Способ зачистки отверстий в твердом материале

 

Способ зачистки отверстии в твердом материале относится к обработке металлов давлением и может быть использован для получения прецизионных отверстий, а также наружных контуров с фаской, в заготовках из твердых материалов. Сущность изобретения заключается в придании облою, образующемуся при начальной зачистке отверстия, такой объемной формы, которая при окончательном удалении оставшегося припуска по прикромочной зоне с облоем обеспечивает выламывание дополнительного количества материала. Способ зачистки отверстий в твердом материале включает пробивку предварительного отверстия, начальную зачистку прикромочной зоны предварительного отверстия на части толщины заготовки с выведением слоя внутрь отверстия и за нижнюю поверхность заготовки и окончательное удаление припуска по прикромочной зоне на оставшейся части толщины заготовки с облоем путем его выламывания пуансоном, свободно проходящим через зачищенный участок. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения отверстий и наружных контуров с фаской в деталях из твердых листовых материалов с высокой чистотой поверхности.

Известен способ получения отверстий с фаской в листовом материале, включающий пробивку отверстия и выдавливание фаски /"Технология холодной штамповки" А.Н.Малов, Машиностроение, М, 19691. стр.379, рис.217/.

Недостатком такого способа получения отверстий с фаской является вздутие поверхности и искажение краев заготовки, обусловленные выдавливанием материала при формировании фаски.

Известен способ получения отверстий с чистой поверхностью в листовом материале при котором пробивают предварительное отверстие, затем вытесняют из зоны охватывающий блестящий поясок, полученный при пробивке, в кольцевой участок, прилегающий к поверхности скола, такой объем материала, который необходим для заполнения кольцевого участка в зоне скола, и после этого калибруют отверстие (А.с. и 1412842, В 21 Д 28/10, опубл. 1988 г).

Наиболее близким к заявляемому способу зачистки, прототипом, является способ зачистки отверстий, включающий пробивку предварительного отверстия, начальную зачистку прикромочной зоны предварительного отверстия на части толщины заготовки с выведением облоя внутрь отверстия и окончательное удаление припуска по прикромочной зоне на оставшейся части толщины заготовки пуансоном, свободно проходящим через зачищенный участок отверстия, и матрицей /А.с. N 1433566, В 21 D 28/16, заявл. 28.01.87 г. опубп. 30.10.88 г. бюл. N 40/.

Недостатком такого способа зачистки является необходимость формировать фаску выдавливанием материала, что приводит к вздутию поверхности и искажениям краев заготовки.

Заявленный способ зачистки обеспечивает изготовление в заготовках из твердого материала прецизионных отверстий с фаской.

Поставленная цель достигается тем, что в способе зачистки отверстий, включающем пробивку предварительного отверстия, начальную зачистку прикромочной зоны предварительного отверстия на части толщины заготовки с выведением облоя внутрь отверстия и окончательное удаление припуска по прикромочной зоне на оставшейся части толщины заготовки пуансоном, свободно проходящим через зачищенный участок отверстия, и матрицей, дополнительно, начальную зачистку производят с выведением части облоя за нижнюю поверхность заготовки, а окончательное удаление оставшегося припуска по прикромочной зоне с облаем производят его скалыванием, направление которого в плоскости поперечного сечения заготовки проходит по линии, соединяющей угол, образованный пересечением верхней поверхностью оставшейся части припуска по прикромочной зоне и поверхностью зачищенной части предварительного отверстия, и рабочую кромку матрицы.

Сущность изобретения заключается в придании облою, образующемуся при начальной зачистке отверстия, такой объемной формы, которая при окончательном удалении оставшегося припуска по прикромочной зоне с облоя обеспечивает скалывание дополнительного количества материала.

Наличие указанной совокупности признаков заявленного изобретения обеспечивает повышение качества изготавливаемых отверстий с фаской за счет полного удаления припуска по прикромочной зоне, оставленного под зачистку отверстия, а также формирования фаски с одной стороны заготовки путем удаления материала, что исключает вздутие поверхности и искажение краев заготовки.

На фиг. 1 показан технологический процесс зачистки отверстия с использованием заявленного способа зачистки отверстий: фиг. 1а пробивка предварительного отверстия; фиг. 1б начальная зачистка на части толщины заготовки с формированием объемного облоя; фиг. 1в окончательное удаление припуска по прикромочной зоне на оставшейся части толщины заготовки.

На фиг. 2 показана деталь, получаемая в результате изготовления отверстия с использованием заявленного способа зачистки отверстия.

На фиг. 3 показано выполнение начальной зачистки на части толщины заготовки с подчеканиванием объемного облоя на "жестком" выталкивателе.

Способ зачистки отверстий в твердом материале осуществляется следующим образом, фиг. 1.

Заготовку 1 устанавливают на матрицу 2 и прижимают прижимом 3, фиг. 1а. Пуансон 4 внедряют в материал заготовки 1 и производят вырубку предварительного отверстия. Отход 5 проваливается в рабочее окно матрицы 6. Таким образом в заготовке 1 изготавливается предварительное отверстие диаметром d_пред с шероховатой поверхностью. Величина d_пред выбирается также как и при известных способах зачистки для получения защищенного отверстия диаметром d_ном. Затем заготовку 7 с пробитым предварительным отверстием 8 устанавливают на матрицу 9, имеющую рабочее одно 10, сопряженное с пуансоном 11, и прижимают прижимом 12, фиг. 1б. Пуансоном 11 производят начальную зачистку предварительного отверстия и на глубину h₁, причем: h₁ <H /1/ где Н толщина заготовки. Материал срезаемого пуансоном 11 припуска по прикромочной зоне предварительного отверстия 8 сминается в объемный облой 13, который удерживается на перемычке 14 толщиной h₂ равной: h₂ H h₁ /2/ причем объемный облой 13 располагается как внутри предварительного отверстия 8 так и в рабочем окне 10 матрицы 9 ниже нижней поверхности 15 заготовки 7. Величина перемычки h₂ задается исходя из размеров фаски, которую требуется получить.

Затем заготовку 17 с предварительным отверстием 18, имеющим зачищенную часть 19, устанавливают на матрицу 20, имеющую рабочее окно 21, которое имеет диаметр d_м, соответствующий наружному диаметру фаски, которую требуется подучить, и прижимают прижимом 22, фиг. 1в. Пуансон 23 имеет диаметр dп, причем: d_п≅ d_ном-2Δ (3)) где d_ном номинальный диаметр изготавливаемого отверстия и, соответственно, диаметр зачищенной части 19 предварительного отверстия 18; Δ минимальный односторонний допуск, необходимый для свободного прохода пуансона 23 через зачищенную часть 19 предварительного отверстия 18.

Таким образом пуансон 23 свободно проходит через зачищенную часть 19 предварительного отверстия 18. Пуансоном 23 производят скалывание оставшейся части 24 припуска по прикромочной зоне и удерживаемого на ней объемного облоя 25. Объемный облой 25 обладает достаточной жесткостью, так как обрабатывается твердый материал и облой 25 не плоский, а имеет значительную толщину, для того, чтобы с учетом толщины h₂ перемычки 24 скол произошел по направлению, которое в плоскости поперечного сечения заготовки проходит по линии, соединяющей угол, образованный пересечением верхней поверхности оставшейся части припуска по прикромочной зоне и поверхностью зачищенного предварительного отверстия, и рабочую кромку матрицы 20. Образовавшийся отход проваливается через рабочее окно 21 матрицы 20.

Таким образом в заготовке 30 толщиной Н получают зачищенное отверстие 31 диаметром d_ном и глубиной h₁ с высоким качеством поверхности и фаску 32 размером h2 на l, фиг. 2, где Для придания поверхности фаски более высокой чистоты может производится дополнительное подчеканивание поверхности фаски на последующих операциях изготовления детали. При этом вздутия поверхностей и искажения краев заготовки не происходит, так как производится пластическая деформация только микронеровностей, образовавшихся при сколе материала.

Данный способ может быть использован для зачистки наружных контуров заготовки.

Для придания объемному облою большей жесткости, начальную зачистку можно производить с подчеканиванием объемного облоя на "жестком" выталкивателе.

В этом случае начальную зачистку производят следующим образом фиг. 3. Заготовку 35 с пробитым предварительным отверстием 36 устанавливают на матрицу 37, имеющую рабочее окно 38, сопряженное с пуансоном 39, в котором установлен выталкиватель 40, подпружиненный с силой F_прот, и прижимают прижимом 41. Пуансоном 39 с силой F производят начальную зачистку предварительного отверстия 36 на глубину h₁. Материал срезаемого пуансоном 39 припуска по прикромочной зоне предварительного отверстия 36 сминается в объемный облой 42, причем при этом пуансону 39 приходятся дополнительно преодолевать силу противодавления F_прот, создаваемую выталкивателем 40. Сила F_прот задается так, чтобы формировался плотный объемный облой 42, расположенный как внутри предварительного отверстия 36, так и в рабочем окне 38 матрицы 37 ниже нижней поверхности 43 заготовки 35. Более плотная структура объемного облоя 42 обеспечивает его большую жесткость, так как срезаемый при начальной зачистке припуск по прикромочной зоне должен вначале спрессоваться в вертикальном направлении и только после этого материал будет перемещаться горизонтально внутрь предварительного отверстия 36. Соответственно, большая жесткость объемного облоя 42 обеспечивает возможность при окончательном удалении оставшейся части припуска по прикромочной зоне предварительного отверстия сколоть большее количество материала заготовки и, соответственно, получить фаску больших размеров.

Технико-экономический эффект от использования заявленного изобретения заключается в снижении себестоимости изготовления прецизионных отверстий в деталях из твердого материала, у которых с одной стороны должна быть сделана фаска, за счет изготовления таких отверстий на штампах одновременно с изготовлением самой детали.

Формула изобретения

1. Способ зачистки отверстий в твердом материале, включающий пробивку предварительного отверстия, начальную зачистку прикромочной зоны предварительного отверстия на части толщины заготовки с выведением облоя внутрь отверстия и окончательное удаление припуска по прикромочной зоне на оставшейся части толщины заготовки пуансоном, свободно проходящим через зачищенный участок отверстия, и матрицей, отличающийся тем, что начальную зачистку производят с выведением части облоя за нижнюю поверхность заготовки, а окончательное удаление оставшегося припуска по прикромочной зоне с облоем производят его скалыванием, направление которого в плоскости поперечного сечения заготовки проходит по линии, соединяющей угол, образованный пересечением верхней поверхности оставшейся части припуска по прикромочной зоне и поверхностью зачищенной части предварительного отверстия, и рабочую кромку матрицы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что начальную зачистку отверстия производят с подчеканиванием облоя на выталкивателе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3