Пуансон для выдавливания

 

О П И C А Н И Е (и)876247

ИЗОБЬЕТЕ Н N$I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистических

Республик (6I ) Допттлнительное х авт. свид-ву (22) Заявлено 25.09. 79 (21) 2822031/25-27 (53)M. Кл.

В 21,1 13/ог с присоединением заявки И

3еоударстеенный комнтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30. 10. 81. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30.10.81 ао делам нзобретеннй . н открытнй (53) УДК 621,. .73(088.8) А.Н. Ракии, Г.Н. ковриков, Э.III. Суходрев и в.П.Сорокий

Физико-технический институт АН Белорусской:ССР ЛЯб у ПЯ

{72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ПУАНСОН ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ

Ч и — (1 - 1 2) Е Si I

h 1=1

Изобретение относится к обработк! металлов давлением, а именно к штамара новой оснастке, применяющейся при изготовлении формообразующих инструментов для процессов прессования, волочения, штамповки и др, и может быть

5 использовано в металлообрабатывающей промышленности.

Известен пуансон для выдавливания, содержащий хвостовик и профильто ную рабочую часть с выполненной на ней гравюрой, образованной поверхностью профильных игл и карманом в центральной части f (7.

Известный пуансон не обеспечивает

И достаточно высокое качество обработ- . ки и не обладает требуемой стойкостью.

Цель изобретения — повышение качества обработки и стойкости пуансона.

Поставленная цель достигается тем, что в пуансоне для выцавливания,. содержащем хвостовик и профильную рабочую часть с выполненной иа ней гравюройу образованной поверхностью профильных игл и карманом в .центральной части, карман выполнен в виде усеченного конуса, а объем его связан с. высотой профильной части пуансона со.отношением где V — объем кармана, h — - высота профильной части пуансона, и количество профильных игл, Si — часть поперечного сечения иглы, обращенная к карману ограниченная ломаной линией, состоящей из отрезков нормалей, восстановленных к касательным к контуру поперечного сечения, проведейным из центра пуансона, и отрезков внутреннего скелета контура поперечного сечения.

В случае изготовления,инструмен" та с одинаковыми каналами данная зависимость может быть записана в виде

Ч = (l - 1,2)n -. h SI

876247

Такая конструкция пуансона позволяет получать полностью оформленную гравюру многоканального формообразующего инструмента за счет его вдавливания в условиях схемы всестороннего сжатия наиболее благоприятной для обработки давлением труднодеформируемых инструментальных и штамповых сталей. Благодаря наличию в центральной части пуансона кармана, который заполняется металлом, выдавливаемым всеми профилеобразующими иглами по направлению к центру пуансона, ббеспечивается подчеканка заходной части гравюры выдавливаемого инструмента соответствующей частью гравюры пуансона, что позволяет получать гравюру инструмента высокой тонкости прй полном ее соответствии чертежу, Объем кармана, выбранный по приве" денному соотношению, гарантирует размещение в нем всего выдавливаемого к центру пуансона металла, так как в соответствии с принципом наименьшего сопротивления при пластическом деформировании линии раздела течения являются скелетами контура выдавливаемых каналов, Внутренние скелеты контура представляют собой геометрическое место точек-центров окружностей, лежащих внутри контура и касающихся его, по крайней мере, в двух различных точках.

Таким образом, благодаря особенностям предлагаемой конструкции пуансока, обеспечивается изготовление многоканального формообразуюшего инструмента пластическим деформированием взамен традиционных методов их изготовления. При этом значительно снижаются трудоемкость изготовления многоканального инструмента и расход мегалла, повышаются точность и стойкость" инструмента.

На фиг. показан пуансон, общий вид; на фиг. 2 — схема расположения площадей Si, разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 — место на фиг, 2.

Пуансон (фиг. !) состоит из хвос- товика и трех профилеобразующих игл 2, поверхность которых образует его гравюру, снабженную в центральной части карманом конусообразной формы.

Объем кармана Ч связан С высотой профильной частй пуансона соотношением и

Ч (1 1,2) Р Si

h 4=4

При выдавливании многоканального формообразующего инструмента про35 фильные иглы 2 внедряются в заготовку и вытесняют деформйруемый металл из выдавливаемых полостей. Часть металла, выдавливаемая суммарно всеми иглами по направлению к центру пуан40 сона заполняет карман А, а остальной металл свободно перемещается к периферии, не препятствуя соприкосновению нижнего торца хвостовика с поверхностью заготовки, При этом на

45 завершающей стадии деформирования происходит подчеканка заходной .части выдавливаемой гравюры и окончательное оформление каналов формообразующего инструмента.

При выборе приведенного соотноше50 ния для определения объема кармана критерием явилось гарантированное размещение в нем всего объема металла, выдавливаемого к центру пуансона при его вдавливании в штампуемые мно55

20 где n — - количество профилеобразующих игл, h - высота профильной части пуансона, Si — часть поперечного сечения иглы, обращенная к центру пуансона, ограниченная ломаной линией а b с д, состоящей из отрезков нормалей. аЬ и cd восстановленных к касательным к контуру поперечного сечения, проведенным из центра пуансона, и отрезков внутреннего скелета L контура поперечного сечения (отрезки ЬГ и fc), Ломаная линия abfcd (фиг. 2 и 3), ограничивающая часть поперечного сечения иглы Si построена таким образом, что из центра пуансона О (под центром пуансона здесь и далее понимают центр окружности внешнего контура хвостовика (фиг. !) проведены касательные К и К к контуру поперечного сечения пуансона, а из точек касания а и d восстановлены нормали и и и < до пересечения с внутренним

1 скелетом Z контура поперечного сечения в точках Ь и с.

Таким образом ломаная линия abfcd, ограничивающая часть поперечного сечения Si, согласно формуле предлагаемого изобретения и описания, образована отрезками нормалей аЬ и cd отрезками внутреннего скелета контура

bf u fc. Площадь Si, ограниченная ломаной линией abfcd, заштрихована. гоканальные изделия.

В процессе вдавливания происходит разделение металла заготовки, одна часть которого выдавливается в на5 8 правлении к центру пуансона, а другая — к периферии.

В соответствии с принципом наи-. меньшего сопротивления при пласти" ческой .деформации линии раздела течения являются скелетами контуров сечений каналов (или соответствующих им игл пуансонов).

Поэтому объем металла V, выдавливаемый к центру пуансона каждой иглой, будет равен произведению части поперечного сечения канала (иглы)51, обращенной к центру пуансона и ограниченной ломаной линией, состоящей из отрезков внутреннего скелета контура и отрезков нормалей восстановленных к касательным к контуру, проведенным из центра пуансона, на глу- бину канала (высоту профильной части пуансона) h т.е..

V< h ° 5!

Чтобы разместить металл, вьдавливаемый всеми иглами пуансона, объем кармана V должен быть больше или, равен выдавливаемому металлу

76247

V 7 h7 SI

Ф

50 где n — количество игл пуансона (количество одновременно вьдавливаемых каналов).

При выдавливании каналов особо сложной формы и относительно небольшом расстоянии между ними вследствие стеснения металла возможно истечение небольшой его части, расположенной за пределами площади Ь1 к центру пуансона. С учетом этого, чтобы гарантировать размещение в кармане пуансона всего выдавливаемого в направлении к его центру металла, при. определении объема кармана следует ввести коэффициент запаса, величина которого, как показали эксперименты по вьщавливанию многоканального инструмента сложного профиля, должна быть в пределах до.

1,2..

Исходя из этого, в предлагаемом изобретении объем кармана связан с высотой профильной части пуансона соотношением

40 ти гравюры вьдавливаемого инструмента соответствующей частью гравюры пуансона, что позволяет получать гравюру инструмента высокой точности.

Если карман имеет меньший объем, металл, выдавливаемый из двух или нескольких рядом расположенных каналов, препятствует подчеканке и качественному заполнению гравюры.

Если карман имеет больший объем, неоправданно ослаблена конструкция пуансона, что может привести к умень. шению его прочности и преждевременному выходу из строя.

Предлагаемым пуансоном осуществляют .выдавливание трехканальной матрицы для горячего, прессования стальных профилей. Материал матрицы — сталь

ЗХ2В8Ф. Наружный диаметр — 85 мм, высота 26 мм. Пуансон изготовлен из . стали ЗХ2В8Ф прямым вьдавливанием в мастер-матрице и термообработан до твердости HPC-50. Диаметр хвостовой части — 80 мм, ее высота — 45 мм.

Высота профилеобразующих игл — 26 мм, а размеры и форма их поперечного сечения совпадают с профилем каналов матрицы с учетом горячей усадки. Карман в центральной части пуансона выполнен по форме усеченного конуса, объем которого определен с учетом приведенного выше соотношения. Площадь Si определена с помощью планиметра из чертежа матрицы и составила 62 мм .

V = (1 — 1,2) 26: 3;62 = — (1 — 1,2) 4836 мм ).

Диаметр нижнего основания кармана32 мм, верхнего — 24 мм, высота—

8 мм.

Пуансон закрепляют в штампе для формообразования рабочей поверхности матриц и производят выдавливание гравюры в нагретой заготовке матрицы.

В результате выдавливания получают трехканальные матрицы с полностью оформленной гравюрой, не требующей последующей обработки. Предлагаемый пуансон обеспечивает повышение качества получаемых деталей и обладает повышенной стойкостью.

V г1 (1 1 2)Я Si

Указанное соотношение гарантирует размещение в кармане всего выдавливаемого к центру пуансона металла и обеспечивает подчеканку заходной часФормула изобретения

Пуансон для вьдавливания, содержащий хво"товик и профильную рабочую часть с выполненной на ней гравюрой, . образованной поверхностью профильных игл и карманом в центральной части, ь т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки и повышения стойкости, карман выполнен в виде усеченного конуса, а обвей его связан с высотой профильной части пуансона соотношением где V — объем кармана, h " высота, профильной части пуансона, и - количество профильных игл, Si - часть

876247 поперечного сечения иглы, обращенная к карману, ограниченная ломаной линией, состоящей из отрезков нормалей, восстановленных к касательным к контуру поперечного сечения, проведенным из центра .пуансона, и отрезков внутреннего скелета контура поперечного сечения.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе

1. Навроцкий Г.А. Справочник "Холодная объемная штамповка", M., Иашгиз, 1973 с. 431, рис. 29.

ВНИИПИ Заказ 9440/9 . Тираж 743 Подписное

I филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4