Штамп для холодного обратного выдавливания

Штамп для холодного обратного выдавливания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i) 644585

Сои)з Сооетсних

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.08.77 (21) 2521869/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01,79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М. Кл а

В 21J 13!02

В 21D 22/02

Государстееииый комитет (53) УДК 621.733.76 (088.8) ио делам изобретений и открытий

l о с,:1

ВЫДАВЛ ИВАН ИЯ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к штампам для холодного обратного выдавливания.

Известен штамп для холодного обратного выдавливания, содержащий верхний пуансон, матрицу с цилиндрической полостью и нижний пуансон с кольцевой проточкой по формообразующей поверхности, контур которой в сечении образован прямой, исходящей из центра формообразующей поверхности под углом а (от 8 до 12 ), переходящей в кривую с радиусом Я, выходящую на поверхность на краю нижнего пуансона (11.

К существенным недостаткам известного штампа относятся низкая стойкость инструмента и невысокое качество получаемого изделия.

Целью изобретения является увеличение стойкости инструмента за счет оптимизации конфигурации деформирующего инструмента и повышение качества полученных изделий за счет ликвидации зон затрудненной деформации, образующихся обычно в углах гравюры штампа, и уменьшения остаточных напряжений в деформируемом металле.

Поставленная цель достигается тем, что кольцевая проточка выполнена по дуге ок2 ружности с хордой, равной радиусу нижнего пуансона, и с радиусом кривизны, определяемым соотношением

Ы

4 Р" где d — диаметр полости матрицы;

p, — коэффициент пластического трения на контакте.

Кольцевая проточка в виде дуги окружности может быть выполнена как в нижнем, так и в верхнем пуансоне.

Известно, что деформация в металле происходит по траекториям максимальных сдвигающих напряжений, называемых линиями скольжения. Если изготовить в пуансоне кольцевую проточку, в разрезе моделирующую очертания очага деформации, то усилие, затрачиваемое на деформирование, будет минимальным. При этом не образуется зоны затрудненной деформации в углах гравюры штампа.

Поскольку выполнение кольцевой проточки по форме линий скольжения представляет известные трудности, целесообразно очерчивать очаг деформации более простыми контурами.

Анализируя поле линий скольжения в деформируемом материале при минимальном и максимальном трении, а также при

644585 его промежуточных значениях, можно придти к выводу, что очаг деформации можно описать дугами окружностей.

На фиг. 1 схематически изображен штамп, общий вид; на фиг. 2 — поле линий скольжения в деформируемом металле при минимальном трении на контакте; на фиг. 3 — то же, при максимальномтрении.

Штамп для холодного обратного. выдавливания металлов содержит верхний пуансон 1, матрицу 2 с цилиндрической полостью и нижний пуансон 3 с кольцевой проточкой 4, который служит и выталкивателем.

Штамп работает следующим образом.

Верхний пуансон 1 внедряется в заготовку 5, Деформируемый металл сначала заполняет кольцевую проточку 4, а затем выдавливается в кольцевой зазор между верх,ним пуансоном 1 и матрицей 2. Благодаря форме кольцевой проточки, моделирующей очаг деформации, течение металла происходит с минимальными затратами на преодоление внешних и внутренних сил трения и, кроме того, без образования зон затрудненной деформации, показанных штриховкой.

Для процесса обратного выдавливания при условии минимального трения на контакте (V-. =О) поле линий скольжений в деформируемом металле (см. фиг. 2) имеет вид взаимно перпендикулярных линий, направленных под углом 45 к контактирующим поверхностям. Поле однородно и не выходит за пределы деформируемого металла. Наиболее рациональная форма инструмента (верхнего 1 и нижнего 3 пуансонов) в этом случае — плоская.

При максимальном трении на контакте (p,, =1) поле линий скольжения примет вид, показанный на фиг. 3. Очаг деформации ограничен криволинейными линиями скольжения (выделенными на фиг. 3 жирными линиями), сходящимися в точке раздела, расположенной на оси штампа, и выходит за пределы деформируемого металла, захватывая области верхнего 1 и нижнего 3 пуансонов. Если изготовить на верхнем и нижнем пуансонах кольцевые проточки, в разрезе моделирующие очаг деформации, то течение металла будет происходить при самых благоприятных условиях, Для промежуточных значений коэффициента пластического трения 0(p-. (1 форма очага деформации будет меняться, 5 приближаясь к форме (см, фиг. 2) прп

V,-. О.

Анализ полей линий скольжения для различных значений p-. позволил аппроксимировать очаги деформации дугами окруж10 ностей с различными радиусами кривизны, причем радиус кривизны определяется из соотношения

4 С т

15 где d — диаметр полости штампа, p. — коэффициент пластического трения.

В процессах холодного выдавливания p„ обычно находится в пределах 0,4 — 0,8 в зависимости от состояния контактных поверхностей и применяемой смазки.

Использование предлагаемого штампа позволит повысить стойкость его конструктивных элементов в 1,5 — 10 раз и повысить качество получаемых изделий.

Формула изобретения

Штамп для холодного обратного выдавливания, содержащий верхний пуансон, матрицу с цилиндрической полостью и нижний пуансон с кольцевой проточкой на формообразующей поверхности, о тл и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения стойкости инструмента и повышения качества полученных изделий, кольцевая проточка выполнена по дуге окружности с хордой, равной радиусу нижнего пуансона, и с радиусом кривизны, определяемым из

40 соотношения где d — диаметр полости матрицы; р, — коэффициент пластического трения на контакте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. S. Schadlich «Neuer Effekt beim Kaltfliebpressen von Stehe», Der Maschinenbau, 1964, № 9, р. 375 — 380.

Составитель Е. Субботин

Редактор Т. Морозова

Техред А. Камышникова Корректор А, Степанова

Заказ 2465/18 Изд .№ 834 Тираж 1034 Подписное

ППО Государствеппого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2