Способ изготовления головок торцовых ключей с фасонной полостью и ступенчатой наружной поверхностью

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении холодной объемной штамповкой торцовых ключей из высокопрочных сталей. Способ включает отрезку заготовки, оформление фасок под выдавливание полостей, формирование ступенчатой наружной поверхности и получение полостей. На второй формообразующей позиции предварительно формуют фаски под выдавливание обеих полостей. На третьей позиции окончательно формуют эти фаски. На четвертой позиции с торца меньшего наружного диаметра выдавливают фасонную полость до окончательных размеров, а с торца большего наружного диаметра предварительно выдавливают полость квадратного сечения. Размер стороны квадрата полости составляет 1,03-1,1 размера стороны квадрата полости готовой детали. Окончательное формообразование полости квадратного сечения производят на последней формообразующей позиции. Приведено соотношение, которое является условием выдавливания фасонной полости на четвертой позиции. На этой позиции выдавливание могут проводить в плавающей матрице после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы. В результате обеспечивается получение изделий высокого качества при высокой стойкости инструмента и несложной его конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении холодной объемной штамповкой торцовых ключей из высокопрочных сталей.

Известен способ получения головок торцовых ключей, включающий отрезку цилиндрической заготовки, оформление наружной поверхности и выдавливание двух полостей многогранного рельефа (заявка Германии №2558119, кл. В 21 К 5/16, 1975).

Этот способ имеет следующие недостатки:

- на четвертой позиции выдавливание квадратной полости и уменьшение наружного диаметра с одного торца и одновременное выдавливание цилиндрической полости с другого торца заготовки сопровождается большими усилиями на инструмент, следствием чего является низкая его стойкость, особенно при использовании высокопрочных легированных сталей;

- сложность конструкции инструмента и его наладки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления головок торцовых ключей со ступенчатой наружной поверхностью, включающий отрезку заготовки, оформление фасок под выдавливание полостей, оформление ступенчатой наружной поверхности, получение полостей (патент РФ 2084305, кл. В 21 К 5/16, 1997).

Экспериментальным путем установлено, что условия, заложенные при этом способе, не работоспособны при изготовлении головок торцовых ключей с фасонной полостью, выполненной в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам, так как при выдавливании фасонной полости течение металла имеет турбулентный характер с другими параметрами усилий на инструмент, что приводит к снижению его стойкости.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания способа изготовления головок торцовых ключей с фасонной полостью и ступенчатой наружной поверхностью из высокопрочных легированных сталей с высокой стойкостью инструмента, несложной его конструкцией и высоким качеством получаемых деталей.

Указанная задача решена тем, что в способе изготовления головок торцовых ключей с фасонной полостью и ступенчатой наружной поверхностью, включающем отрезку заготовки, оформление фасок под выдавливание полостей, оформление ступенчатой наружной поверхности, получение полостей, согласно изобретению на второй формообразующей позиции производят предварительную формовку фасок под выдавливание обеих полостей, а на третьей позиции - окончательную формовку этих фасок; затем на четвертой позиции с торца меньшего наружного диаметра выдавливают фасонную полость до окончательных размеров и с торца большего наружного диаметра осуществляют предварительное выдавливание полости квадратного сечения, размер стороны квадрата которой составляет 1,03-1,1 размера стороны квадрата полости готовой детали, а окончательное формообразование полости квадратного сечения осуществляют на последней формообразующей позиции. При этом условием выдавливания фасонной полости на четвертой позиции является соотношение

где F - площадь поперечного сечения полости фасонного профиля;

F₁ - площадь поперечного сечения пуансона, выдавливающего квадратную полость на четвертой позиции;

F₂ - площадь кольца между большим и меньшим диаметрами наружной поверхности на четвертой позиции.

На четвертой позиции фасонную полость выдавливают в плавающей матрице, причем выдавливание начинают после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы.

Благодаря указанному распределению деформаций по позициям достигнуты оптимальные условия выдавливания внутреннего фасонного профиля и формообразование заготовки в целом. Инструмент имеет высокую стойкость и несложную конструкцию.

Оптимально выбранное соотношение размеров заготовки и инструмента на четвертой позиции способствует повышению стойкости инструмента и улучшению качества деталей. В случае, когда данное соотношение меньше указанного предела, произойдет выдавливание нижним пуансоном фасонной полости глубиной больше окончательных размеров при недостаточной глубине выдавливания верхним пуансоном полости квадратного сечения. В случае, когда данное соотношение больше указанного предела, произойдет выдавливание верхним пуансоном полости квадратного сечения глубиной больше окончательных размеров при недостаточной глубине выдавливания фасонной полости верхним пуансоном.

На чертеже представлен технологический процесс холодной объемной штамповки головок торцовых ключей с фасонной полостью и ступенчатой наружной поверхностью.

Способ осуществляется следующим образом.

От прутка или бунта отрезают мерную цилиндрическую заготовку. На первой формообразующей позиции производят осадку с небольшим коническим углублением и закруглением кромок на одном торце и конической наметкой на другом торце.

На вторую формообразующую позицию заготовку подают с поворотом на 180°, где нижним пуансоном формуют предварительную фаску под выдавливание фасонной полости, а верхним - предварительную фаску под выдавливание квадратной полости. На этой же позиции начинают оформление ступенчатой наружной поверхности: со стороны нижнего пуансона формируют поверхность с меньшим диаметром, со стороны верхнего пуансона - с большим диаметром.

На третью позицию заготовку подают параллельно, где нижним пуансоном окончательно формуют фаску под выдавливание фасонного профиля, а верхним пуансоном окнчательно формуют фаску под выдавливание квадратной полости.

На четвертую позицию заготовку подают параллельно и верхним пуансоном со стороны большего наружного диаметра выдавливают полость квадратного сечения, а нижним пуансоном со стороны меньшего наружного диаметра выдавливают фасонную полость до окончательных размеров в плавающей матрице, причем выдавливание начинают после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы.

На последнюю, пятую позицию заготовку подают с поворотом на 180°, где часть заготовки большего наружного диаметра проталкивают через редуцирующий поясок пробивной матрицы, образуя рифленую поверхность. При этом за счет всестороннего обжатия этой части заготовки происходит окончательное формообразование полости с квадратным рельефом.

Использование предложенного способа в производстве позволит расширить номенклатуру выпускаемых изделий.

1. Способ изготовления головок торцовых ключей с фасонной полостью и ступенчатой наружной поверхностью, включающий отрезку заготовки, оформление фасок под выдавливание полостей, оформление ступенчатой наружной поверхности, получение полостей, отличающийся тем, что на второй формообразующей позиции производят предварительную формовку фасок под выдавливание обеих полостей, а на третьей позиции - окончательную формовку этих фасок, затем на четвертой позиции с торца меньшего наружного диаметра выдавливают фасонную полость до окончательных размеров и с торца большего наружного диаметра осуществляют предварительное выдавливание полости квадратного сечения, размер стороны квадрата которой составляет 1,03-1,1 размера стороны квадрата полости готовой детали, а окончательное формообразование полости квадратного сечения осуществляют на последней формообразующей позиции, при этом условием выдавливания фасонной полости на четвертой позиции является соотношение

где F - площадь поперечного сечения полости фасонного профиля;

F₁ - площадь поперечного сечения пуансона, выдавливающего квадратную полость на четвертой позиции;

F₂ - площадь кольца между большим и меньшим диаметрами наружной поверхности на четвертой позиции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на четвертой позиции фасонную полость выдавливают в плавающей матрице, причем выдавливание начинают после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы.