Способ листовой штамповки-вытяжки

 

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке - вытяжке деталей из тугоплавких материалов, преимущественно молибдена и его сплавов. Сущность: заготовки дисков смазывают и штампуют с подогревом, в штампе, выполненном с зазором между пуансоном и матрицей, учитывающем толщину материала и допуска на образование утолщения на наплыв материала. Сначала заготовки сортируют на группы с плюсовым и минусовым допуском, экспериментально определяют для каждой группы величину утолщения на наплыв материала, используют два штампа с разными зазорами, и заготовки с плюсовым допуском штампуют на штампе с большим зазором, а заготовки с минусовым допуском - на штампе с меньшим зазором. При этом значительно снижается брак по расслоениям, разрывам металла. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при изготовлении деталей типа "чашка" штамповкой из листов тугоплавких металлов с нерекристаллизационной структурой преимущественно молибдена и его сплавов в электровакуумном производстве.

При штамповке-вытяжке деталей из листов, например, молибденового сплава ЦМ 2 А, нередки случаи разрушения металла в процессе вытяжки с образованием дефектов типа расслоения, разрывы, надрывы. Помимо качества металла при этом могут сказываться недостатки технологии самой вытяжки, например, неоптимальные зазоры между пуансоном и матрицей.

Известны способы расчета зазора Z, например, по толщине исходного листа, в частности, Z (0,85-1,15)·H исх, мм. (Королев В.Н. Листовая штамповка молибдена и его сплавов в приборостроении. М. Машиностроение, 1974).

Известны и другие расчетные соотношения (Дубинина Н.П. и др. Технология металлов, изд. 3-е, М. Машгиз, 1958). Однако все они используют толщину листа номинальную и не учитывают утолщение наплыв металла по толщине листа в процессе вытяжки на образующейся цилиндрической части детали (фиг. 1).

С образованием наплыва зазор заполняется металлом, возрастает трение, растет усилие вытяжки, в отштампованной детали образуются расслоения или вырыв донышка, надрывы на поверхности.

Утолщение наплыв учитывается при вытяжке сталей, но нет данных для тугоплавких металлов, в частности для молибдена (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л. Машиностроение, 1971, с. 232-233, табл. 92).

В таблице на примере вытяжки деталей из листов сплава ЦМ 2 А толщиной 0,8 мм, выпускаемых по ТУ 48-4206-04-90, показана величина наплыва и расчетные значения зазора. Видно, что, например, для детали А средняя толщина в зоне максимального наплыва равна 0,976 мм, а зазор даже максимальный по расчетам равен 0,92 мм, т.е. меньше. Если же лист будет на плюсовом допуске (по ТУ толщина 0,8±0,05 мм), то c учетом наплыва толщина листа достигнет значения 0,85 мм + 0,165 мм 1,015 мм, что еще больше превышает расчетный зазор.

Известен способ листовой штамповки-вытяжки деталей типа "чашка" из тугоплавких материалов, преимущественно молибдена и его сплавов, включающий вырубку заготовок-дисков, их смазку и вытяжку с подогревом в штампе, выполненном c зазором между матрицей и пуансоном, учитывающим фактическую толщину материала и допуск на образование утолщения на наплыв материала. (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Машиностроение, Л. 1971, с. 233, 272). Этот способ принят в качестве ближайшего аналога. Недостаток известного способа заключается в том, что, хотя и учитывают при штамповке толщину материала, однако всю партию заготовки штампуют на одном штампе, несмотря на то, что они имеют и минусовой, и плюсовой допуск.

Задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы исключить заклинивание штампуемого металла в зазоре между матрицей и пуансоном при вытяжке, которое влечет за собой разрушение заготовок и штампованных деталей.

Поставленная задача решается тем, что заготовки сортируют на группы с плюсовым и минусовым допуском по толщине, экспериментально для каждой группы заготовок определяют величину утолщения на наплыв материала, используют два штампа с разными зазорами между матрицей и пуансоном и заготовки с плюсовым допуском штампуют на штампе с большим зазором, а заготовки с минусовым допуском на штампе с меньшим зазором.

Для реализации способа выполняют операции: 1. Сортируют листы (полоски, диски) на две группы с минусовым и плюсовым допуском; 2. Экспериментально для каждой группы заготовок определяют величину утолщения на наплыв материала, для чего изготавливают пробный штамп с зазором по номинальной толщине заготовки; 3. Изготавливают два рабочих штампа для двух групп заготовок с разными зазорами, рассчитанными с учетом утолщения наплыва; 4. Выполняют штамповку вытяжку деталей из заготовок с минусовым допуском на штампе с меньшим зазором, из заготовок с плюсовым допуском на штампе с большим зазором.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез детали A (макрошлиф, показано полдетали): H_исх толщина исходная (в центре донышка); H_н - максимальная толщина с наплывом (x 15); на фиг. 2 зависимость штампуемости (Ш выход годных деталей, ) от толщины листа H и пластичности N₁ (число гиб отгибов). Способ проверен практически при штамповке вытяжке деталей типа "чашка" высотой 6 мм и диаметром 25 мм из листов толщиной 0,8 мм сплава ЦМ 2 М. При этом штамп имел постоянный зазор, рассчитанный по номинальной толщине листа 0,8 мм, а изменялась (путем размерного травления) толщина заготовок от 0,73 мм до 0,85 мм. Это соответствовало штамповке в двух разных штампах с разными зазорами.

Результаты оценивали по выходу годных деталей (Ш,) без расслоений, разрывов, надрывов (фиг. 2, здесь H толщина заготовки, мм; N₁ число гиб-отгибов до разрушения при консольном одностороннем изгибе на угол 45-50^o (Карпов Л.П. Расслоение и микрорасслоение в деталях из листов сплава ЦМ 2 А. -Журнал "МИТОМ" N 9, 1982, с. 58-60 и описание изобретения по авт.св. N 1603966).

Установлена линейная зависимость выхода годных деталей (Ш,) от толщины листа (H): с ростом H падает Ш: Ш 227,06 + 1,0781 N₁ 269.02 H и коэффициентом множественной корреляции 0,72.

Показано, что и для пластичного металла с числом гибов 50 и более выход годных деталей может быть и выше 90% и 60% в зависимости от фактического соотношения зазора штампа и толщины заготовки. Тем более это существенно при меньшей пластичности металла, когда N₁ <50.

Формула изобретения

Способ листовой штамповки-вытяжки деталей типа чашка из тугоплавких материалов, преимущественно молибдена и его сплавов, включающий вырубку заготовок дисков, их смазку и вытяжку с подогревом в штампе, выполненном с зазором между матрицей и пуансоном, учитывающим фактическую толщину материала и допуск на образование утолщения на наплыв материала при вытяжке, отличающийся тем, что заготовки сортируют на группы с плюсовым и минусовым допуском по толщине, экспериментально для каждой группы заготовок определяют величину утолщения на наплыв материала, используют два штампа с разными зазорами между матрицей и пуансоном и заготовки с плюсовым допуском штампуют на штампе с большим зазором, а заготовки с минусовым допуском на штампе с меньшим зазором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3