Способ изготовления деталей типа инструмента с формообразующей полостью и штамп для его осуществления

, 1416257 09) 1)4 В 21 К 5/ ЗЯ 41" дчиИР 1":д 113 л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1142210, кл . В 21 К 5/20, 1982,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙТИПА ИНСТРУМЕНТА С ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙПОЛОСТЬЮ И ШТАК 1 ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) .Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к области изготовления деталей типа инструмента с формообразующей полостью.Цель " расширение технологическихвозможностей. Непосредственно передобжатием в сплошной заготовке выдавливают калибрующую часть полости,а обжатие осуществляют по тому же пуансону, которым осуществлено выдавливание с неравномерной по контуру боковой поверхности степенью обжатия, причем степень обжатия на отдельных участках поверхности выбирают пропорционально усредненной степени деформации по толщине стенки детали при выдавливании полости. Вштампе образующая конИЧеской рабочей поверхности матрицы выполнена сразличными углами наклона на отдель -ных участках поверхности, причем матрица ориентирована относительно пуансона так, что образующая с минималь"ным углом наклона лежит в продольнойплоскости, проходящей через наимень- гший радиус-вектор точек контура сечения пуансона. Штамп содержит про-шивную матричную вставку, размещенную концентрично пуансону, Виду осу- (ществления обжатия заготовки по контуру боковой поверхности с различной Р нагрузкои достигается выравниваниегидростатического давления в разныхзонах заготовки, 2 с. и 1 з,п.ф-лы1 ил.141,62.7 Сй 01 ююеММе К САМ 5 где., К 10 ф,и сС; При и эго 50 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению формообразующего инструмента с внутренними полостями для процессов прессования, .волочения, штамповки и др.Цель изобретения " расширение технологических возможностей.На чертеже представлена реализация схемы способа в штампе. Штамп для осуществления способасостоит из верхней плиты 1, с закрепленным .на ней прижимом 2, в котором установлена прошивная матричная встав.ка 3, и нижней плиты 4, в которой установлены пуансон 5 и коническая матрица 6. В нижней плите 4 также размещены упругий элемент 7, толкатели 208 и выталкиватель.9,Способ в штампе осуществляют следующим образом.Заготовку помещают в коническойматрице 6 на толкатели 8. Во время 25рабочего хода пресса ползун вместе сплитой 1, прижимом 2 и прошивной ма тричной вставкой 3 движется вниз. Деформирование заготовки происходитв две стадии. На первой - пуансон 305 вдавливается в заготовку, перемещающуюся вниз под действием прижима 2, формируя калибрующую часть полости детали.При этом коническая матрица б 35совместно с заготовкой, . перемещаясь вдоль оси относительно пуансона 5, сжимает упругий элемент 7.На второй стадии (с момента смыкания конической матрицы 6 с нижней 40плитой 4) происходит дальнейшее вдавливание пунасона 5 в заготовку с одновременным обжатием последней понаружной боковой поверхности посредством матрицы 6На этой стадии про-,исходит полное оформление полости,При обратном ходе ползуна коническая матрица 6 под действием упру-,гого элемента 7 перемещается вверх,осуществляя сьем поковки матрицы10 с пуансона 5, а затем с помощьювыталкивателя 9 и толкателей 8 поковка матрицы освобождается из конической матрицы б,55В штампе для осуществления способа величину угла наклона выбираютв зависимости от формы и размеровпуансона и матрицы по соотношению 1 1 01 271 + К й ие шВщщщф ф щф ) ( 1 ) ц с 2 г, + Крадиус большего основания конической рабочейповерхности матрицы; - наименьший радиус-векторточки контура сечения пуансона;радиус-вектор точек контура сечения пуансона впроизвольном направлении - угол поворота радиуса-вектора от полярной оси,совпадающей с г ( изменяется от 0 до 360 С); - углы наклона образующейрабочей поверхности матрицы в направления г иг; соответственно; - высота конического участка матрицы, которая совпадает с высотой .заходнойчасти полости детали; - коэффициент, учитывающийвеличину утяжины, К == 0,6-1.товлении деталей из материала с достаточной пластичностью. штамп снабжен прошивной матричной вставкой.Благодаря тому, что в способе обжатие по контуру боковой поверхности осуществляют с различной нагрузкой, величину которой на отдельных участках поверхности выбирают в зависимости от величины локальной деформации при выдавливании калибрующей части полости, достигается выравнивание гидростатического давления в разных зонах заготовки. При этом уменьшается неравномерность нагружения пуансона и обеспечивается возможность изготовления без поломок последнего деталей с полостями, контур сечения которых расположен на различнык расстояниях от наружной поверхности, в т,ч. и деталей с полостями С-образной формы. Осуществление обжатия заготовки непосредственно после выдавливания в ней полости и на том же пуансоне, которым произведено выдавливание, в сравнении с прототипом позволяет уменьшить трудоемкость за счет упразднения операций повторного нагрева (горячее5 1 О 15 20 26 ЭО 35 40 3 1416 обжатие) или отжига (холодное обжатие), а также сократить расходы на изготовление дополнительНой штамповой оснастки.Благодаря выполнению в конструкции штампа матрицы с различными углами наклона образующей конической поверхности на отдельных участках поверхности, ее ориентации относительно пуансона и выбору угла наклона в зависимости от формы и размеров пуансона и матрицы по соотношению ( 1) обеспечивается радиальное перемещение к пуансону по всему его контуру одинаковых объемов металла, независимо от формы и расположения полости. Выражение (1) получено из условия равенства смещенных объемов деформируемого металла при обжатии и с учетом экспериментальных данных о величине утяжины при вдавливании пуансона.При изготовлении деталей из труднодеформируемых штамповых сталей с невысокой пластичностью выдавливание заготовки осуществляют на сплошной плите (по схеме обратного выдавливания при преобладании всестороннего сжатия). с образованием "доньппка", которое впоследствии отрезают; Для материалов с достаточной пластичностью деформирование осуществляют по схеме сквозной прошивки с использованием прошивной матричной вставки, установленной в прижиме. Благодаря .этому, снижается усилие и расход ма-. териала эа счет отсутствия донышка и уменьшения высоты заготовки.Для инженерных расчетов выражение ( 1) можно упростить, отбросив члены, содержащие гр М При этом пойлучим вехностн матрицы К 100 мм, совпада"ющий с радиусом заготовки; минималь"ный угол наклона образующей рабочейповерхности матрицы в направлении,соответствующем наименьшему радиусувектору г проведенному из центраизделия к контуру сечения полости(или пунасона) в полярной системеокоординат, о, = 5; коэффициент,учитывающий величину максимальнойутяжины, найденный экспериментально,К = 0 8 мм.Углы наклона образующей матрицыв разных направлениях определяли всоответствии с (2) по уравнению(2 г, + К) гц оСогласно расчету матрица для получения детали имела криволинейную форму конической рабочей поверхности угол наклона образующей которой плавно изменялся от 5 до 10 и обеспечивал наибольшее выравнивание гидростатического давления в различных зонах обжимаемой заготовки и равномерную нагрузку на пуансонпо его контуру, Такую матрицу изготавливали по программе на станках с ЧПУ,В результате,деформнрования в, штампе получили изделия с качественно оформленной формообразующей полостью при исключении поломок пуансона за счет его равномерного нагружения по контуру, а также выравнивания гидростатического давления. Повысилась также стойкость пуансона эа счет снижения усилия, обусловленного применением прошивной матрицы,Формула изобретения(2) 50 55 Погрешность вычислений пС по выражению (2) по сравнению с (1) дляуглов О й 20 не превьппает 5 Е, адля М, 6 45 не превьппает 10 Е,П р и м е р. Разработанным спосо-,бом в штампе получали из сплошных нагретых заготовок матрицы из сталиЗХ 2 ВЗФ для прессования стальных фасонных профилей. Высота готового иэделия - 2 б мм, высота заходной части полостей 1 = 7 мм, радиус больше"го основания рабочей конической по 1Способ изготовления деталей типа инструмента с формообразующей полостью, содержащей калибрующую и заходную части, при.котором в заготовке формируют полость, обжимая заготовку со стороны боковой поверхности по пуансону в матрице и прижимаяее к рабочему торцу хвостовок час.ти лунасона, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, непосредственно перед обжатием в сплошной заготовке выдавливают калибрующую часть полости, а обжатие осуществляют по тому16257 А,Воронавчук оставит ехред А КорректоР М, Демчик Редактор М.Товтин аказ 4013/10 Тираж 589 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушскПодписноеитета СССРкрытийнаб., /5 д, 4 енно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Производс 5 14 же пуансону, которым осуществлено выдавливаниес неравномерной по контуру, боковой поверхности .степенью обжатия, причем степень обжатия на отдельных участках поверхности выби, рают пропорциональной усредненнойстепени деформации потолщине стенки детали при выдавливании полости,2. Штамп для изготовления деталейтипа инструмента с формообразующейполостью, содержащей верхнюю и нижнюю плиты, пуансон и коническую матрицу, установленную на одной плите с пуансоном с возможностью осевого перемЕщения Относительно последнего,6о т л и ч а ю щ и й с я тем, что образующая конической рабочей поверхности матрицы выполнена с различными5углами наклона на отдельных участках поверхности, причем матрица ориентирована относительно пунасона так,что образующая с минимальным угломнаклона лежит в продолькой плоскости,проходящей через наименьший радиусвектор точек контура сечения пуансона,3. Штамп по п,2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он снабжен прошивной матричной вставкой, размещеннойконцентрично пуансону.