Инструмент для сферодвижной штамповки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.78(21) 2610237/25-27 (51)М. КЛ.

В 21 0 37/12 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 151080,Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 18. 10.80 (53) УДК 621.979..07 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. A. Корякин, В, П. Глухов и Я. Н. Дука (71) Заявитель

Ижевский механический институт (54 ) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СФЕРОДВИЖНОЙ ШТАМПОВКИ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и, в частности, к производству тонкостенных полых и трубных изделий.

Известен инструмент для деформирования металла обкатыванием, качающаяся матрица которого имеет входной конусные рабочий и калибрующий участки, причем диаметр входного участка равен наружному диаметру заготовки, а внутренний диаметр заготовки превышает диаметр пуансона или оправки на величину не менее толщины заготовь.

Недостатком известного инструмента является невозможность получения изделий из толстостенных заготовок, так как в этом случае наблюдается затрудненный изгиб заготовки во входном 20 участке инструмента. Кроме того, при деформировании в таком инструменте наблюдается вибрация оправки и затрудненный съем иэделия с оправки, что приводит к снижению срока ее. службы. 25

Целью изобретения является устранение укаэанных недостатков, а также повышение предельных степеней обжатия, и качества иэделий.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом инструменте между входным и рабочим участками расположен переходный с обратной конусностью, не превышающей угол качания матрицы, входной участок выполнен длиной О, 30,5 диаметра заготовки и имеет угол конусности, превьхиающий угол качания матрицы на 3-5О, плоскость наименьшего сечения в зоне сопряжения входного и переходного участков проходит через центр качания, в наименьший диаметр в.зоне сопряжения рабочего и калибрующего участкоВ определяется по формуле

0т dg+(0,85-0, 90) с + тВ где d0 - диаметр оправки, с и сй - толщины стенок исходно заготовки и иэделия, причем длина переходного и рабочего участков определяется иэ соотношения: где 9 — угол качания инструмента.

Выполнением входного участка качающегося инструмента длиной 0,3-0,5 диаметра заготовки и углом конусности, превышающим угол качания на 3-5

770614 достигается плотная посадка заготовки на оправку за счет 10-15% обжатия, что приводит к снижению или полному исчеэнОБению ОпаснОГО сечения стенки протянутого изделия. Действительно, заготовка, плотно посаженная на оправку во входном участке стремится двигаться со скоростью последней. Эту же скорость должен иметь и металл иэделия, так как усилие деформирования передается от торца оправки через .цно и стенку t иэделия.

1о

Но секундные объемы металла, проходящего через входной и рабочий участки будут различными И поэтому скорость металла на выходе из рабочего участка должна быть больше ско- 15 рости оправки. Однако, процесс деформирования проходит как за счет отставания (замедления) металла заготовки относительно оправки во входной зоне, так и за счет опережающего оп- Щ ранку течения металла на выходе из рабочего участка. При отставании заготовки от движущейся во входной.зоне оправки трение по оправке становится активным и на металл, входящнй в рабочий участок, будет действонать дополнительное проталкивающее усилие, что и блокирует опасное сечение. Если же опережающего оправку течения металла на выходе не наблюдается, то и в этом случае разгрузка опасного сечения (стенки) будет иметь место. При прохождении плоскости наименьшего сечения в зоне сопряжения входного и переходного участков через центр качания снижается вибрация оправки, так З5 как она постоянно удерживается на оси обработки (пресса).

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже представлена схема пред-4Q лагаемогп инструмента и его положе— ние отнссительно заготовки в процессе деформирования.

Матрица 1 установлена н матрицедержателе 2, которому от отдельного привода (на чертеже не показан) сообщается качательное движение, и имеет следующие участки: входной участок .3 с углом конусности, превышающим угол качания на

3-5 и протяженностью 0,3 — 0,5 диар метра заготовки; переходный участок 4 с обратной конусностью, не превышающей угол качания 6, причем плоскость наименьшего сечения в зоне сопряжения входного э5 и переходного участкон проходит через центр качания; рабочий участок 5 с оптиМальным углом конусности 01рру =15-20

О калибрующий участок б в виде об- д ратного конуса с углом, равным углу качания, причем наименьший диаметр в зоне сопряжения рабочего и калибрующего участков определен по формуле

Ъ„,=-р,+ (0, 85-0 90) „ф где рр - диаметр оправ ки, ГОЛщИНЫ СTFEEÎÊ ИСХоднбй з агогОВКИ и ИЗделИя протяженность переходного и рабочего: участков определена из соотношения: (ОЯ -Q,Qo1t t-1,.иьин 2tgg где Π— угол качания .

Первоначально оправка 7, закрепленная верхним концом в ползуне пресСа (на чертеже не показан), свободно входит в полую заготовку 8 с исходной толщиной стенки t „и проталкивает ее через качающийся инструмент.

При протяжении заготовки, на которую нанесена смазка (например мыло на фосфатном покрытии) через входной участок 3 инструмента, совершающего качательное движение, происходит плотная посадка заготовки на оправку за счет 10 -15% обжатия стенки эаготонки .

При этом на наружной поверхности за-. готовки формуется слой уплотненной смазки. При сравнительно небольшом угле конусности входного участка

Ь +(3;5 ) и при 10 — 15% обжатии протяженность входного участка составит 0,3-0,5 диаметра заготовки, причем меньшую протяженность входного участка следует выбирать при обработке сравнительно крупных заготовок диаметром 100 мм и более.

За входным участком заготовка имеет толщину стенки на 10-15% меньше, чем толщина стенки исходной заготовки. Это достигается тем, что размер наименьшего диаметра в зоне сопряжения входного и переходного участков определяется по формуле

=dр+(1 7 1 8) с где 4р — диаметр оправки, толщина стенки исходной заготовки, Переходный участок 4 с обратной конусностью не более угла качания и рабочий участок 5, где осуществляется основное обжатие заготовки, способствуют накоплению смазки и созданию условий устойчиного режима жидкостного трения.

При соотношении между диаметром

DEt — определяемйм пьо формуле

Dg = d + (О, 85-0, 90 ) t + tq y, å р, — наименьший диаметр в зоне сопряжения рабочего и калибрующего участков и t толщины стенок исходной С(Г, заготовки и иэделия, и протяженность переходного и рабочего участков (переходной зоны) Н, определяют по формуле очаг основной деформации станонится односторонним, т.е. в зоне, диаметрально противоположной от локального очага деформации, инструмент только

770614 касается заготовки. Благодаря этому со.- äàþòñÿ условия для замыкания и накопления смазки, заносимой наружной поверхностью заготовки в переходный участок 4. А так как в зоне основной деформации неизбежен отгон смазки, то будет повышаться давление смазки в переходной зоне (переходный и рабочий участки) . Это избыточное давление смазки будет способствовать созданию условий устойчивого режима жидкостного трения.

Далее заготовка проходит через калибрующий участок 6 в виде обратного конуса с углом, равным углу качания.

В связи с тем, что в калибрующей зоне контакт инструмента с заготовкой односторонний, то при достаточно узком калибрующем пояске может образоваться зазор между оправкой и изделием, что и облегчает съем изделия с оправки.

Формула изобретения

Инструмент для сферодвижной штамповки, содержащий оправку и качающуюся матрицу, рабочая поверхность которой выполнена в виде сопряженных между собой входного и конусных рабочего и калибрующего участков, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, повышения качества изделий, на рабочей поверхности матрицы между входным и рабочим участками выполнен переходный участок с обратной конусностью, не превышающей угол качания матрицы, а входной участок выполнен длиной

0,3. . . 0,5 диаметра обрабатываемой заготовки, и углом конусности, превышающим угол качания матрицы на 3...5 плоскость наименьшего сечения в зоне сопряжения входного и переходного участков проходит через центр качания, при этом наименьший диаметр матрицы в зоне сопряжения рабочего и калибрующего участков определяется по

15 формуле:. к о+ (0,85-0,90) рг+ иьб где, dð — диаметр оправки, 3 и с„Ьб- толщины стенок исходной г заготовки и изделия, 2О а длина переходного и рабочего участков определяется иэ соотношения: ОДЬ0,90ЕСьаГ <2 а в

25 где 9 — угол качания матрицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 584941, кл. В 21 D 37/12, 1976.

770624

Составитель Н, Чернилевская

Редактор Е.Эубиетова ТехредЖ.Кастелевич Корректор г Назарова

Закаэ 7339/9 Тираж 98б Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3.13035, Москва, 8-35, Раушская нас., д. 4/5.Филиал НПП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная.