Способ получения формообразующего инструмента для прессования

ОП ЙСАИИЕИЗОБРЕТЕЫИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскнхСоциалистическихРеспублик ц 979005(22) Заявлено 22.02. 79 (21) 2727277/25-27с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетР 1 М К з В 21 Л 13/02 В 21 С 25/02 Государственный комитет СССР по делам изобретеиий и отирытийДата опубликования описания 07,12,62 Э.Ш.Суходрев, С.Е.Емельянов и И.А.Смараг(72) Авторы изобретения ко-технический институт АН Белорльский политехнический институт Фи(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕИНСТРУИЕ Я фОРИООБРАЗУОЦДЛЯ ПРЕССОВАНИ 2 Изобретение относится к областиобработки металлов давлением, в частности к инструментальному производству, и может быть использовано при 5изготовлении матриц для прессованияпроФилей из различных, преимущест,венно труднодеформируемых материалов.Известен способ получения Формообразующего инструмента для прессо=вания преимущественно труднодеформируемых материалов с помощЬю смазочной шайбы, включающий установку вконтейнер с плоской матрицей шайбыи последующее прессование 1(,По этому способу в процессе деформирования шайба приобретает Формуестественной эаходной воронки определенной геометрии. Как правило контур заходной воронки близок к сигмоидальному. Однако смазочная шайба,образуя естественный контур заходной полости, лишь помогает инстру"менту в определенный момент создавать благоприятные условия для деформирования металла, так как неоднородность состава смазки, относительномалан плотность, а также другие факторы не позволяют ее рассматриватьсобственно как инструмент. К недостаткам этого способа, следует так. же отнести непостоянство геометрии.контура, образованного смазкой вовремя процесса, иэ-за ее утечки вканал матрицы. Кроме того, смазочная шайба и прессуемое иэделие изготавливаются иэ совершенно ра 9 личных материалов, поэтому образованный смазочной шайбой контур нельзя называть естественным.Наиболее близким к изобретениютехническим решением иэ известныхявляется способ определения характера течения металла заготовки припрессовании, по которому сборнуюиэ двух половин заготовку вместе сшайбой помЕщают в контейнер на плоскую матрицу и совместно прессуют доустановившейся стадии 21,При этом в результате деформирования шайба приобретает форму застойной зоны и образует как оы эаходнуюполость матрицы. После прекращенияпроцесса прессостаток разрезали и свдиаметральном сечении наблюдали кон"тур продеформированной шайбы (контурэаходной полости матрицы) . Варьируясоотношением прочности материала заготовки и шайбы получали различные(выпуклую, вогнутую и клиновую) образукеаие заходной полости матрицы, 979005Укаэанный способ обладает рядомнедостатков. Способ позволяет определить и относительно просто определить форму заходной полости матрицы для прессования круглого профиля. В случае же прессования фасонного профиля чтобы определить конФигурацию заходной полости по всемупериметру матрицы, пришлось бы делатьбесконечное множество радиальныхсечений, что само по себе уже весьматрудоемко. То есть получить модельинструмента для изготовления изделий сложной Формы по описываемомуспособу очень трудоемко.Целью изобретения является получение инструмента с естественнойгеометрией заходной полости для иэ"готовления изделий сложного профи"ля.Поставленная цель достигается тем,что в способе получения Формообразующего инструмента для прессованиявключающем совместную установку вконтейнер на плоский торец матрицышайбы и заготовки из равнопрочныхматериалов, совместное их прессова"ние до, установившейся стадии, в качестве заготовки используют проставку из моделирующего материала, передустановкой на матрицу в шайбе выполняют эаходной конус с углом его образующей 30-50 к оси прессования иотверстие по форме и размерам очкаматрицы, затем на эаходной конусшайбы наносят технологический разделяющий слой смазки, а после прессования отделяют шайбу от проставки и по полученным моделям изготавливают инструмент,На Фиг,1 изображено устройстводля реализации способа в исходномположении, продольный разрез; наФиг.2 - то же, в установившейсястадии прессования,П р и м е р . Получали матрицыдля прессования профилей тавровогосечения из жаропрочных сталей.В контейнер 1 (см. Фиг.1) с раэьемной плоской матрицей 2 устанавлива 4ли шайбу 3 из предварительно пропрессованного ле."ированноготеллуром свинца с отверстием, соответствующим Форме и размерам канала матрицы и эаходной конической полостьюУос углом К,= 45 . Заходная полость нашайбе служит для более быстрого достижения установившейся стадии про"цесса. На поверхность шайбы наносили разделительный слой иэ бакелитоФенольного клея БФ. Затем на шайбу помещали заготовку 4 иэ того жемоделирующего материала, Переднийторец заготовки 4 имел радиальноескругление радиусом, равным половине радиуса контейнера 1, имеющегото же назначение, что и эаходная по лость на шайбе. После этого осуществляли прессование до установившейся стадии процесса (см,фиг.2),В результате совместного деформирования шайбы 3 и заготовки 4, 5 разделенных технологическим слоемиз Бф, получали модели, которыеизвлекали из контейнера благодаряразъемной матрице и свободноразделяли. По модели 5, образованнойшайбой, изготавливали точным литьем матрицу иэ стали ЗФ 2 В 8, которуюпосле полировки гравюры и азотирования иснольэовали для прессованиятаврового профиля из жаропрочной ста ли. По модели б, образованной заготовкой, тем же способом получалимастер"пуансоны, которыми бйла отштампована партия матриц в количестве 60 штук.33 Первый вариант рационально использовать в том случае, когда программа изготовления матриц невелика, второй - в случае производствабольшого числа матриц.Я 5 Исходный угол эаходной полостишайбы выбирается таким образом, чтобы объем металла шайбы был несколько больше объема металла застойнойзоны, образованной при прессовании ЗО идентичного металла через плоскуюматрицу того же профиля. При этомпосле деформирования до установившейся стадии высота полученной продеформированной шайбы должна бытьравна высоте этой застойной эоны,Для поиска такого угла проводилисерию экспериментов, в которых использовали углы заходной полостишайб от 30 до 700 с интервалом в5 ф. Результаты экспериментов показали, что при углах шайбы от 30 доЮ50 объем металла в исходной шайбебыл больше объема металла в застойнойзоне,и поэтому естественный контурзаходной полости шайбы образовывалсяво всехэтих вариантах, правда, через разные промежутки времени, Приуглах от 55 до 70 О объем металлашайбы был меньше объема металла застойной зоны, и естественный контур 50 заходной полости шайбы не образовы,вался, Из эксперимента по деформированию заготовки через плоскую матрицутого же профиля была определена высота застойной эоны (22 мм), кото рая и определяла конфигурацию естественной образующей заходной полостибудущей матрицы.Результаты экспериментов по определению оптимального исходного угла бр аходной полости шайбы сведены втабл,1.,Серии экспериментов по определениюоптимального интервала углов эаходной полости исходной шайбы позволилисделать вывод, что этот интервал мо979005 Таблица 1 Угол образующей исходной шайбы, 306, град 65 70 55 60 35 40 50 Усилие в моментпрекращенияпроцесса, мн 043 0,39 0,37 0,35 0,34 0,37 0,38 042 0,44 Время до момента образованияестественнойобразующей, с 39 31 26 18 7 7 7 7 7 Высота шайбы в момент прекращения процесса Н, мм 22 22 22 22 22 20 18 17 15 жет быть определен по укаэанной тех-нологии для людногофасонного проФиля,однако он всегда будет острым, таккак средний угол застойной зоны, образованный при прессовании черезплоскую. матрицу, всегда меньше прямого.Для описанного примера из табл.1следует, что оптимальным с точкизрения минимума усилия, а также времени протекания процесса формообразования является интервал 40-50Поэтому в примере выбран угол в 45Однако для формообразования моделей с естественной геометрией заходной полости еще недостаточно выбрать шайбу оптимальной геометрии.Необходимо также наличие технологического слоя на контактирующей поверхности проставки и шайбы. Цельэтого технологического слоя не столько в обеспечении разделения проставки и шайбы после деформирования,сколько в создании условий для Формирования естественной образующейзаходной полости,Данные экспериментов по использованию различных материалов в качестве технологического слоя сведеныв табл.2.Как следует из табл.2, не всематериалы технологического слояобеспечивают как качественную поверхность раздела моделей, так и ихтребуемую форму, а лишь такие материалы как БФи в какой-то мере тальк могут использоваться в качестве разделительного слоя.Из анализа табл.1 и 2 следует,что лишь совокупность оптимальнойгеометрии заходной полости исходной шайбы и оптимального технологичес кого слоя создают условия для формо-,- образования естественной, образующейзаходной полости моделей. А именноиспользование в эксперименте шайбы с О углом заходной полости 45 и технологического слоя иэ Бфпозволяетполучать продеформированную шайбувысотой 22 мм с геометрией,.идеи"тичной форме застойной зоны, т.е.15 естественной образующей течения материала.Использование описываемого спосо, ба получения формообразующего инструмента для прессования обеспечивает 2 О по сравнению с существующими способами следующие преимущества: повышение стойкости инструмента за счетболее благоприятного течения металла при прессовании; снижение нерав номерности деФормаций, улучшающее качество прессуемых изделий; расширениетехнологических воэможностей в облаоти прессования 1 труднодеформируемых материалов получение матриц с 0 идентичной или близкой к естествен.ному контуру геометрией заходнойполости.Суммарный экономический эффект отиспользования описываемого способаоколо 10430,6 руб.979005 Т а б л и ц а 2 Машинноемасло Иашинноемасло играфит Материал технологическогослоя фуропластс пер- хлорвинилом Тальк Клей БфКлей БфВысота продеФормированной шайбы (Н), мм 22 22 22 21 Неудовлет- Неудо воритель- влет- Хоро- Хорошее ное Хорошее вори- шеетельное Качество поверхностираэьемапроставкии шайбы Неудовлетворительное (образуютсяналипы,задиры) форМула изобретения Способ получения Формообразую.-.щего инструмента для прессования, включающий совместную установку в контейнер на плоский торец матрицы ЗО шайбы и заготовки иэ равнопрочных материалов, совместное их прессование до установившейся стадии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения инструмента с естест венной геометрией заходной полости для изготовления изделий сложного проФиля, в качестве заготовки используют проставку иэ моделирующего материала, перед установкой на матрицу 4 р в шайбе выполняют эаходной конус с углом его образующей 30-50 ф к осипрессования и отверстие по формеи размерам очка матрицы, затем наэаходной конУс шайбы наносят технологический разделяющий слой смазки, а после прессования отделяютшайбу от проставки и по полученныммоделям изготавливают инструмент,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Манегин Ю,В. Смазочная шайбакак деформирующий элемент матрицы,Куэнечно-штамповочное производство 1, 1976, 9 4, с13-17,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2397 б 05/27,кл. В 21 С 23/08, 22,08,75 (прототип),979005 ставитель В.ВолковхредМ Гергель Корректор И.Кост ктор Г.Прусов 15 Тирам 702 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, 3-35, Рауюская наб., д. 4/5