Способ закрытой объемной штамповки
Патент 1634356
Авторы
Классы МПК
Способ закрытой объемной штамповки
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам закрытой объемной штамповки. Цель - повышение точности получаемых изделий, снижение трудоемкости и повышение безопасности работы. Полость матрицы в исходном состоянии выполняют с размерами, меньшими соответствующих размеров контактирующих с ней при штамповке участков пуансона, а также соответствующих размеров штампуемого в ней изделия. Перед загрузкой заготовки матрицу нагревают до получения за счет термического расширения размеров ее полости не менее соответствующих размеров штампуемого в ней изделия и пуансона. После этого осуществляют свободную загрузку в матрицу заготовки и заход в ее полость пуансона. Затем производят охлаждение матрицы и штамповку. Растущие по ходу штамповки распорные давления будут постоянно уравновешиваться давлениями от термического охлаждения матрицы, также растущего. В результате заданные в начале штамповки оптимальные размеры матрицы и зазоры между ней и пуансоном увеличиваться не будут, а останутся неизменными с достаточной точностью в течение всего процесса штамповки. Это предотвращает появление заусенца между пуансоном и матрицей, который требует дополнительных операций по удалению, а также повышает точность получаемых изделий за счет стабильности размеров полости матрицы. Для осесимметричных изделий предложены оптимизирующие соотношения по выбору исходных размеров матрицы и температуры ее нагрева . 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Ё Os СО N 00 СЛ О
союз соВетских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s В 21 J 5/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4457953/27 (22) 11,07,88 (46) 15,03.91. Бюл. М 10 (71) Московский институт приборостроения (72) А.Л. Воронцов (53) 621.73.042 (088.8) (56) Бабенко В.А. и др. Объемная штамповка. Атлас схем. M,: Машиностроение, 1982, с.83, рис. 327, (54) СПОСОБ ЗАКРЫТОЙ ОБЪЕМНОЙ
ШТАМПОВКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам закрытой объемной штамповки. Цель— повышение точности получаемых изделий, снижение трудоемкости и повышение безопасности работы. Полость матрицы в исходном состоянии выполняют с размерами, меньшими соответствующих размеров контактирующих с ней при штамповке участков пуансона, а также соответствующих размеров штампуемого в ней изделия. Перед загрузкой заготовки матрицу нагревают до получения за счет термического расширеИзобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам закрытой объемной штамповки.
Целью изобретения является повышение точности получаемых изделий, снижение трудоемкости обработки и обеспечение безопасности работы.
На фиг.1 показаны пуансон и матрица с нагревателем. осевой разрез, слева до загрузки заготовки и нагрева матрицы, справа
„„5U„„ 1634356 А1 ния размеров ее полости не менее соответствующих размеров штампуемого в ней изделия и пуансона. После этого осуществляют свободную загрузку в матрицу заготовки и заход в ее полость пуансона.
Затем производят охлаждение матрицы и штамповку. Растущие по ходу штамповки распорные давления будут постоянно уравновешиваться давлениями от термического охлаждения матрицы, также растущего, В результате заданные в начале штамповки оптимальные размеры матрицы и зазоры между ней и пуансоном увеличиваться не будут, а останутся неизменными с достаточной точностью в течение всего процесса штамповки. Это предотвращает появление заусенца между пуансоном и матрицей, который требует дополнительных операций по удалению, а также повышает точность получаемых изделий за счет стабильности размеров полости матрицы. Для осесимметричных изделий предложены оптимизирующие соотношения по выбору исходных размеров матрицы и температуры ее нагрева. 2 э.п, ф-лы, 2 ил. после нагрева матрица и загрузки заготов в ки; на фиг.2 — деформирующий инструмент з при штамповке, слева — окончание штамповки, справа — выталкивание иэделия.
Способ осуществляется следующим образом.
B исходном состоянии, температура которого определяется видом штамповки, матрица 1 (см, фиг,1, слева) имеет размеры поперечных сечений, меньшие, чем соответ1634356 ствующие размеры соответствующих участков пуансона 2. Перед загрузкой заготовки
3 с помощью нагревателей 4, например спиралей сопротивления, расположенных в теплоизолирующем кожухе 5, нагревают матрицу. Нагрев ведут до тех пор, пока температура матрицы не повысится на величину
Лп где a — коэффициент температурного расширения материала матрицы;
rn — радиус контактирующей с матрицей поверхности пуансона (см. фиг.1);
Л n — разница размеров матрицы и пуансона (см. фиг.1).
Причем размеры полости матрицы для осуществления способа применительно к осесимметричным изделиям выполняют с радиусами, меньшими соответствующих радиусов штампуемого изделия на величину г
AZ — — — -((1 — v r (Z)+ г (+) Ж вЂ”.
R — r (Z) где Z — осевая координата рассматриваемого поперечного сечения (см. фиг.1);
P(Z) — максимальное давление штампуемой заготовки на матрицу в рассматриваемом сечении; г (Z) — радиус изделия в рассматриваемом сечении;
R — радиус наружной поверхности матрицы;
Š— модуль упругости материалы матрицы при температуре охлаждения; м — коэффициент Пуассона материала матрицы.
Далее в нагретую матрицу 1 загружают заготовку 3 и вводят пуансон 2. Отключают нагрев матрицы и, одновременно охлаждая ее, производят деформирование заготовки
3. Скорость охлаждения выбирают в зависимости от скорости деформирования. Одновременно действующие распорные давления деформирования и сжатие матрицы эа счет ее охлаждения способствуют постоянству размеров полости матрицы в течение всего процесса деформации и получению заданного изделия 6 (см. фиг.2) без торцового заусенца. Для легкого извлечения из матрицы пуансона и изделия она снова нагревается до требуемых для загрузки новой заготовки размеров. Таким образом иэделие извлекается без царапин и задиров, а матрица готова к приему новой заготовки, fl р и м е р, Изготавливают деталь пальца со сферической головкой иэ стали 10.
55
Диаметр цилиндрической части 10 мм, ее высота 20 мм, высота конической части 10 мм. диаметр ее меньшего основания 6 мм, высота сферической головки 3 мм. Штамповку осуществляют без нагрева заготовки, а в качестве смазки используют фосфатирование с омыливанием. Усилие штамповки этой детали 195 кН. Параметры матрицы:
Е = 2 10 МПа; v = 0.3: R = 40 мм, С учетом указанной зависимости диаметр цилиндрической части матрицы 9,93 мм. Пуансон и заготовка имеют диаметр 10 мм. Матрицу нагревают на Лс > 564 С без учета комнатной температуры. Затем заготовку устанавливают в матрицу и одновременно деформируют заготовку и охлаждают матрицу. Полученные иэделия имеют диаметр
10,05 мм и беэ торцевого заусенца.
Формула изобретения
1. Способ закрытой объемной штамповки, включающий загрузку заготовки в полость матрицы и ее деформирование пуансоном, отличающийся тем. что, с целью повышения точности получаемых изделий, снижения трудоемкости и повышения безопасности работы, деформирование заготовки осуществляют в матрице. полость которой выполнена с размерами в исходном состоянии меньшими соответствующих размеров штампуемого в ней иэделия и соответствующих размеров контактирующих с ней при штамповке участков пуансона. перед загрузкой заготовки матрицу нагревают до получения эа счет термического расширения размеров ее полости не менее соответствующих размеров штампуемого изделия и пуансона, а после загрузки заготовки и захода в полость матрицы пуансона производят охлаждение матрицы, 2. Способпоп1,отличающийся тем, что штамповку осесимметричных иэделий осуществляют в матрице. полость которой в исходном состоянии выполняют с радиусами, меньшими соответствующих радиусов lUTBMnyeMoro изделия на величину
AZ = ((1 — 1 . r (Z)+
P Z г
< ° ) †- — г
R — г (Z) где Z — осевая координата рассматриваемого сечения;
P(Z) — максимальное давление в рассматриваемом сечении;
Š— модуль упругости материала матрицы при конечной температуре охлаждения;
v — коэффициент Пуассона материалы матрицы;
1634356
Составитель Н, Грунин
Редактор О. Спесивых Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши
Заказ 715 Тираж 410 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
r(Z) — радиус изделия в рассматриваемом сечении;
R — радиус наружной поверхности матрицы.
3. Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что матрицу нагревают на
Л, Дп
1 где Л1 — приращение температуры матрицы в результате нагрева;
Л и — разница радиусов пуансона и матрицы в исходном состоянии в зоне их
5 контакта: а- коэффициент температурного расширения материала матрицы; гл — радиус контактирующий с матрицей поверхности пуансона.