Способ выдавливания полости в заготовке

/12; 151) В 2 К ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИ 0 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ радиусы меньшего и большего оснований наружной поверхности заготовки соответственно;=2 С 8 велич товки ск перемещения загообжатии в матрице; скости поверхности гол кон атрииы. видетельство СССК 5/20, 1973. 2. Способ по ищийся тем, чна в заготовку освдавливании в загее поверхности, потверстия, при этняют с углом конусобразующей отверсвеличину, определянию лич.1, о то вв ущест 54)(57) 1. СПОСОБ ВЫДАВЛИВАНИЯ ПООСТИ В ЗАГОТОВКЕ по авт,св. 9 501823, т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с ение пуанс яют при ег по участку овку лега ющеи к зоне товку выполповерхности,омии инструментальных мате верхность, образующую отзаготовке, выполняют в виого конуса с большим осностороны большего основания а угол конусности поверхазующей отверстие, опреде- отношению целью эко риалов, п а ности ие, и ерстие в е усечен енным на оотношее ванием со заготовки ности, об Зг- (2 Ь ютпо с угол измененверхности, остие,л конусности и верхности,ие;о стороны Ь - высота загот вки,мой полости,тия со сторонывания заготовки. образующеи отверрадиус отверстияменьшего основанки; объем получа радиус отвер меньшего осн заготов11486 где р Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деформирующего инструмента для процессов прессования, штамповки и волочения. 5По основному авт.св. М 501823 известен способ выдавливания полости в заготовке, заключающийся в том, что в отверстие заготовки вставляют пуансон и вдавливают заготовку в коническое отверстие матрицы, при этом пуансон вставляют со стороны, противоположной направлению приложения деформирующего усилия, после образования боковой поверхности полости пуансон 15 останавливают, а заготовку продолжают вдавливать в коническое отверстие .матрицы 11.Недостаток известного технического решения состоит в повышенном рас ходе инструментальных материалов ввиду невысокой стойкости пуансона.Цель изобретения - экономия инструментальных материалов.Поставленная цель достигается 25 тем, что согласно способу выдавливания полости в заготовке поверхность, образующую отверстие в заготовке,выполняют в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны больше-З 0 го основания заготовки, а угол конус- ности поверхности, образующей отверстие, определяют по соотношению1 г 2-2 Н д"+Ьз- ГГг 2-2 Г+з ся,в--- -" -1 (1) 35 угол конусности поверхности, образующей отверстие; радиус отверстия со стороны меньшего основания заготовки,40 радиусы меньшего и большего оснований наружной поверхности заготовки соответственно; высота заготовки;величина обжатия, 4=М Ср; величина осевого перемещения заготовки при обжатии в матрицеугол конусности поверхности матрицы.50 Введение пуансона в заготовку осуществляют при его вдавливании в ваго" товку по участку ее поверхности, прилегающей к зоне отверстия, при этом заготовку выполняют с углом конуснос ти поверхности, образующей отверстие, измененным на величину, определяемую по соотношению 89 3Зг 4 Ч 1ГК у= - ( ------ 1), (2)2 Ь 311 11 г 3 где у - угол изменения угла конусности повеРхности, образующейотверстие;Ь - высота заготовки;г - радиус отверстия со стороныменьшего основания заготовки,Ч - объем получаемой полости.На фиг.1 приведена схема изготовления инструмента типа матриц дляпрессования шестигранного профиля поспособу с применением только радиального обжатия; на фиг,2 - схемаизготовления матрицы по способу сдополнительным приложением усилия состороны меньшего основания заготовки,на фиг.З - вид заготовки с торца дои после обжатия,Образование изделия осуществляют обжатием или обжатием в сочетании с вдавливанием заготовки 1 с коническим отверстие на пуансоне 2 в конической матрице 3 приложением усилия Р к торцу заготовки. Благодаря выполнению отверстия в заготовке конусным (либо приданию ему дополнительной конусности в случае, если изготавливается изделие, полость которого имеет конические участки) процесс формообразования полости происходит за счет ликвидации припуска, неравномерно распределенного по высоте заготовки. Величина припуска в каждом из поперечных сечений заготовки благодаря выбору угла конусности по соотношениям (1) и (2) соотносится со скоростью радиального перемещения металла в этих сечениях таким образом, что в завершающей стадии процесса формообразования обжатие пуансона происходит одновременно dо всей высоте его рабочей части. При этом обжатие заготовки по пуансону осуществляется с минимально необходимым для деформации усилием, существенно меньшим, чем при использовании известного способа и вследствие этого увеличивается стойкость пуансона. Одновременно уменьшается также неравномерность деформированного и напряженного состояний деформируемой заготовки и за счет этого выравниваются упругие деформации готового изделия, что облегчает возможность их учета(3) а внутренний радиус нижнего торцаг" из аналогичного соотношения 25(4) К-г=(К - г )-( ") Обозначая величину обжатия 2 Сц очерез 6" и беря отношение разности (г" - г ), найденной из (3) и (4), к Ь получим 30 г 2 К +Р 1В случаях, когда изделия с полос тью получают обжатием в конической матрице заготовки с отверстием по пуансону в сочетании с дополнительным приложением усилия со стороны меньшего основания заготовки, изменение угла конусности отверстия на величину, определяемую соотношением (2), создает резерв для размещения смещаемого объема таким образом, что величина последнего остается практически неиэмениой вплоть до завершения процесса выдавливания, благодаря чему также уменьщается деформирующее усилие и цоввавется стойкость пуансона.В этих: случаях для определения угла а из от ношения (1) величина обжатия д"является не исходной, а производной от задаваемой глубин выдавливаемой полости (величием рабочего хода 7) с" = -йЫ. 55При этом общий угол конусности отверстия определяется алгебраической суммой углов я и у (например,фиг.2). при проектировании пуансона и улучшает качество изделий.Так как обычно радиальное обжатие заготовки осуществляют с ограничением осевого перемещения деформируемого металла опорными плоскостями, соотношение (1) получено в предположении постоянства высоты заготовки. При вдавливании заготовки, имеющей наружную коническую поверхность с углом конусности, равным углу конус- ности матрицы а, и цилиндрическую внутреннюю поверхность радиуса г, на расстояние 7 в коническую матрицу измененный в результате радиального 15 обжатия радиус отверстия г (фиг.3) определим из равенства площадей торцов до обжатия ЯК -г) и после об.2жатия Я(Кгас)-(г)3, т.е. иэ соотношения 20Соотношение (2), позволяющее определять составляющую угла конусности отверстия заготовки при вдавливании в нее пуансона, получено при предположении равенства объема отверстия заготовки и объема внедряющегося инструмента Ч, Из условия равенства объемов получим гК=+2(5) где К - радиус отверстия со стороныбольшего основания заготовки,а г - радиус отверстия состороны меньшего основаниязаготовки,Поскольку угол конуса отверстиязаготовки определяется иэ В.-гга у=то, подставляя в (6) значение К иэ(6) Зг 2 Ь П р и м е р 1, Из стали ЗХ 2 В 8 ф изготовлена матрица для прессования шестигранного профиля (радиус вписанной окружности 18 мм) обжатием по пуансону по схеме, приведенной на фиг.1. Наружная боковая поверхность заготовки выполнена с углом конус- ности Ы =5 , равным углу конусности матрицы высотой В=40 мм, радиусами г=20,9 мм, К=44,6 мм и К=48,2 мм. Максимальный припуск под калибровку нижнего торца определяется как разность радиуса г и радиуса вписанной окружности, т.е, 20,9-18=2,9 мм. Тогда, полагая в (4) г=18 мм (здесь Нг не зависит от высоты и равно радиусу вписанной окружности сечения пуансона) получаем, что величина об- жатия- К 1 -Подставляя найденное знач(1), получаем уь =30,Заготовку помещают наштампе для выдавливания иполостями, установленномпрессе усилием 2000 тс, ив коническую матрицу с углности Ы =5 на глубинукалиброванная заготовка имлость, не требующую дальнеботки. е уа ий гидрода вливаю1148689 2,1 П р и м е р 2. Такие же изделия, только с большим различием диаметров вписанной в профиль и описанной около него окружностей (радиусом 24 мм), получают предлагаемым способом,т.е. 5 обжатием по пуансону в сочетании с вдавливанием его в отверстие заготовки по схеме, приведенной на фиг.2.Поскольку в этом случае использует 10 ся матрица с углом конуса о=2 , а величинаравна глубине выдавливаемой полости, т.е. 40 мм, находят, что еС 8 11,4 мм. При использованин для получения матрицы заготовки, описанной в примере 1, но имеющей г=24 мм, а =20 и у=3 40, найденные из соотношения (1) и (2) соответственно, Ч равно 80352 мм. Откалиброванная матрица имеет полость, не требующую дальнейшей обработки,Предлагаемое изобретение по сравнению с известным обеспечивает экономию инструментальных материалов эа счет увеличения стойкости пуансона.