую ступень одной из оправок, 4. Способ по пп,1 и 2, отличающийся тем, чта в качестве нзправляющего элемента используют центрирующу а штангу, установленную в соосных отверстиях oflp3во к.

2003424

2003424

Рцг. 9

Составитель В. Гречищев

Редакгор Л. Народная Техред М.Моргентал Корректор H ppacK1q

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Рауи скзя нзб., 4/5

Заказ 3295

ПрОИЗВОдСтВЕННО-ИадатЕЛЬСКИй КОМбИНат "ПЗтЕНт", Г. УжгОрОд. уЛ.ГаГарИНЗ, 101