Штамп для штамповки полых деталей

Штамп для штамповки полых деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

127 A

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СЯИДЕТЕЛЬС 1 ВМ

" М, Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21). 3421209/25-И: (22) 09.0 .82 (Ь6) 3О.07.83. ю. N 28 (72) S,h.Ñëoáîäà, 8 А.Никитин и A.À.Ëèòâèíåíêî (71) Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе . (:53) 621.733.76(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 567539, кл.. 8 21 К 19/02, 30.08. 79 (прототип). (54)(57) ШТАМП ДЛЯ ШТАИПОВКИ ПОЛЫХ

ДЕТАЛЕЙ, преимущественно с фланцеи, содержит разъемную матрицу, центральный пуансон с сопряженными между щц) В 21 J 19/02; 8 21 К 19/02 собой. деформирующим и опорным участ" ками и внешний прижимной пуансон, о т л и ч à ю щ и " с я тем, что, с целью повышения качества и расширения технологических возможностей, на центральном пуансоне в зоне сопря жения деформирующего и опорного участков выполнена кольцевая проточка с двумя коническими расположенныо о ми под углом 90-180 одна к другой поверхностями, одна из которых расположена на деформирующем участке и выполнена длиной 0,25-2,5 толщины стенки штампуемой детали, а другая — на опорном участке.

10316

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано IlpH штамповке полых.деталей с фланцем.

Известен штамп для штамповки полых деталей с Фланцем, содержащий разъемную матрицу, центральный пуансон с сопряженными между собой деформирующим и опорным участками и внешний прижимной пуан- 10 соя (1).

Недостатком известного штампа является невозможность применения его для формовки поверхностей по периметру симметричных деталей, например шайб, или стаканов., так как поверхности формующего и опорного участков расположены только с одной стороны пуансона. Кроме того, при таком расположении фор- рО мующей и опорной поверхностей на пу" ансоне невозможно качественное деФормирование материала в полости матрицы, имеющей большие размеры в плоскости, перпендикулярной на- 25 правлению движения пуансона, так; как поверхность формующего участка обеспечивает перемещение материала деформируемой заготовки в основном по направлению движения пуансона, что приведет к резкому воз растанию усилий при перемещении штампуемого материала в направлении, перпендикулярном движению пуансона.

Цель изобретения - повышение качества и технологических возможностей процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в штампе для штамповки полых деталей с фланцем, содержащем разъемную матрицу, центральный пуансон с сопряженными между собой деформирующим и опорным участками и внешнйй прижимной пуансон, на центральном пуансоне в зоне сопряжения деформи. рующего и опорного участков выполнена кольцевая проточка с двумя коническими расположенными под углом о о 90-180 одйа к другой: поверхностями, Одна из которых расположена на 50 деформирующем участке и выполнена длинной 0,25-2,5 толщины стенки штампуемой детали, а другая - на опорном участке.

На фиг.1 показана конструкция штампа в начале штамповки; на фиг.2 штамповка при крайнем нижнем положении пуансона: на Фиг.3 - то же, в ко27 2 н ечный момент; на фиг.4 - отштампованная деталь, Штамп состоит из корпуса матрицы 1 (фиг.1), в который вставлена разъемная матрица, состоящая из частей 2 и

3. Части 2 и 3:разъемной матрицы прижимаются корпусом пуансона 4, а по месту их сопряжения находится полость

5 для формообразования фланца детали из деформируемой заготовки 6. Последняя деформируется пуансоном 7, причем гравюра последнего состоит из формующего участка ба Ь», где Qt: и Ь С;верхняя часть формующего участка, и опорного участка QbОбразующие верхней части формующе" го участка ЬС и „ „пересекаются под углом aL. и находятся на линии симметрии пуансона 7. Поверхность 8 является формообразующей поверхностью матрицы, причем образующая последней наклонена к линии симметрии штампа под углом О . Свободная штампуемая стенка 9 заготовки 6 упирается в опорный участок ОО, кольцевая проточка, образованная по периметру пуансона

7 опорным участком Оо и верхней частью формообразующего участка Ьс, имеет ширину Н и очерчена двумя расположенными под углом Р "90 — 180 одна к другой коническими поверхностями.

Стенки детали, деформируемые из заготовки 6, имеют толщину . Каналы пуансона l0 и 11 соединяют поверхности— пуансонаЬС и СС» с заштампованной средой. Направление движения пуансона показано стрелкой.

Пуансон 7 находится (фиг.2 ) в крайнем нижнем положении, причем углубление, о5разованное опорным участком 1 и верхним формообразующим участком

Ьс, заполнено материалом заготовки 12.

Пуансон 7 (Фиг.3), двигаясь вверх из полости матрицы верхней частью формообразующего участка ЬС, заполняет материалом заготовки 12 полость 5, образуя Фланец 13, а избыток материала 14 образует продолжение отштампованной детали или заусенца. Направление движения пуансона 7 показано стрелкой.

Формообразование детали и ее фланца осуществляется следующим образом.

8 рабочую полость матрицы, состоящую из разъемных частей 2 и 3, "помещают заготовку 6. Затем корпусом пуансона 4 прижимаются части углом о(при вершине конуса, образованного пересечением образующей поверхности верхн и части Формообразующего участка ФС с осью симметрии пуансона. При этом угол К не

О может быть более 90, ак как в этом случае о ) 90 ведет к увеличению

tg4/Д, а следовательно, к увеличению силы, необходимой для перемещения

1о материала 12 в полость 5, что, в свою очередь, увеличивает усилие штамповки.

Величина Н проточки должна быть равна 0,25-2,5 толщины стенки штам15 пуемой детали Н = (0,25-2,5jd . Так как при Н С 0,25 Д объема материала

12 в проточке достаточно только на формообразование фланцев с такой малой площадью в. радиальном сечении

20 относительно оси симметрии детали, которая не дает преимуществ по усилиям штамповки в предлагаемой конструкции штампа по отношению к известным. В то же время только при Н = - 2,5 обеспечивается деформирование стенок заготовки 6 штайпуемой детали без потери устойчивости в проточке, образованной опорным участком д > и верхней частью Формующего участка tlC,а следовательно, предупреждается появление во фланце штампуемой детали появление таких дефектов как раслоение, несплошности и др. В процессе деформирова". ния заготовки 6 пуансоном 7 свобод-.

35 ная штампуемая стенка 9 детали отжимается силами трения от поверхности

8, так как со стороны пуансона 7 по месту проточки, образованного

40 поверхностями QQ и >С такие силы отсутствуют. В результате стенка 9 детали отклоняется в сторону оси симметрии пуансона от стенки матрицы 8. Величину этого отклонения,определяат расчетом или на основании опытных данных.

Например, производят штамповку опытной детали до полного формирова1 ния верхнего окончания стенки 9 последней, затем поднимают корпус .пуансона 4 и пуансон 7 с вместно с ,частями 2 и 3 разъемной матрицы. Иатрицы снимают с детали и замеряет отклонение верхнего окончания стенки 9 штампуемой детали в проточ: у пуансона. Для удаления штампуемой детали с луансона

:ece действия с деталями штампа про3 1031627 4

2 и 3 разъемной матрицы, и пуансон

7, деформируя заготовку 6, формует стенки толщиной S детали, которые упираются своим верхним окончанием 9 в опорный участок ОЬ пуансона. При дальнейшем продвижения пуансона 7 вниз углубление, образованное опорным участком ub и верхней частью . Формообразующего участка ЬС, заполняется материалом 12 заготовки, после чего пуансон 7 начинает перемещаться вверх «направление указано стрелкой7.

Так как разъемные части 2 и 3 матрицы имеют коническую поверхность 8 с углом Д = 1-3О, то деформируемая заготовка 6 остается относительно последней без перемещения, а мате.риал 12 заготовки перемещается в полость 5 по направлению, перпендикулярному оси симметрии пуансона, и образует у заготовки 6 верхней частью формообразующего участка 1с фланец 13.

При дальнейшем перемешении пуансона 7 вверх за полость 5 избыток материала 14 верхней частью формующе го участка выдавливается в зазор между пуансоном 7 и корпусом пуансона 4. После выхода .пуансона 7 из контакта с отштампованной деталью корпус пуансона 4 поднимается в исходное положение, а разъемные части

2 и 3 матрицы извлекаются совместно с отштампованной деталью. Затем отштампованная деталь извлекается иэ разъемных частей 2 и 3 матрицы после чего при необходимости с ее, Фланца 13 удаляется избыток материала 14.

Перемещение материала 12 заготовки в полость 5 осуществляется за счет расположения участка AC под углом к оси симметрии пуансона. B этом случае при перемещении пуансона

7 вверх, кроме усилия, создаваемого пуансоном по направлению своего перемещения на материал 12 заготовки 6, появляется со стороны формообразующего участка фс усилие, действующее перпендикулярно направлению

50 движения пуансона (в данном случае оси симметрии пуансона 7 ). Следовательно, верхняя часть Формующего участка по отношению к материалу заготовки 6 является клиновой поверхностью, которая формообразует фла- 55 нец 13 штампуемой детали в полость

5, и усилие, необходимое для формообразования фланца 13 обеспечивают

10316

3 изводят в обратном порядке, затем окончательно штампуют опытную деталь.

Для обеспечения максимальной ус.тойчивости стенки 9 поверхность опор" ного участка С1ф должна быть расположе" „, на к нему под углом 90, что обеспечивает деформирование свободной штампуемой стенки 9 детали без продольного изгиба. Такое расположение опорного участка fb гаран- 10 тирует силовое противодействие со стороны последнего строго вдоль стенки 9 без появления боковйх усилий, которые могут привести ее к изгибу.

Объем проточки, образованной опорным .участком Q6 и верхней частью, формующего учаСтка ЬС должен быть равен или больше объема полости 5.

Это необходимо для того, чтобы объема материала 12 заготовки 6 хватало на образование фланца 13 в полости

5 и, как следствие, предотвращения брака по причине недоштамповки флан" ца 13 или we излишней последующей механической обработки последнего по контуру.

Таким образом, уменьшенйе усилия штамповки обеспечивается в штампе предлагаемой конструкции направлен-, ным перемещением металла .в плоскости, перпендикулярной оси симметрии пуансона, формующим участком пррточки последнего за счет угла наклона этого участка к оси симметрии пуансона. А качест35 йо детали обеспечивается за счет угла наклона в 90в опорного участка углубления пуансона по отношению

27 6 к деформируемой стенке детали при перемещении пуансона в полость матрицы, а также шириной проточки на пуант соне, которая не должйа превышать две с половинсн толщины стенки штампуемой детали.

Изготовление полых деталей с фланцами в предлагаемом штампе позволяет резко снизить усилия штамповки за

3 счет изменения направления течения на пуансоне. Кроме того, за счет описанных размеров этой проточки и расположения формообразующих поверхностей на последнем повышается качество фланцев и стенок штампуемой детали. Этот эффект усиливается также за счет неоднократного деформирования материала стенок штампуемой детали. Сначала материал стенки деформируется при заполнении проточки на пуансоне и второй раз при формообразовании фланца детали. Это особенно выгодно при штамповке таких деталей в режиме сверхпластичности, так как неоднократное деформирование материала заготовки приводит к измельчению ее зерна, а следовательно, в итоге к повышению прочности штам,пуемой детали. . В качестве примера приводится расчет со сравнением усилий, необходимых для штамповки стакана с толщиной стенок 10 мм, диаметром фланца 140 мм, диаметром цилиндрической части 100 мм, высотой стакана 100 мм и толщиной фланца 10 мм. Заготовка из алюминиевого сплава, удельное усилие штамповки с учетом сил трения - 15 кгс/мм

1031627

1033627

1031627

ВНИИПИ Заказ 5277/11 Тираж 686 Подписное

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