Способ изготовления изделий типа стаканов с наружными боковыми выступами

Способ изготовления изделий типа стаканов с наружными боковыми выступами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА СТАКАНОВ С НАРУЖНЫМИ БОКОВЫМИ ВЫСТУПАМИ, например с фланцем, заключающийся в том, что сплошную цилиндрическую заготовку устанавливают в матрицу, на контрпуансон, и, воздействуя пуансоном на центральную часть торца заготовки, поперечнь1м выдавливанием 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, отличающийс я тем, что, с целью расширения номенклатуры получаемых изделий и повышения их качества, поперечное выдавливание осуществляют воздействием на весь заготовки, причем дополнительное воздействие «а пери- t 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 изделия края бокового выступа.

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (211 2713987/25-27 (22) 27.01.79 (46) 07.07.83. Бюл. 9 25 (72) К.Н.Богоявленский и И.С.Алиев (71) Краматорский индустриальный институт и Ленинградский ордена

Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (531 621.735 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 298415, кл. B 21 К 13/02, 26.05.69.

2. Цхондия А.Г. Разработка и исследование выдавливания пустотелых изделий с боковыми отростками.

Диссертация МВТУ, 1976, с. 73, рис, 2.16. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ТИПА СТАКАНОВ C НАРУЖНЫМИ БОКОВЫМИ

ВЫСТУПАМИ, например с фланцем, заклю чающийся в том, что сплошную цилиндрическую заготовку устанавливают в матрицу, на контрпуансон, и, воз-

ÄÄSUÄÄ 1026923 А

З(5И В 21 К 21 08 В 21 К 23 04 действуя пуансоном на центральную часть торца заготовки, поперечным выдавливанием формируют боковые выступы изделия с уменьшением высоты заготовки, причем одновременно с поперечным выдавливанием начинают

obpaэовывать 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 на пери- ж

Ф ферийную часть. торца заготовки производят с меньшей скоростью, чем на центральную часть, а заканчивают цоперечное выдавливание при образовании полости на глубину, достигающую уровня ближайшего к дну иэделия Я края бокового выступа.

1026923

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении штампованных иэделий типа стаканов с выступами, например с фланцем, с радиальными ребрами и т.п. 5

Известен способ получения изделий типа стаканов с наружными боковыми выступами, например с фланцем, включающий поперечное выдавливание боковых выступов на сплошной цилинд- 10 рической заготовке с уменьшением ее высоты и обратное выдавливание полости в режиме активного трения P) .

Недостатком известного способа является невысокое качество изделий.

Известен также способ получения иэделий типа стаканов с наружными боковыми выступами, заключающийся в том, что сплошную цилиндрическую заготовку устанавливают в матрицу на контрпуансон и, воздействуя пуансоном на центральную часть торца заготовки, поперечным выдавливанием формируют боковые выступы иэделия 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 j2j .

Недостатком указанного способа является воэможность образования трещин и отделения выступа (фланца) от изделия, обусловленная тем, что З при внедрении пуансона в заготовку в процессе деформирования очаг деформации сосредотачивается у верхней кромки стакана, в то время, как в зоне, прилегающей к нижнему тop@y 4Q фланца, наблюдается смещение вниз металла заготовки относительно полости (иэ-эа подвижности контрпуансона при осуществлении выдавливания в режиме активного трения).

Указанная причина не позволяет получить изделие с выступами (фланцем), расположенным на некотором отделении от верхней кромки.

Цель изобретения — расширение номенклатуры получаемых изделий и повышение их качества.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения иэделий типа стаканов с наружными боковыми выступами, заключающемуся в том, что сплошную цилиндрическую заготовку устанавливают в матрицу на контрпуансон и, воздействуя пуансоном на центральную часть торца заготовки, поперечным выдавливанием 60 формируют боковые выступы изделия с уменьшением высоты заготовки„ причем одновременно с поперечным выдавливанием начинают образовывать полость иэделия, а затем обратным 6у ! 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 3 °

Составной пуансон 4 перемещают со скоростью Ч4 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 V внутренней час2 ти 4g 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 V>, 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 пре1026923 пятствует отрыву фланца и возникновению напряжений реактивного трения.

Процесс выдавливания заканчивается в тот момент, когда толщина донной (подвижной) части изделия достигает заданной величины. 5

Пример. Заготовки диаметром

28,2 мм и высотой 47 мм иэ свинца С1 подвергают комбинированному радиально-обратному выдавливанию по предлагаемому способу в штампе с состав- IQ ным пуансоном (диаметр внутренней части 21 мм) и подвижной матрицей, имеющей закрытую поперечную полость.

Деформирование заготовки на первом этапе включает поперечное выдав- 15 ливание кольцевым пуансоном с уменьшением общей высоты заготовки на

8,3 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 (б = 36 мм} высотой б мм и круглой части gi 44 толщиной б 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 поверхностью, имеющий общую высоту

56,2t2,0 мм и толщину донной части

7+0,2 мм.

Выполнение на первом этапе углубления предотвращает появление трещин 4О и отделение фланца от переходной части, наблюдаемых ранее при выдавливании по известным способам.

Одним из средств для реализации способа может служить штамп для 45 комбинированного 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 посад-55 ке} 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 лите 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 гидроцилиндрах б 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 гидроцилиндрах 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 регулируется

1026923 клапаном 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 может10 оказывать определенной величины противодавление и на втором этапе выдарливания посредством установления в сети гидроцилиндра 9 обычного регулированного клапана. Одновременно 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) . ъ()

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 иэде лия. При этом скорость движения кантрпуансона 3 меньше скорости перемещения пуансона 4, что оэволяет устранить реактивные силы трения . истекаемого металла о стенки матрицы °

Иэ-эа движения донной части иэделня полая часть изделия не скользит вдоль контактной поверхности матри- цы и тем -амым устраняет опасность отрыва фланца. Выдавливание завершается в тот момент, когда размеры 49 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 подают рабочую жидкость от насоса 1б через делительный клапан 17.

Готовое изделие удаляется иэ матрицы 2 после разъема последней.

В дальнейшем весь цикл выдавливания повторяется.

Таким образом, предлагаемым способом выдавливания можно изготовить полые иэделия со сложным наружным профилем типа стаканов с фланцами, утолщенным. или отростками (фиг. 4 ).

Так как поперечное выдавливание на первом этапе деформирования осуществляют с уменьшением высоты исходной заготовки, можно обеспечить передачу значительного объема металла и получение сложных утолщений или фланцев с широким диапазоном диаметров, Выполнение на первом этапе одновременно с поперечным выдавливанием углубления на торце с дном, достигающим уровня расположения фланца, препятствует смещению металла заготовки в этой зоне относительно стенок матрицы при последующем деформировании обратным выдавливанием в режиме активного трения, Тем самым предотвращается отрыв образованных фланцев от корпуса иэделий и повышается качество работы.

Обратное выдавливание происходит в основном при осутствии относительного перемещения металла заготовки и стенок матрицы, т.е. сила тоения играет полезную роль, что способствует снижению потребных условий и повышению 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

1026923

Составитель О. Корабельников

Техред О.Неце Корректор A. Повх

Редактор H. Швыдкая

Тираж 686

Эаказ 4629/14

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4