Способ выдавливания полых изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспуБлик 1792784 А 9) ъЖ 51)5 В 21,3 13/О Е ПАТЕНТНО АНИЕ ИЗОБРЕТ К СВИДЕТЕЛЬС(56) Ковка иред, Е.И,Сем198,с. 190, 19 М 5 . (71), Алтайский политех им. И.И,Ползунова и Н вен ое обьединение "Ал сле овательский инст ма иностроения "АНИТ (72) М,И.Поксеватки н, А. о о и Р.Я,Шмидттамповка: Справочник. По нова. М.; Машиностроени 1.Способ выдавливания полых изделий отн ится к обработке металлов давлением, а и нно к штамповке выдавливанием. звестен способ выдавливания полых изд ий, включающий подачу заготовки впол сть матрицы с зазором и формообразован е поковки с центрированием пуансона по атрице с помощью направляющего пояск, выполненного у входной кромки матрицы (Справочник), .азванный способ выдавливания полых изд лий наиболее близок по технической сущности к предлагаемому техническому рерфнию и принят за прототип;Однако известный способ не позволяет получать полые изделия с низкой разностенностью, что обусловлено возможностью смещения заготовки в полости матрицы на величину зазора,(54) СПОСОБ ВЫДАВЛИВАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Сущность изобретения: исходную штучную заготовку устанавливают в полость матрицы и формообразуют пуансоном. Заготовка имеет диаметр, больший диаметра отверстия матрицы, поэтому пуансон проталкивает заготовку в полость матрицы и центрирует, Затем пуансон центрируется и выдавливает полое изделие с мйнимальной разностенностью В процессе заталкивания исходной заготовки в матрицу деформации в зоне контакта заготовки с пуансоном не должно происходить, 2 ил,Цель изобретения - повышение качества изделий путем уменьшения величины ихразностенности. ,Эта цель достигается тем, что в предлагаемом способе выдавливания полых изделий, включающем установку исходной Озаготовки в полость матрицы и формообра- чзование полости изделия подвижным вдоль 4оси давления пуансоном при центрирова.- СОнии последнего в матрице, получают исход-,фЬ.ную заготовку с наружйым диаметром,превышающим диаметр полости матрицы,установку исходной заготовки в полостьматрицы осуществляют путем заталкиванияпервой в последнюю вплоть до начала цейтрирования пуансона по матрице, при этомформообразование полости изделия начинают после окончания установки заготовкив матрице,Предлагаемое техническое решениеобеспечивает одновременное центрирова1792784 пряжения под пуансоном в процессе гд эаталкивания не превышают пределы упругости материала заготовки, т.е. отсутствует внедрение деформирующей части пуансона ри в торец заготовки, то ори оовмецгеиии цеи. 3ние заготовки путем заталкивания ее в полость матрицы и самоцентрирование торча.пуансона относительно заготовки и матрицы в момент совмещения центрирующих поверхностей пуансона и матрицы, так как 5деформирующая часть пуансона в моментсовмещения центрирующих поверхностейне внедрена в торцовую поверхность заготовки.и свободно смещается в поперечномнаправлении. Строго коаксиальное формообразование полости изделия способствуетповышению качества изделий путем уменьшения величины их разностенности.В предлагаемом способе выдавливанияполых изделий использован известный 15принцип уменьшения величины разностейности изделий путем применения различных приемов центрирования пуансойа иматрицы или заготовки и матрицы. Так, известны приемы центрирования пуансона и 20матрицы с помощью установочной втулкиили центрирующего кольца путем центрирования пуансона по направляющему по-яску матрицы до момента контактапуансона с заготовкой 25Новыми существеннымй признакамипредлагаемого способа выдавливания по- .лых изделий являются выполнение исходной заготовки с наружйым диаметром,большим диаметра полости матрицыи формообразование полости изделия после установки заготовки в матрице.Изобретение иллюстрируется фиг, 1 и 2.На фиг. 1 слева показано исходное положение пуансона 1 и заготовки 2 (сплошной 35линией показан контур шаровидной (осакенной) заготовки, пунктиром - шаровойзаготовки). Заготовка размещена над полостью матрицы 3, в которой установлен выталкиватель 4. На фиг. 1 справа показан 40процесс заталкивания заготовки 2 в полостьматрицы 3. На фиг. 2 слева изображен момент посадки заготовки 2 на дно матрицы 3(торец выталкивателя 4), На фиг, 2 справапоказан процесс формирования полости и 45внешнего контура детали 5,Способ осуществляют следующим образом.Заготовку 2 подают во входной конусматрицы 3 и удерживают над полостью мат-. 50рицы за счет превышения наружного диаметра заготовки 2 над соответствующим размером полости матрицы. Под действием пуансона 1 заготовку 2 заталкивают в полость матрицы 3, Поскольку нормальные натрирующих поверхностей пуансона 1 и матрицы 3 (фиг. 2, слева) деформирующая часть пуансона 1 самоцентрируется относительно матрицы 3 и заготовки 2 путем поперечного смешения торца пуансона по контактной поверхности заготовки 2. Образование коаксиальной системы заготовка-матрица-деформирующая часть пуансона заканчивается к моменту посадки заготовки 2 на торец выталкивателя 4 (фиг, 2, слева). При дальнейшем перемещении пуансона 1 формируется полость и внешний контур детали 5 (фиг. 2, справа).При реализации способа можно использовать любого вида осесимметричные заготовки: шаровидные, шаровые, чечевицеобразные, цилиндрические.При использовании заготовок с выпуклой со стороны торца пуансона поверхностью в процессе проталкивания заготовки в полость матрицы выпуклая часть поверхности может пластически деформироваться йод пуансоном до тех пор, пока вся торцовая поверхность пуансона не войдет в контакт с металлом заготовки. В дальнейшем; согласно условию реализации способа, удельное усилие, действующее под пуансоном при проталкивании заготовки в матрицу, не должно превышать предел упругости деформируемого материала, В этом случае формообразование полости изделия начнется после окончания установки заготовки в матрице. Пример. Из шаровой заготовки диаметром 28,5 мм (сталь ЗОХНЗА) обратным выдавливанием получены стаканы диаметром ЗО см с полостью диаметром 25 мм и высотой 34 мм при температуре 870-950 ОС. Штамповку осуществляли на кривошипном прессе марки К 21 30 усилием 1 МН в экспериментальном штампе с центрированием пуансона по матрице с помощью центрирующих поверхностей, зазор между которыми составлял 0,07 мм на сторону. Разностенность в партии поковок 20 шт. колебалась в пределах 0,4,0,6, разновысотность составляла 1-2 мм.. Вторую партию поковок отштамповали в тех же условиях иэ предварительно осаженных до диаметра 31,2 мм шаровых заготовок с исходным размером 28,5 мм. При этом диаметр осаженной заготовки Оз определяли из соотношений Оз= Ом+ ЬООк,т.е, 0 ЬО 2 Ьк ща,е Ом - диаметр полостИ матрицы;Ь - длина входного конуса матрицы;й - угол входного конуса полости матцы;)я - 1 2)О - диаметр большего основания входного конуса:Л О - величина натяга при вдавливании заготовки в полость матрицы.5При горячей штамповке диаметр холо ной заготовки можно принимать равны диаметру полости матрицы, тогда ми имальный натяг ЬО обеспечивают за сч т теплового расширения заготовки, пол уч нного в процессе нагрева ее до ковочной темп ературы.При холодной штамповке допустимо ми имальное значение Ь О - 2 Й, где Я - па аметр шероховатости поверхности заго то ки до проталкивания ее в полость матриы ГМаксимальное значение диаметра заготовки должно быть меньше большего ос ования входного конуса (ОзО) с 20 це ью предотвращения образования за иров или наплыва металла на поверхнрсти заготовки при входе в полость маг ри цы.В рассматриваемом примере значе ние двойного угла входного конуса мат рицы принято 2 а = 25, так как при углах 22530 величина кольцевого выступа, об азующегося на поверхности заготовки пр ее проталкивании, незначительна и 30 выступ имеет плавные очертания, что искл чает образование дефектов в виде заж мов, складок на внешней поверхности из елия в процессе формирования полости (Деордиев Н.Т. Обработка деталей ре дуцированием. М.: Машгиз, 1960, с. 66, фт. зВПри и = 4 мм с использованием (1) опре)Зепяем соотношение 2 ох то2 хех 0,22 = =1,76 мм; принимаем ЬО = 1,2 мм, тогда 40 О,4=31,2 мм, 3Определяем допустимое значение Р ф нормальных напряжений на торцевой поверхности пуансона в процессе проталкивания заготовки (формула (36) по 45 справочнику "Ковка и штамповка" /Под ред. Г.А,Навроцкого. М.: Машиностроение, 1987, с. 286):(Ъ - истинное напряженное при незначительной стции, которая имеет месторедуцированием, .пределупри 900 СсЬ = 6,5 кг/мм;р = 0,4 - коэффициентштамповка: Справочник/Пменова, М;, Машиностроен9) циент Лодэ;ие течения, равепени деформапри калибровке текучести ( Ог) трения(Ковка и д ред. Е.И,Сеие, с. 153, табл Вз - Вм =8,4 мм -г говой поверхностиоталкивания,из геометрическогоанием теоремы Пния заявки);аметр полости мэтруле (2) высота конзаготовки в тактной бок процессе пр определяют с использо фиг, 1 описаОм -ди По форм остроения агора (см. ицы 1,1 65 2,3 4 11 О,30. Полученное значение съ = 5,2 кг/мм соз= 6,5 кг/ммг, т,е. удовлетворяет условию реализации способа, так как О =% .Разностенность стаканов во второй .партии составила 0,080,12 мм, раэновысотность 0,4.;1,2 мм, т.е. разностенность поковок соизмерима с величиной зазора между центрирующими поверхностями пуансона и матрицы с учетом влияния анизотропии механических свойств штампуемого материала,Таким образом, при реализации предлагаемого способа выдавливания полых изделий осуществляют строго коаксиальное формообразование полости детали, обеспечивающее повышение качества изделий путем уменьшения величины разностенности.- з,з:Рз и Рм - соответственно площади поперечного сечения заготовки и полости матрицы:1792784 Составитель М. Поксеваткин,Техред М. Моргентал . Кор П. Гереши ктор Л. Волкова Заказ 472 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, РаПодписноетениям и открытиям при ГКНТ ССС кая наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,Формула изобретенияСпособ выдавливания полых изделий, включающий устайовку исходной заготовки в полость матрицы и формообразование полости изделия подвижным вдоль оси давления пуансоном при центрировании последнего в матрице, о т л и ч а ю щий с я тем, что, й целью повышения качества иэделий путем уменьшения величины их разностенности, получают исходную заготовку с наружным диаметром, превышающим диаметр полости матрицы, установку исходной заготовки в полость матрицы осуществляют путем заталкивания первой в последнюю вплоть до начала центрирования пуансона по матрице, при этом формообразование полости изделия начинают после окончания установки заготовки в матрице.1