Способ изготовления изделий типа стаканов с наружными боковыми выступами

(5 И В 21 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 54) 57) ТИПА СТА ВЫСТУПАМ чающийся рическую матрицу,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(46) 07,07.83. Бюл, У 2572) К.Н.Богоявленский и И.С.Алиев71) Краматорский индустриальныйинститут и Ленинградский орденаЛенина политехнический институтим. М.И,Калинина53) 621.735 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 298415, кл. В 21 К 13/02, 26.05.69,2. Цхондия А.Г. Разработка иисследование выдавливания пустотелыхизделий с боковыми отростками,Диссертация МВТУ, 1976, с. 73,рис, 2,16,СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ АНОВ С НАРУЖНЫМИ БОКОВЫМИнапример с фланцем, заклю в том, что сплошную цилиндзаготовку устанавливают в на контрпуансон, и, воз-ЯО 1026923 А действуя пуансоном на центральную часть торца заготовки, поперечным выцавливанием формируют боковые выступы изделия с уменьшением высоты заготовки, причем одновременно с поперечным выдавливанием начинают образовывать полость изделия, а затем обратным выдавливанием при относительном продольном перемещении матрицы и контрпуансона продолжают образование полости, а т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения номенклатуры получаемых иэделий и повышения нх качества, поперечное выдавливание осуществляют воздействием на весь торец заготовки, причем дополнительное воздействие иа пери- аФ ферийную часть. торца заготовки производят с меньшей скоростью, чем на центральную часть,а заканчивают поперечное выдавливание при образовании полости на глубину, достигающую уровня ближайшего к дну иэделия Я края бокового выступа,Изобретение относитсяк обработкеметаллов давлением и может быть использовано при получении штампованных иэделий типа стаканов с выступаМи, например с фланцем, с радиальными ребрами и т.п. 5Известен способ получения изделийтипа стаканов с наружными боковымивыступами, например с фланцем,включающий поперечное выдавливаниебоковых выступов на сплошной цилиндрической заготовке с уменьшением еевысоты и обратное выдавливание полости в режиме активного трения 11 .Недостатком известного способаявляется невысокое качество изделий, 15Известен также способ полученияиэделий типа стаканов с наружнымибоковыми выступами, заключающийсяв том, что сплошную цилиндрическуюзаготовку устанавливают в матрицуна контрпуансон и, воздействуяпуансоном на центральную часть торца заготовки, поперечным выдавливанием Формируют боковые выступы иэделия с уменьшением высоты заготовки, причем одновременно с поперечнымвыдавливанием начинают образовыватьполость изделия, а затем обратнымвыдавливанием при относительномпродольном перемещении матрицы иконтрпуансона продолжают образование полости 2) .Недостатком указанного способаявляется воэможность образованиятрещин и отделения выступа (фланца)от изделия, обусловленная тем, что 35при внедрении пуансона в заготовкув процессе деформирования очагдеформации сосредотачивается у верхней кромки стакана, в то время, какв зоне, прилегающей к нижнему торцу 40фланца, наблюдается смещение внизметалла заготовки относительнополости (иэ-эа подвижности контрпуансона при осуществлении выдавливания в режиме активного трения),Указанная причина не позволяет получить изделие с выступами (фланцем),расположенным на некотором отделенииот верхней кромки.Цель изобретения - расширениеноменклатуры получаемых изделий иповышение их качества.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияиэделий типа стаканов с наружнымибоковыми выступами, заключающемусяв том, что сплошную цилиндрическуюзаготовку устанавливают в матрицуна контрпуансон и, воздействуя пуансоном на центральную часть торцазаготовки, поперечным выдавливанием 60формируют боковые выступы изделияс уменьшением высоты заготовкипричем одновременно с поперечнымвыдавливанием начинают образовыватьполость иэделия, а затем обратным 65 выдавливанием при относительном продольном перемещении матрицы и контрпуансона продолжают образование полости, поперечное вьщавливание осуществляют воздействием на весь торец заготовки, причем дополнительное воздействие на периферийную часть торца заготовки производят с меньшей скоростью, чем на центральную часть, а заканчивают поперечное выдавливание при образовании полости на глубину, достигающую уровня ближайшего к дну изделия края бокового выступа,На Фиг, 1 показана последовательность приемов способа при подвижной матрице, на Фиг, 2 - то же, при подвижном контрпуансоне; на фиг, 3 устройство для осуществления предлагаемого способа (слева - в стадии поперечного выдавливания, справа в стадии последующего обратного вьщавливания); на Фиг. 4 - типовые изделия, получаемые предложенным способом. Способ осуществляется следующим образом.Заготовку 1 устанавливают в матрицу 2 на торец контрпуансона 3Составной пуансон 4 перемещают со скоростью Ч вниз. В момент соприкосновения торца пуансона 4 с заготовкой 1 начинается ее деформирование с уменьшением исходной высоты, а поперечно истекаемый металл заполняет полость матрицы 2, образуя наружные боковые выступы или один выступ изделия, например.фланец, и полое углубление с торца деформируемой неподвижной заготовки, благодаря более ускоренному перемещению со скоростью Ч внутренней часгти 4 ц пуансона.ОФормление полой части одновременно с поперечным выдавливанием выполняют до достижения глубины глухого отверстия, соответствующей расположению дна полой части о и нижнего торца С на одном уровне.После этого на втором этапе деформирования осуществляют только обратное выдавливание полой части, продолжая увеличивать глубину образованного глухого отверстия в изделии, Для этого у составного пуансона 4 вниз перемещают только внутреннюю часть 4 д и начинают перемещать со скоростью 7, равной скорости истечения металла в обратном направлении, еще одну рабочую часть штампа - матрицу 2 (фиг, 1) или контрпуансон 3 (Фиг, 2).При этом относительно стенок матрицы перемещается только донная часть заготовки,а металл, истекаемый в обратном направлении и образующий полую часть иэделия, не подвергается смешению по контактной поверхности, что пре 1026923пятствует отрыву фланца и возникновению напряжений реактивного трения.Процесс выдавливания заканчивается в тот момент, когда толщина донной (подвижной) части изделия достигает заданной величины. 5П р и м е р, Заготовки диаметром 28,2 мм и высотой 47 мм иэ свинца С 1 подвергают комбинированному радиально-обратному выдавливанию по предлагаемому способу в штампе с состав О ным пуансоном (диаметр внутренней части 21 мм) и подвижной матрицей, имеющей закрытую поперечную полость.Деформирование заготовки на первом этапе включает поперечное выдав ливание кольцевым пуансоном с уменьшением общей высоты заготовки на8,3 мм и выполнение углубления (полой части изделия) с глубиной 13 мм, достигающей уровня нижнего торца фланца с помощью ускоренно движущейся внутренней частью пуансона, Фланец имеет сложную форму (Фиг. 4, правое верхнее изображение), состоящую из шестигранной части (5 = 36 мм)высотой 6 мм и круглой части Ф 44 толщиной 6 мм с отступлением от верхней кромки на 1 мм.На втором этапе деформирования выполняют обратное выдавливание полой части изделия в условиях отсутствия относительного смещения истекаемого металла и матрицы (подвижной) перемещением только внутреннего пуансона, В результате получают стакан со сложной наружной поверх- З 5 ностью, имеющий общую высоту 56,212,0 мм и толщину донной части 7+0,2 мм.Выполнение на первом этапе углубления предотвращает появление трещин 40 и отделение фланца от переходной части, наблюдаемых ранее при выдавливании по известным способам.Одним из средств для реализации способа может служить штамп для 45комбинированного выдавливания (Фиг, 3),Устройство содержит матрицу 2 с рабочей полостью, жестко установленную на неподвижной плите 5. Внутри матрицы 2 размещен контрпуансон 3, способный к продольному перемещению и опирающийся на гидравлический цилиндр (подушку 6), расположенный под плитой 5. К подвижной плите 7 жестко прикреплен пуансон 4, на котором установлена (по скользящей посадке) втулка 8. Диаметр пуансона 4 равен внутреннему диаметру изделия, а наружный диаметр втулки 8 - диаметру исходной заготовки. Втулка 8 опирается на гидравлический цилиндр, 60 размещенный в плите 7.Для обеспечения пониженной скорости перемещения втулки 8 по сравнению с пуансоном 4 посредством вытеснения жидкости из гидроцилиндра 9 65 в сети последнего установлен регулятор давления 10 и распределитель с злектроуправлением 11, срабатывающий при получении сигнала о заполнении закрытой полости матрицы 2 - образовании наружного профиля изделий от датчика 12, размещенного в полости матрицы. В сети гидроцилиндра 6 для регулирования давления предусмотрены два последовательно установленных предохранительных клапана 13 и 14 с размещенным между ними распределителем с электроуправлением 15. Давление срабатывания клапана 13 выше давления срабатывания клапана 14, Для регулирования давления в гидро- цилиндрах 6 и 9 или для изменения противодавления втулки 8 и контрпуансона 3 могут быть также использованы клапаны, взаимодействующие с копирами (не показаны), прикрепленными к плитам 7 и 5.В качестве датчика, подающего сигнал о заполнении полости матрицы 2 или о завершении движения втулки 8 о возрастании давления в гидро- цилиндрах 6 и 9, могут быть использованы также реле давления или электромагнитный манометр (не показаны), установленные в сети этих гидроцилиндров.Для питания гидросистемы используется насос 16 постоянной подачи и делительный клапан 17. Устройство работает следующим образом.Заготовку укладывают в неподвижную матрицу 2 на торец контрпуансона 3. Составной пуансон, состоящий из собственно пуансона 4 и втулки 8, перемещается с плитой 7 вниз. Втулка 8 в этот период опирается на гидроцилиндр 9, давление в котором поддерживается клапаном 10, При соприкосновении совместно движущихся пуансона 4 и втулки 8 с заготовкой начинается ее деформирование с уменьшением исходной высоты, и металл в поперечном истечении заполняет закрытую полость матрицы 2, образуя тем самым наружный профиль (Фланец) изделия, Контрпуансон 3 на этом этапе находится в неподвижном состоянии благодаря работе в системе гидроцилиндра 6 одного предохранительного клапана 13 с высоким давлением срабатывания. Втулка 8 в своем перемещении отстает от пуансона 4, и последний к моменту завершения Формообразования фланца образует в заготовке глухую полость, глубина которой достигает уровня нижнего торца Фланца, Соотношение скоростей движения втулки 8 и пуансона 4 изменяется в зависимости от количества вытесняемой. жидкости из полостей цилиндра 9 и регулируетсяклапаном 10, После заполнения поперечной полости матрицы 2 датчик 12 подает сигнал на распределитель с злЕктроуправлением 11, который срабатывает и после этого допускает свободное истечение жидкости иэ полостей цилиндра 9, т.е. втулка 8 в дальнейшем не участвует в Формообразовании.Однако при обработке трудно деформируемых материалов втулка 8 может 30 оказывать определенной величины противодавление и на втором этапе выдарливания посредством установления в сети гидроцилиндра 9 обычного регулированного клапана, Однорремен но сигнал от датчика 12 подается на распределитель 15, который включает в работу сети предохранительный клапан 14 с меньшим добавлением срабатывания (по сравнению с клапаном 13). р Такое регулирование давления в гидроцилиндре б обеспечивает подвижность контрпуансона 3.При дальнейшем опускании подвижной плиты 7 вниз пуансон 4 внедряется в металл заготовки, и вследствие перемещения коитрпуансона в том же направлении происходит обрат.Ное выдавливание полой части иэделия. При этом скорость движения контрнуансона 3 меньше скорости перемещения пуансона 4, что ноэволяет устранить реактивные силы трения истекаемого металла о стенки матрицы аИэ-эа движения донной части иэде- З 5 лйя полая часть изделия не скользит вдоль контактной поверхности матри- цы и тем самым устраняет опасность отрыва Фланца. Выдавливание завершается в тот момент, когда размеры 40 иэделия достигают требуемых величин,При обратном ходе пуансон 4 и втулка 8 с плитой 7 поднимается вверх. Распределители 11 и 15 устанавливают в исходное (закрытое) положение. для подъема матрицы и возвращения в исходное положение втулки 8 и контрпуансона 3 подаютрабочую жидкость от насоса 1 б черезделительный клапан 17,Готовое изделие удаляется иэматрицы 2 после разъема последней.В дальнейшем весь цикл выдавливанияповторяется,Таким образом, предлагаемым способом выдавливания можно изготовитьполые иэделия со сложным наружнымпрофилем типа стаканов с фланцами,утолщеннымили отростками (фиг, 4 ).Так как поперечное выдавливаниена первом этапе деформирования осуществляют с уменьшением высотыисходной заготовки, можно обеспечить передачу значительного объемаметалла и получение сложных утолщений или Фланцев с широким диапазоном диаметров,Выполнение на первом этапе одновременно с поперечным выдавливаниемуглубления на торце с дном, достигающим уровня расположения фланца,препятствует смещению металла заготовки в этой зоне относительностенок матрицы при последующем деформировании обратным выдавливаниемв режиме активного трения, Тем самымпредотвращается отрыв образованныхФланцев от корпуса иэделий и повышается качество работы.Обратное выдавливание происходитв основном при осутствии относительного перемещения металла заготовкии стенок матрицы, т,е. сила тоенияиграет полезную роль, что способствует снижению потребных условий иповышению эффективности процесса. Способ предусматривает активное регулирование кинематики движения инструмента, обеспечивающего стабильную последовательность исполнения приемов и требуемое качество штампуемых изделий,Предложенный способ обеспечивает повышение качества получаемых иэделий.1026923 льнико Корректор А, Повх выдка дакто Тираж 686 з 46 29/1 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул, Проектная,Составитель О, К Техред О,НецеВНИИПИ Государственног по делам изобретений3035, Москва, Ж, Рау комитета СССР открытий кая наб., д. 4/5