Способ изготовления изделий со сложной полостью

 

Использование: обработка полостей вырубных и других штампов, пресс-форм. Сущность изобретения: выдавливание совмещают с местным обжатием заготовки, при этом на первом этапе производят выдавливание при минимально необходимых нагрузках , а на втором этапе получают требуемую форму изделия, обжимая заготовку вместе с внедренным в нее пуансоном в коническом участке матрицы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((() (я)я В 21 К 21/00

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l (21) 4829903/27 (22) 29.05.90 (46) 30.10.92. Бюл. N 40 (71) Научно-производственное обьединение

"Салют" . (72) А.В,Весницкий (73) А.В.Весницкий (56) Авторское свидетельство СССР

М 1069250, кл. В 21 .) 5/00, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

СО СЛОЖНОЙ ПОЛОСТЬЮ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть применено во всех областях народного хозяйства для выдавливания изделий с глубокой, изменяющейся по ширине и высоте, с симметричной и асимметричной полостью, в частности полостей матриц вырубных штампов и пресс-форм.

Известен способ выдавливания с радиальным обжатием заготовки, в технологическое отверстие которой помещен центральный пуансон, при перемещении заготовки в коническом участке матрицы под действием кольцевого пуансона, при этом в заключительной стадии процесса деформирование осуществляется при остановленном кольцевом пуансоне по схеме обратного выдавливания.

Известен способ выдавливания пуансоном в матрице вдавливанием пуансона в 33готовку с ее перемещением по матрице и с дополнительным обжатием по периметру стенками конического участка матрицы; в (57) Использование: обработка полостей вырубных и других штампов, пресс-форм. Сущность изобретения: выдавливание совмещают с местным обжатием заготовки, при этом на первом этапе производят выдавливание при минимально необходимых нагрузках, а на втором этапе получают требуемую форму изделия, обжимая заготовку вместе с внедренным в нее пуансоном в коническом участке матрицы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

d заключительной стадии процессе реализуется схема обратного выдавливания. (Я

Этот способ позволяет снизить усилие выдавливания в начальной стадии процесса только на 40-50 /, что при выдавливании Я глубоких, полостей переменной по высоте заготовки геометрии недостаточно и при больших нагрузках, возрастающих в заключительной стадии вь:давливания, приводит к изгибу пуансона, искривлению выдавливаемой полости и к поломкам пуансона.

Кроме того, этот способ не обеспечивает необходимого в таких случаях обжатия и подпора заготовки на ае отдельных участках в зонах: О концентрации паразйтных растягивающйх . О напряжений, вызывающих искажение выдавливаемой полости, утяжины материала, его разрывы, трещины, шелушение и другие (,Д дефекты формообразования.

Целью изобретения является повышение качества и точности обработки, стойкости инструмента, увеличения глубины выдавливаемой полости.

1773239

Это достигается тем, что изготовление изделий со сложной полостью ведут по стадиям с изменением схемы деформирования; сначала под действием периферийного пуансона перемещают заготовку навстречу 5 неподвижному центральному пуансону и производят его вдавливание на заданную глубину части выдавливаемой полости изделия с возможностью обжатия заготовки стенками матрицы и приемного отверстия 10 периферийного пуансона в зоне возникновения дефектов формообразования, а затем убирают опору центрального пуансона и под действием периферийного пуансона продолжают перемещать заготовку по мат- 15 рице вместе с внедренным в нее центральным пуансоном, вдавливают заготовку. в коническое отверстйе матрицы и обжимают по периМетру в зоне иска>кения выдавливаемой полости до полного ее оформленйя эа 20 счет" предварительного выбора размеров, угла -и расположения конического участка матрицы Относительно заготовки с воэмож"ностью выполнения обжатия заготовки по периметру на всю ее высоту. С целью выбо- 25 ра оптимальных условий деформирования используют заготовку с технологическим отверстием, На фиг.1 показано положение инструмента и заготовки перед внедрением непод- 30

35 продольной нагрузки и от опоры, в коническое отверстие матрицы и обжатия заготов- 40 ки в зоне искажения выдавливаемой новения дефектов формообразования при 50 выдавливании определяются экспериментально или из расчетов по размерам и расвижного центрального пуансона, опертого на убирающу.ося опору, и при его внедрении; йи — высота зоны иска>кения выдавливаемой полости (стрелкой показано перемещение периферийного пуансона): на

-.фиг.2 — то же, в процессе вдавливания заготовки вместе с внедренным в нее центральным пуансоном, освобо>кденным от полости; стрелками показано перемещение периферийного пуансона.

Выдавливаемая полость формируется центральным пуансоном 1 в заготовке 2 воздействием периферийного пуансона 3, перемещающему заготовку 2 по матрице 4 с возможностью использования толкателя 5.

Размеры и расположение зоны возникположению зоны концентрации паразитных растягивающих напряжений и деформаций, вызывающих разрывы в материале и искажение выдавливаемой полости, Опыты проводятся над образцами заготовок, собранных иэ двух половин, в плоскости меридионального сечения которых нанесена координатная сетка . По искажению координатной сетки и по разрывам в материале образцов устанавливается зона возникновения дефектов формообразования, Из расчетов или экспериментально на пробных образцах устанавливают также размеры, угол и расположение конического участка матрицы, обеспечивающего оптимальные условия формообразования, При выдавливании глубоких с резкими перепадами сечения и асимметричных полостей с целью уменьшения увода центрального пуансона 1 длина его вспомогательного заходного участка увеличивается до (0,5 — 4)d>, где d> — диаметр заходного вспомогательного участка пуансона 1. Эта длина не должна превышать расстояния между полосами разрывов материала заготовки, образующихся у малопластичных труднодеформируемых инстру-. ментальных сталей типа PGM5, Р18, Х12М в виде лесенки, а у пластичных материалов в виде елочки;

В случае возникновения таких разрывов материала технологическое отверстие заготовки 2 должно выполняться мейьше диаметра эаходного вспомогательного участка центрального пуансона 1 настолько, чтобы в течение всего процесса выдавливания обеспечивалось перекрытие технологйческог0 отверстия заготовки 2 торцом вспомогательного участка центрального пуансона

1, выполненным в виде цилиндра с диаметpQI dB или другой формы, например, усеченного конуса 2 а= 1 — 5, длиной не менее

0,5 мм, ступенчато переходящим в тело рабочей части центрального пуансона 1.

Изготовление изделий со сложной полостью, имеющей плавные переходы от одного сечения к другому, проводится в заготовке с технологическим отверстием 2, которое служит направлением для центрального пуансона 1, начиная с его заходной вспомогательной части.

При вдавливании цектрального пуансона 1 наибольшее иска>кение формы полости и утя>кка материала наблюдается на приторцевом деформируемом центральным пуансоном 1 участке заготовки 2, но может иметь место и по всей высоте выдавливаемой полости, полностью устранить которые за счет увеличения степени обжатия заготовки 2 по периметру не удается и приводит к увеличению нагрузки на центральный пуансон 1, к его искривлению и при перегрузках — к по5 ломкам, а также к искажению выдавливаемой полости.

Поэтому начальную стадию деформирования проводят при минимальной степени обжатия заготовки. Для большинства случаев достаточным является обжатив заготовки

5 1773239 6 по периметру в пределах упругих деформа- соне 1 и с обжатием в зоне искажения выций в зоне возникновения разрывов и тре- давливаемой полости; обеспечиваются усщин в материале: - ловия получения йзделйй высокого С целью снижения продольных нагру- .качества ; г1овышенной точности, увеличенэок на центральный пуансон 1 вдавливание 5 ной глубины"выдавлйваемой полости, ведут на глубину только той части полости, " .. Пример ы. формообразование которой невозможно 1 Выдавлйвание многопереходной поосуществить" с требуемой точностью в эа- лосги, включающей переходы QT прямо-" ключительной стадии изготовления. что on- угольного сечения к плоскому коническому ределяется .": расчетом -" -" или 10 многостороннему, к цилиндрическому и к экспериментально, При этом вытесняемый круглому коническому. материал .направляется в приемное отвер-, - Рабочйе размеры, Мм: заготовка" диа-— стие, выполненное в перйфериййом пуансо= " " метроМ 40h6 40, материал заготовки — медь не 3, благодаря чему обеспечивается и - МБ; сниженйе уСилия выдавливания, и обжатие 15 "Матрицаф40Н7 Й20, далее конус с концевой -частй центральйого пуансона 1 p= 6-7,на длине 20 и- до/35 и далее материалом заготовки 2. : .:.-".::,.,::: обратный конус доФ 50. ния проводят при разгруженном от "про- - ная заходнйя частьфЗхЗ, далее переход по дольных нагрузок центральном пуансоне 1. 20 конусу 2y = 90О на длине 2 мм к прямо - Для этого отводят ползун пресса в верхнее: угольнйку 3,45-g,oj>7;25-о,oj94 на трех стороположение и убирают опору, на которую::: íax и 7 мм на широкой стороне опирался центральный пуансон. При-ис- : прямоугольника, далее переход к цилиндпользовании известных клиновых"им дру- -:- " риф 8,05-о,ор 2 по наклонным плоскостям по гйх устройств опору центрального пуансона 25 узким сторонам 0= ОО50 и по широким стовозможно убирать б з отвода ползуйа прес- " .. ронам с одной под углом p = 4 50, а с другой са в верхнее положение. Затем воздействи- М = 5 15, далее ступенчатый переход ей полэуна пресса на йерифериййый ., к j 11,05-о,оп. пуансон 3 производят дальнейше переме- - Периферийный пуансонф 40-о,oz, далее щение заготовки 2 вместе С внедренным в 30 в центре его йриемное"отверстие 13Х18, нее центральным пуансоном, вдавливагот которое при устаноаке должно совпадать с ее в коническое отверстие матрицй 4 и об- осями симметрии центрального пуансона. жимают a" зоне искаженйя выдавливаемой .:: Выдавливанле осуществлялось следуюполости, которая образовалась в начальной щими технологическими приемами, - стадии при вдавливании центрального пу- 35::, Вдавливанйе центрального пуансона

1 ансона, с окончательнь:м оформлением бо- .на глубину 32 мм проводилось ходом загоковой и торцевых (нижней и верхней) товки, Затем отводили ползун пресса в вер поверхностей выдавливаемого изделия. -: "хнее положение. Из штампа вынимали

В ряде случаев целесообразно вести подкладйсе кольцО(опору, на которуюопи. процесс выдавливания с обжатием заготОв- 40 рвется центральный пуансон) и затем под ки 2 вместе с внедренным в нее централь- действием ползуна пресса перемещали пеным пуансоном, освобожденныM or опоры, рифер lAHblA пуансон, который вдавливал нна всю ее высоту. Для этого возможно ис- заготовку-в коническое отверстие матрицы пользовать толкатель 5, дейгтвующий на за- до получения требуемых размеров, готовку. 2 через отверстие в периферийном 45:. Размеры выдавленной полости, мм: пуансоне 3.

Таким образом, благодаря разделению:.:.: 3,4фовх7,2 o овх7-02 10-о,<5, далее йе. процесса выдавливания изделий со слож- реход по наклонным плоскостям к48> 5, даиой полостью на стадии, при.котором пер-" лее конус на длине 15 мм. Общая высота вая проводится при минимально 50 штамповки 75 мм. возможной глубине вдавливания централь- .: . Проводились испытания выдавливания " ного пуансона 1 (при плавных переходах " этой сложной многопереходной полости в" полости достаточно в пределах 1,5 — 5 мм), с заготовке с технологическим отверстием минимально возможной степенью обжатия диаметром от 2 до 5 мм. При диаметре тех- . заготовки по периметру(в большинстве слу- 55 нологического отверстия 2 — размеры вы- . чаев достаточно в пределах упругйх дефор- давленной полости соответствуют выше маций) и при свободном истечении приведенным, разрывов материала не на-" вытесняемого в приемное отверстие мате- . блюдалось. При диаметрах технологическориала, а вторая стадия — при разгруженном го отверстия 3, 4, 5 — на поверхности от продольных нагрузок центральном пуан1773239 выдавливаемой полости появились раэры- Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я вы. 1. Способ изготовления изделий со

По сравнению с процессом обратного сложной полостью путем размещения эаговыдавливания предложенный способ по- товки в матрице, обжатия заготовки стенказволяет в 3 — 4 раза снизить нагрузки на ин- 5 ми периферийного пуайсона при его струмент, в 8-10 раз повысить стойкость перемещении навстречу центральному пуинструмента, в 2-3 раза увеличить глубину ансону и вдавливания последнего в эаготоввыдавливаемой полости изделия и на от- ку,. отличающийся тем, to, с целью дельных участках изделий, искаженных де- повышения качества и точности обработки, формацией, повысить точность обработки 10 стойкости инструмента, сначало под дейст-. более, чем на порядок, получить шерохова- вием периферийного пуансона: заготовку

: тость поверхности выдавленного канала, перемещаютпо матрицевосевомнаправлекоторую обычно получают полировкой нии и производят.вдавливание неподвиж. - или доводкой..: -: . ного центрального пуансона на заданную

Предложенный способ расширяет об- 15 глубину части выдавливаемой полости изде-. ласть использования холодного выдавлива- лия с обжатием заготовки стенками матриния на изделия с тлубокой йолостью цы и приемного отверстия периферийного переменной геометрии иэ йластичных и ма-I пуансона в зоне возникновения дефектов лопластичных"материалов, включая икстру-. формообразования, а затем под действйем ментальные(Р6М5, Р18,Х12Мидр.). 20 периферийного пуансона продолжают пеВрядеслучаевспособявляетсяединст- ремещать заготовку по матрице вместе с вейно возможным способом йзготовления внедренным в нее центральным пуансо - иЭделий со слышной полостью, к которым ном, вдавлйвают заготовку в коническое предьявля отея требования низкой шерохо- отверстие матрицы и обжимают ее по певатости, повышенной точности и физйко- 25 риметру в зоне искажения выдавливаемеханических и специальных свойств мой полости до получения требуемой (твердость; пройодимость электромагнит- формы иэделйя обжатием заготовки.по ных свойств, износбстой)кость и др.), что от- периметру по меньшей мере на части ее крйвает возможность изготовления высоты. ответственных изделий) выполненных с 30 2, Способ по п,1. отличающийся прецизионной точностью и обладаощих но- тем, что используют заготовку с технологи вымй функциональными возможностями, ческим отверстием, 1773239

Составитель А. Весницкий

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор В.Петраш t-

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 3852 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5