Штамп для открытой объемной штамповки поковок



Штамп для открытой объемной штамповки поковок
Штамп для открытой объемной штамповки поковок

 


Владельцы патента RU 2521929:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при открытой объемной штамповке поковок с переменным по периметру поперечным сечением. Штамп содержит верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими ручей, магазин и облойный мостик. Мостик выполнен сопряжением горизонтального участка с участком, образованным выступом на одной половине штампа проточкой на другой половине штампа. Выступ ограничен частью окружности радиусом R1, а проточка выполнена радиусом R2. Центр радиуса проточки R2 смещен относительно центра радиуса выступа R1 в сторону к месту ручья с большими площадями поперечных сечений по периметру облойного мостика и в сторону от места ручья с меньшими площадями поперечных сечений. При этом смещение производят на величину, которая является переменной по периметру облойного мостика и не превышает 0,8h, где h - расчетная высота облоя на облойном мостике. В результате обеспечивается снижение усилия штамповки и уменьшение коробления поковок, штамповочных уклонов и толщины облоя. 2 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штампам для открытой объемной штамповки поковок с переменным по периметру поперечным сечением, содержащим верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими ручей, магазин, облойный мостик, и может быть применено во всех отраслях машиностроения.

Известен штамп для объемной штамповки, содержащий верхнюю и нижнюю половины, на обращенных одна к другой поверхностях каждой из которых выполнены канавки, совместно образующие волнообразную кольцевую облойную полость, поверхность облойной полости выполнена рифленой, образованной чередующимися в радиальном направлении выступами и впадинами, высота и ширина каждого выступа составляет 0,1-0,3 от ширины облойного мостика (А.С. №889259, кл. B21J 13/02, 1981).

Недостатком известного штампа является постоянная эффективность торможения истечению металла в облойный мостик по периметру ручья штампа в местах с различными площадями поперечных сечений.

Наиболее близким техническим решением является штамп для открытой объемной штамповки поковок осадкой в торец, преимущественно кольцевых поковок с внутренним и наружным облоем, смещенным к одному или противоположным торцам поковки, содержащий верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими ручей, облойный мостик и магазин, с облойным мостиком, выполненным сопряжением горизонтального участка, примыкающего непосредственно к ручью штампа, длина которого составляет 0,1-0,3 ширины облойного мостика, с участком, выходящим за торец поковки, образованный выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности (дуги) радиуса R1, центр которого расположен не выше основания выступа, и проточкой на другой половине штампа радиусом R2, величину которого выбирают из соотношения

R2=R1+h,

где h - расчетная высота облоя на облойном мостике с центром, совпадающим с центром окружности радиуса R1 или с центром радиуса проточки, смещенным в сторону ручья на величину не более h/2 (Патент SU №1821286, кл. B21J 13/02, 1981).

Недостатком известного штампа является постоянная эффективность торможения истечению металла в облойный мостик по периметру ручья штампа в местах с различными площадями поперечных сечений.

Реализация известного технического решения для открытой объемной штамповки преимущественно кольцевых поковок осадкой в торец в штампе с облойным мостиком, образованным выступом на одной половине штампа и проточкой на другой половине штампа, связана с увеличением длины облойного мостика, обусловленной самой конфигурацией последнего, и излишнему торможению истечению металла в облойный мостик в местах наименьших площадей поперечных сечений ручья штампа, что приводит к росту усилий штамповки, увеличению штамповочных уклонов и толщины облоя.

Поставлена задача разработать штамп, позволяющий снизить усилие штамповки и получать поковки с меньшей толщиной облоя, (Акаро И.Л. Определение размеров заусенчатых канавок и отхода металла при штамповке на КГШП - Кузнечно-штамповочное производство №10, 1976, стр.6-8), с уменьшенными штамповочными уклонами, снижающий коробление поковок, расход металла и трудоемкость механической обработки поковок.

Технический результат в штампе для открытой объемной штамповки поковок, с переменным по периметру поперечным сечением, содержащий верхнюю и нижнюю половины, выполненные с гравюрами, образующими ручей с переменным по периметру поперечным сечением, магазин и облойный мостик, выполненный сопряжением горизонтального участка, примыкающего к ручью и имеющего длину, составляющую 0,1-0,3 длины облойного мостика, с участком, образованным выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности радиусом R1, центр которого расположен не выше основания выступа, и проточкой на другой половине штампа, выполненной радиусом R2, достигается тем, что центр радиуса проточки R2 смещен относительно центра радиуса выступа R1 в сторону к месту ручья с большими площадями поперечных сечений по периметру облойного мостика, с образованием сужающего облойного мостика, и в сторону от места ручья с меньшими площадями поперечных сечений по периметру облойного мостика, с образованием расширяющегося облойного мостика, при этом смещение производят на величину, которая является переменной по периметру облойного мостика и не превышает 0,8h, где h - расчетная высота облоя на облойном мостике.

Часть облойного мостика, образованная выступом на одной половине и, соответственно, проточкой на другой половине штампа, придает облою форму, обеспечивающую достаточное увеличение жесткости поковки за счет облоя, и тем самым выполняет дополнительную функцию облойного мостика, снижающую коробление поковки при извлечении ее из ручья штампа и последующей транспортировке. Например, при штамповке поковок колец синхронизатора автомобиля КАМАЗ из латуни данная конструкция облойного мостика позволила внедрить технологию штамповки колец синхронизатора в производство.

В случае, когда поковка по периметру имеет различные по площади сечения, а заготовка постоянного сечения, условия заполнения гравюры штампа и эффективность торможения истечения металла в облойный мостик должна быть различная. Например, в месте меньших площадей поперечных сечений поковки и соответственно ручья лишний объем металла вытесняется в облойный мостик, что приводит к увеличению усилия штамповки. В этом случае смещение центра радиуса проточки R1 одной половины штампа относительно центра радиуса выступа другой половины штампа в сторону от места ручья предполагает течение металла в расширяющуюся полость и снижает эффективность торможения истечению металла в облойный мостик, сохраняя при этом жесткость пространственной конструкции последнего. В месте больших площадей поперечных сечений поковки и соответственно ручья штампа объем металла, вытесняемого в облойный мостик, должен быть минимальным. Смещение центра радиуса проточки R1 одной половины штампа относительно центра радиуса выступа другой половины штампа в сторону к ручью с большими площадями поперечных сечений предполагает течение металла в сужающую полость и увеличивает эффективность торможения истечению металла в облойный мостик. Во всех случаях конфигурация облойного мостика должна быть такой, чтобы обеспечить качественное заполнение ручья штампа при минимальном поперечном сечении заготовки и минимальном усилии штамповки. Последнее важно для уменьшения коробления поковки при удалении поковки из ручья штампа пальцевыми выталкивателями. Практика показала, что усилие выталкивания поковки из ручья штампа прямо пропорционально усилию штамповки.

Ограничение смещения центра радиуса проточки R1 в сторону от места ручья относительно центра радиуса выступа R2 не более 0,8h обосновано тем, что дальнейшее смещение приводит к незначительному снижению усилия штамповки и не заполнению ручья штампа.

Ограничение смещения центра радиуса проточки R1 в сторону к месту ручья относительно центра радиуса выступа R2 не более 0,8h обосновано тем, что дальнейшее смещение приводит к значительному повышению эффективности торможения истечению металла из ручья штампа в облойный мостик и повышению усилия штамповки.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает.

В штампе-прототипе центр радиуса проточки R2 совпадает с центром окружности радиуса выступа R1 или центр радиуса проточки смещен в сторону ручья на величину не более h/2.

В предлагаемом штампе центр радиуса проточки R2 смещен относительно центра радиуса выступа R1 в сторону от места ручья с меньшими площадями поперечных сечений и к месту ручья с большими площадями поперечных сечений на переменную величину по периметру облойного мостика не более 0,8h и образуют, соответственно, расширяющийся и сужающийся облойный мостик.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ авторских свидетельств, патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков предлагаемого изобретения по их функциональному назначению. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 схематично изображен штамп для объемной штамповки поковок, общий вид, слева - в начальный момент деформирования, справа - при крайнем нижнем положении верхней половины штампа.

На фиг.2 изображен вид облойного мостика, центр радиуса проточки которого (R2) смещен в сторону от места ручья штампа относительно центра радиуса выступа нижней половины штампа (R1) на величину не более 0.8h, и образует с выступом расширяющийся облойный мостик, где h - толщина облоя.

Штамп для объемной штамповки фиг.1 содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 половины, на которых выполнены формообразующие гравюры, расширяющийся облойный мостик 3 и магазин 4. Облойный мостик 3 выполнен сопряжением участка, примыкающего непосредственно к ручью штампа, длина которого составляет 0,1-0,3 ширины облойного мостика, с участком, образованным выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности радиуса R1 и проточкой на другой половине штампа 1. Центр радиуса проточки R2 смещен относительно центра радиуса выступа R1 в сторону от места ручья с меньшими площадями поперечных сечений и к месту ручья с большими площадями поперечных сечений, на переменную величину по периметру облойного мостика, но не более 0,8h, и образуют, соответственно, расширяющийся и сужающийся облойный мостик.

Штамп работает следующим образом.

Перед началом цикла на поверхность гравюры ручья (фиг.1) наносят технологическую смазку. В рабочую полость ручья нижней половины штампа 2 укладывают нагретую до температуры деформирования заготовку 5 и включают привод штамповочного пресса, ползун которого вместе с верхней половиной штампа 1 совершает рабочий ход в сторону нижней половины 2 с заготовкой 5. Под воздействием усилия пресса заготовка деформируется, металл заполняет полость ручья и частично вытесняется через облойный мостик в магазин штампа, образуя при этом облой 3,6.

Наличие расширяющегося облойного мостика на участках с наименьшим поперечным сечением ручья штампа способствует уменьшению усилия штамповки при качественном заполнении ручья штампа. Наличие сужающейся области на участках с наибольшим поперечным сечением ручья штампа способствует лучшему заполнению ручья штампа при минимальной толщине облоя и объеме заготовки.

После снятия деформирующего усилия и отвода ползуна пресса, выталкиватели 8 нижней половины штампа 2 воздействуют на поковку 7 и удаляют ее из полости ручья. Облой 3,6, образованный выступом на нижней половине и проточкой на верхней половине штампа, увеличивает жесткость поковки и способствует уменьшению коробления последней при извлечении из штампа и последующей транспортировке.

Указанный штамп для объемной штамповки обеспечивает положительный эффект, заключающийся в расширении технологических возможностей штампов по снижению усилия штамповки, снижению коробления поковок, снижению штамповочных уклонов и уменьшению толщины облоя.

Штамп для открытой объемной штамповки поковок с переменным по периметру поперечным сечением, содержащий верхнюю и нижнюю половины, выполненные с гравюрами, образующими ручей с переменным по периметру поперечным сечением, магазин и облойный мостик, выполненный сопряжением горизонтального участка, примыкающего к ручью и имеющего длину, составляющую 0,1-0,3 длины облойного мостика, с участком, образованным выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности радиусом R1, центр которого расположен не выше основания выступа, и проточкой на другой половине штампа, выполненной радиусом R2, отличающийся тем, что центр радиуса проточки R2 смещен относительно центра радиуса выступа R1 в сторону к месту ручья с большими площадями поперечных сечений по периметру облойного мостика с образованием сужающего облойного мостика и в сторону от места ручья с меньшими площадями поперечных сечений по периметру облойного мостика с образованием расширяющегося облойного мостика, при этом центр радиуса проточки R2 смещен относительно центра радиуса выступа R1 на величину, которая является переменной по периметру облойного мостика и не превышает 0,8h, где h - расчетная высота облоя на облойном мостике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано при производстве расходуемых электродов для плавки металлов и сплавов. Инструмент содержит контейнер, матрицу и соединенные между собой посредством стяжки пресс-штемпель и пресс-шайбу.

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением и предназначена для получения равноосной ультрамелкодисперсной структуры при обработке заготовок из малопластичных материалов, в том числе спеченных порошковых заготовок.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Полый поводковый центр предназначен для радиально-обжимной машины, которая используется для обжатия заготовки-трубы с внутренней технологической фаской на одном торце.

Изобретение относится к обработке давлением металлов и сплавов и может быть использовано при получении изделий с повышенными механическими свойствами за счет образования мелкозернистой и однородной структуры.

Изобретение относится к кузнечному производству и может быть использовано в конструкциях бойков для изготовления крупногабаритных поковок типа дисков, ступиц, крышек, днищ.

Группа изобретений относится к обработке материалов давлением и может быть использована для упрочнения материалов в процессе обработки. Заготовку подвергают прессованию путем продавливания через входной канал матрицы в выходной канал в виде круговой полости.

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении лопаток турбин методом горячей штамповки. Исходную заготовку размещают в горизонтальном приемнике разъемной матрицы, состоящей из двух полуматриц с вертикальной плоскостью разъема.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при ковке слитков и заготовок из различных сталей и сплавов в четырехбойковых ковочных устройствах на гидравлических ковочных прессах.

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением и может быть использована при изготовлении моноблочных деталей, содержащих массивную часть и удлиненную часть (3).

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении многогранных деталей типа гаек. Матрица содержит корпус, в который запрессована промежуточная втулка.

Изобретения относятся к обработке давлением и могут быть использованы при изготовлении ребристых панелей, предназначенных для корпусов отсеков, перегородок, крыльев и других частей авиационно-космических летательных аппаратов. Нагретую заготовку деформируют со скоростью от 0,01 до 10 мм/с последовательно по участкам с постепенным формоизменением всей поверхности. Площадь участков по меньшей мере в два раза меньше площади заготовки. Деформирование производят в устройстве, которое закрепляют в штамповом блоке для изотермической штамповки. Устройство содержит верхнюю и нижнюю плиты, нагревательные элементы, матрицу, пуансоны с полостями по форме и размерам ребер панели и по меньшей мере два пуансонодержателя. Пуансонодержатели перемещаются по направляющим колонкам. В устройстве предусмотрены скользящие упорные планки с механизмом перемещения. Один пуансон жестко закреплен в нижнем пуансонодержателе. Остальные пуансоны установлены в пуансонодержателях с возможностью перемещения в направлении приложения усилия штамповки и подпружинены. В результате обеспечивается возможность регулирования удельного давления формоизменения, что приводит к расширению технологических возможностей при изготовлении панелей. 2 н.з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для ковки слитков и заготовок из различных сталей и сплавов. Бойки четырехбойкового ковочного устройства прикреплены к соответствующим держателям бойков с помощью прижимов. В бойках выполнены пазы для захода прижимов, а в держателях боковых бойков - углубления для фиксации бойков. Прижимы выполнены Г-образными или П-образными с возможностью присоединения к бойкам и отсоединения от них с помощью пружин, установленных в выполненные в держателях бойков отверстия. Прижимы выполнены с возможностью при отсоединении от бойков удерживаться или на держателях бойков, или на проходящих сквозь них стяжных шпильках. На поверхности прижимов со стороны держателей боковых бойков выполнена по меньшей мере одна шпонка. На поверхности боковых бойков и держателей боковых бойков выполнен по меньшей мере один паз. Обеспечивается отсоединение бойков от соответствующих держателей без снятия прижимов с устройства. 5 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прошивке заготовок в контейнере на прессах. Пуансон для прошивки выполнен в виде тела вращения с двумя отверстиями. Пуансон имеет переменный наружный диаметр. Указанный диаметр на длине пуансона от его переднего торца, равной внутреннему диаметру получаемой полой заготовки, равен упомянутому внутреннему диаметру полой заготовки. На оставшейся длине пуансона диаметр имеет постоянную величину, которая меньше внутреннего диаметра полой заготовки на 2 мм. Одно из отверстий выполнено сквозным, имеет переменный по длине диаметр и ось, совпадающую с осью пуансона. Диаметр этого отверстия на длине от переднего торца пуансона, равной его максимальному наружному диаметру, равен 2/3 от упомянутого диаметра пуансона. На оставшейся длине диаметр отверстия имеет постоянную величину, на 2 мм превышающую диаметр отверстия на длине от переднего торца пуансона. Второе отверстие выполнено с осью, которая пересекает ось пуансона под прямым углом. Ось второго отверстия расположена на расстоянии от переднего торца пуансона, равном 4/5 длины пуансона. Диаметр второго отверстия является постоянным по всей длине отверстия и равен 5 мм. В результате обеспечивается повышение качества прошитых заготовок за счет уменьшения их разностенности и удаления дефектов, а также снижение трения на внешней и внутренней поверхностях пуансона. 6 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке поковок типа крестовин. На верхней плите штампа установлен пуансон. На нижней плите, в которой размещена траверса, смонтирована нижняя матрица. Верхняя и нижняя матрицы имеют поверхности разъема с равными центральными и периферийными участками. Верхняя матрица связана с траверсой тягами и установлена с возможностью перемещения относительно нижней матрицы с образованием замкнутой полости штампа. В нижней матрице размещен выталкиватель с опорой через подпружиненный толкатель на траверсу. Периферийные участки поверхностей разъема нижней и верхней матриц выполнены с уклонами в тело матриц в сторону их боковых поверхностей. Тяги размещены в сквозных прямолинейных пазах, выполненных в противолежащих боковых стенках матриц параллельно оси симметрии штампа. В результате обеспечивается плотный зажим матриц по контуру поковки в результате пластического деформирования макронеровностей и волнистости, неизбежных после шлифования контактных поверхностей матриц. Использование тяг зажима матриц в качестве направляющих обеспечивает более точное совмещение матриц. 3 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит вставку и бандажное кольцо. Вставка запрессована в бандажное кольцо с переменным по высоте бандажного кольца или вставки натягом. Сопрягаемые наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность бандажа выполнены конусными. Переменный натяг между этими поверхностями образован путем их выполнения с различной разностью между внутренним диаметром кольца и наружным диаметром вставки на противоположных торцах матрицы. Величина переменного натяга ∆ выбрана из выражения: ∆=∆1-∆2=(0,02…0,34) мм, где ∆1 - натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны зеркала матрицы, ∆2 - натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы. В результате обеспечивается повышение циклической стойкости и прочности матрицы и повышение ее технологичности. 2 ил.

Изобретение относится к технологической оснастке для ковки слитков и заготовок из различных сталей и сплавов на ковочных прессах. Ковочное устройство содержит четыре бойка, установленные на держателях верхнего и нижнего бойков и на держателях боковых бойков. Нижний и/или верхний боек снабжен системой его перемещения относительно держателя. Система перемещения содержит промежуточную плиту, прикрепленную посредством прижима и стяжных шпилек к основанию бойка. В промежуточной плите и в держателе бойка установлен по меньшей мере один винт, жестко соединенный посредством гайки с червячным колесом, которое находится в зацеплении с червячным валом. Последний соединен с двигателем для обеспечения перемещения промежуточной плиты вдоль вертикальной оси устройства при вращении винта. Держатель бойка и промежуточная плита выполнены с возможностью установки между ними по меньшей мере одной регулировочной пластины. В результате обеспечивается упрощение конструкции устройства, уменьшение его габаритов и повышение надежности и безопасности его работы. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области металлургического машиностроения и может быть использовано при производстве поршней дизельных двигателей. В исходном состоянии пуансон 4 штампа для штамповки крупногабаритных поршней отведен цилиндром 6 по направляющим 5 в крайнее положение. Запорное кольцо 9 установлено на торцевой поверхности матричной втулки 7. Кольцо съема 8 установлено на запорном кольце 9 и закреплено в контейнере 3 посредством байонетного затвора. Тиксозаготовку 10, нагретую до температуры тиксоштамповки, устанавливают в полость штампа, после чего пуансоном 4 деформируют заготовку 10 с получением поршня. Обратным ходом пресса выводят пуансон 4 из зоны штамповки и по направляющим 5 отводят пуансон 4 в крайнее положение. Открывают байонетный затвор и выталкивателем 11 удаляют поршень вместе с кольцом съема 8 и запорным кольцом 9 из матричной втулки 7. В результате обеспечивается повышение качества готового изделия. 2 ил.

Изобретение относится к области металлургического машиностроения и может быть использовано в производстве тиксоформованием деталей ответственного назначения, например поршней дизельных двигателей. Штамп для тиксоштамповки содержит верхнюю и нижнюю плиты со смонтированными на них пуансоном и матричной втулкой, которые образуют гравюру штампа. Штамп оснащен выталкивателем и закрепленными на верхней плите пуансонодержателем и гидроцилиндрами. Штоки гидроцилиндров посредством тяг связаны с пуансоном. Пуансон закреплен в пуансонодержателе посредством байонетного затвора с возможностью фиксированного поворота в прямом и обратном направлениях вокруг вертикальной оси штампа под воздействием гидроцилиндров. В результате обеспечивается повышение качества готовых изделий за счет создания в заготовке сдвиговых деформаций, позволяющих сохранить глобулизированную измельченную структуру и устранить пористость. 2 ил.

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано в заготовительном производстве при подготовке металла к последующим операциям обработки давлением или к механической обработке. Заготовку подвергают закрытой высадке, прошивке с верхнего торца и последующему обратному выдавливанию. Высадку и прошивку производят воздействием деформирующим усилием на центральную часть верхнего торца заготовки и усилием противодавления на периферийную часть. Обратное выдавливание осуществляют в кольцевую полость путем приложения деформирующего усилия к периферийной части верхнего торца заготовки и усилия противодавления к его центральной части. Затем производят закрытую прошивку заготовки с ее нижнего торца и последующее обратное выдавливание в кольцевую полость. Обработку ведет в устройстве, которое содержит верхний гидроцилиндр с установленным в нем верхним пуансоном, нижний гидроцилиндр с нижним пуансоном и две кольцевые матрицы. На нижнем гидроцилиндре размещена обойма для двух кольцевых матриц. В результате обеспечивается получение заготовок с измельченной однородной структурой, равномерным распределением дислокаций и залеченными дефектами литейного происхождения. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей типа чаш и стаканов. Инструмент содержит матрицу, закрепленные на ползуне пресса пуансон и упор для ограничения перемещения ползуна. На столе пресса размещен фасонный выталкиватель. Нажимная обойма со ступенчатой наружной поверхностью и цилиндрическим сквозным отверстием размещена в отверстии матрицы, обеспечивая точное центрирование пуансона. Расстояние от ближайшей к оси матрицы поверхности упора больше соответствующего размера обоймы в радиальном направлении, ограничивающего ее габариты в зоне, обращенной к этой поверхности упора. В результате обеспечивается упрощение перезагрузки инструмента при каждом цикле штамповки, что позволяет повысить производительность. 2 ил.
Наверх