RU2011468C1

RU2011468C1 - Device for forging hollow pieces of work

Info

Publication number: RU2011468C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Гречищев; В.В. Голубев; Н.Н. Лобова; С.Ф. Щербаков
Original assignee: Гречищев Вячеслав Николаевич
Priority date: 1991-10-15
Filing date: 1991-10-15
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: forging equipment. SUBSTANCE: device has ring-shaped male die, female die with shaped working surface and mandrel. Female die with shaped side working surface is sectional and has radial holes for formation of projections on forged piece. Holes in sections of female die have expanding cross section and are inclined in the direction of outside surface of female die. Mandrel is rigidly installed inside ring-shaped male die which makes spaceless motion on female die. With reversible movement of male die forged piece is held in female die by radial manufacturing projections. In the process of pushing out forged piece from female die manufacturing projections are cut by cutting edges of radial holes of female die. EFFECT: enhanced operating capability. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к получению полых поковок с выступами и впадинами по всей высоте боковых поверхностей, и может быть использовано в производстве деталей с наружным и внутренним зацеплением в различных отраслях промышленности. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular the production of hollow forgings with protrusions and depressions along the entire height of the side surfaces, and can be used in the manufacture of parts with external and internal engagement in various industries.

Наиболее близким по технической сущности к изобретеные является устройство для изготовления полых деталей с выступами и впадинами на боковых поверхностях [1] . The closest in technical essence to the invented is a device for the manufacture of hollow parts with protrusions and depressions on the side surfaces [1].

Устройство содержит верхнюю подвижную и нижнюю неподвижные плиты с закрепленными на них соответственно кольцевым пуансоном и матрицей с рельефной рабочей поверхностью, а также оправку. The device comprises an upper movable and a lower fixed plate with an annular punch and a die with a raised working surface respectively mounted on it, as well as a mandrel.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости путем уменьшения ее при получении поковок и изготовлении устройства, а также расширение технологических возможностей за счет увеличения габаритов получаемых поковок. Решается техническая задача удержания поковок по наружной поверхности при съеме их с оправки и облегчение получения сложного внутреннего профиля матрицы путем более свободного доступа инструмента к обрабатываемым поверхностям. The technical result of the invention is to reduce the complexity by reducing it upon receipt of forgings and the manufacture of the device, as well as the expansion of technological capabilities by increasing the size of the resulting forgings. The technical problem of holding the forgings on the outer surface when removing them from the mandrel and facilitating the obtaining of a complex internal profile of the matrix by means of more free tool access to the machined surfaces is solved.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную плиты с закрепленными на них соответственно кольцевым пуансоном и матрицей с рельефной рабочей поверхностью, а также оправку, снабжено средством фиксации заготовки, выполненном в виде радиально расположенных в стенке матрицы на расстоянии от ее верхнего торца, превышающем рабочий ход пуансона, сквозных отверстий с режущей кромкой на внутренней поверхности матрицы и наклоненных в сторону ее наружной поверхности, при этом матрица выполнена секционной, а оправка жестко установлена на верхней плите внутри кольцевого пуансона. The technical result is achieved by the fact that the device containing the upper movable and lower stationary plates with an annular punch and a matrix with a relief working surface respectively mounted on them, as well as a mandrel, is equipped with means for fixing the workpiece, made in the form of radially located in the matrix wall at a distance from it the upper end, exceeding the working stroke of the punch, through holes with a cutting edge on the inner surface of the matrix and inclined toward its outer surface, while the matrix you full sectional, and the mandrel is rigidly mounted on the top plate inside the annular punch.

Устройство отличается тем, что угол наклона радиальных сквозных отверстий составляет 20^о, радиальные сквозные отверстия выполнены с увеличивающейся в сторону наружной поверхности матрицы сечением, радиальные сквозные отверстия расположены в выступах рельефной рабочей поверхности матрицы.The device is characterized in that the angle of inclination of the radial through holes is 20 ^° , the radial through holes are made with a section increasing towards the outer surface of the matrix, the radial through holes are located in the protrusions of the embossed working surface of the matrix.

На фиг. 1 показан главный вид штампа; на фиг. 2 - нижняя часть штампа, план; на фиг. 3 - вариант выполнения матрицы; на фиг. 4 - часть матрицы по фиг. 3, план. In FIG. 1 shows a main view of a stamp; in FIG. 2 - the lower part of the stamp, plan; in FIG. 3 is an embodiment of a matrix; in FIG. 4 is a part of the matrix of FIG. 3, the plan.

Штамп состоит из верхней 1 и нижней 2 плит, пуансона 3, оправки 4, матрицы 5 и выталкивателя 6. Для соосного перемещения верхней части относительно нижней штамп имеет направляющую систему из направляющих втулок и колонок. The stamp consists of the upper 1 and lower 2 plates, the punch 3, the mandrel 4, the matrix 5 and the ejector 6. For coaxial movement of the upper part relative to the bottom, the stamp has a guide system of guide bushings and columns.

Матрица имеет внутреннюю боковую рельефную рабочую поверхность, по которой оформляется наружная поверхность поковки с выступами и впадинами. Матрица выполнена секционной: одна секция на впадину или выступ изделия при крупных впадинах и выступах или одна секция на несколько впадин и выступов в случае, если они мелкие. Секции матрицы имеют радиальные сквозные отверстия с режущей кромкой на внутренней поверхности, которые увеличиваются в сторону наружной поверхности и наклонены в сторону наружной поверхности. Отверстия предназначены для затекания в них металла заготовки при осадке в момент растекания его в периферийном направлении и образования на поверхности поковки технологических отростков и вывода их из зоны штампа после отделения от поковки. Угол наклона отверстий составляет 20^о. Это обеспечивает надежное самопроизвольное скатывание отделенных отростков.The matrix has an internal lateral embossed working surface, on which the outer surface of the forgings with protrusions and depressions is formed. The matrix is sectional: one section per cavity or protrusion of the product with large cavities and protrusions, or one section for several cavities and protrusions if they are small. The matrix sections have radial through holes with a cutting edge on the inner surface, which increase toward the outer surface and are tilted toward the outer surface. The holes are designed for flowing in the metal of the workpiece during upsetting at the moment of spreading it in the peripheral direction and the formation of technological processes on the forging surface and their removal from the stamp zone after separation from the forging. The angle of inclination of the holes is 20 ^about . This ensures reliable spontaneous rolling of the separated processes.

Наименьший диаметр отверстий и их количество зависят от необходимой степени задержки поковки при отходе пуансона и оправки, высота расположения отверстий - от высоты заготовки и хода пуансона, т. е. отверстия обеспечивают получение отростков в поковке. Матрица крепится к нижней плите штифтами и винтами или болтами. The smallest diameter of the holes and their number depend on the necessary degree of delay in the forging when the punch and mandrel leave, the height of the holes on the height of the workpiece and the stroke of the punch, i.e., the holes provide the processes in the forging. The matrix is attached to the bottom plate with pins and screws or bolts.

На фиг. 3 показан вариант выполнения крупных матриц для получения высоких поковок. Секция матрицы выполнены ступенчатыми. В нижней широкой ступени расположены штифты и винты или болты, верхняя часть матрицы опоясана небольшим по высоте бандажом 7 - кольцом, изготовленным раскаткой. In FIG. 3 shows an embodiment of large matrices to obtain high forgings. The matrix section is made stepwise. In the lower wide step there are pins and screws or bolts, the upper part of the matrix is surrounded by a small bandage 7 in height - a ring made by rolling.

По фиг. 4 секция матрицы выполнена на получение впадины поковки. В выступе секции имеется ранее упомянутое радиальное сквозное отверстие. Контуры секции матрицы изготавливают по копиру. При применении долбяка для получения впадины матрицы предпочтительно изготовление в сборе, т. е. на период обработки секции жестко скрепляются. Возможно получение впадины матрицы в одной секции, но в этом случае радиальные отверстия для технологических отростков получают в сборе двух секций. In FIG. 4 section of the matrix is made to obtain the forging cavity. In the protrusion of the section there is the previously mentioned radial through hole. The contours of the matrix section are made by copy. When using a cutter to obtain a hollow of a matrix, it is preferable to assemble the assembly, i.e., sections are rigidly fastened for the processing period. It is possible to obtain a depression of the matrix in one section, but in this case, the radial holes for the technological processes are obtained in the assembly of two sections.

Пуансон имеет такую наружную боковую рельефную поверхность, что он входит в матрицу без зазора. Пуансон крепится к верхней плите штифтами и винтами или болтами. The punch has such an external lateral embossed surface that it enters the matrix without a gap. The punch is attached to the top plate with pins and screws or bolts.

Оправка расположена внутри пуансона и соосно ему. Оправка выступает за нижнюю плоскость пуансона на величину, равную высоте матрицы. При изготовлении изделий с гладким внутренним контуром оправка гладкая. При изготовлении изделий с выступами и впадинами на внутренней поверхности оправка имеет рельефную рабочую поверхность. Оправка с помощью хвостовика может крепиться к торцу пуансона на резьбе. Тогда пуансон выполняется сплошным, а сама оправка будет короче. The mandrel is located inside the punch and aligned with it. The mandrel protrudes beyond the lower plane of the punch by an amount equal to the height of the matrix. In the manufacture of products with a smooth inner contour, the mandrel is smooth. In the manufacture of products with protrusions and depressions on the inner surface, the mandrel has a embossed working surface. The mandrel with a shank can be attached to the end of the punch on the thread. Then the punch is solid, and the mandrel itself will be shorter.

Выталкиватель имеет ступенчатую внутреннюю полость. Первая ступень предназначена для центрирования оправки, вторая - как освобождение для прохода оправки при дальнейшем движении вниз. The ejector has a stepped internal cavity. The first stage is designed to center the mandrel, the second - as a release for the passage of the mandrel with a further movement down.

Штамп работает следующим образом. В открытом положении нижний торец оправки отстоит от верхней плоскости матрицы на расстояние, равное высоте заготовки. Заготовка, имеющая наружный диаметр, равный диаметру выступов матрицы, и внутренний диаметр, равный диаметру оправки, если она гладкая, или диаметру ее выступов, если оправка рельефная, устанавливается внутрь матрицы на нижнюю плиту. При горячей штамповке размеры заготовки назначаются с учетом расширения при нагреве. Нижняя плита является нижней плитой для осадки. Верхней плитой для осадки является пуансон. The stamp works as follows. In the open position, the lower end of the mandrel is separated from the upper plane of the matrix by a distance equal to the height of the workpiece. A workpiece having an outer diameter equal to the diameter of the protrusions of the matrix, and an inner diameter equal to the diameter of the mandrel, if it is smooth, or the diameter of its protrusions, if the mandrel is embossed, is installed inside the matrix on the bottom plate. When hot stamping, the dimensions of the workpiece are assigned taking into account the expansion during heating. The bottom plate is the bottom plate for precipitation. The top plate for precipitation is the punch.

При движении верхней подвижной части штампа вниз оправка входит внутрь заготовки. В момент, когда оправка сопрягается с центрирующим пояском выталкивателя, нижний торец пуансона подходит к верхнему торцу заготовки. При дальнейшем движении подвижной части инструмента вниз под воздействием пуансона заготовка осаживается, уменьшаясь по высоте и увеличиваясь в поперечном сечении. При этом боковые поверхности заготовки принимают форму матрицы и оправки. When the upper movable part of the stamp moves down, the mandrel enters the workpiece. At the moment when the mandrel is mated with the centering belt of the ejector, the lower end of the punch approaches the upper end of the workpiece. With further movement of the moving part of the tool down under the influence of the punch, the workpiece is deposited, decreasing in height and increasing in cross section. In this case, the side surfaces of the workpiece take the form of a matrix and a mandrel.

Во время осадки металл наружной боковой поверхности заготовки затекает в радиальные отверстия матрицы с образованием технологических отростков. Нижний торец пуансона имеет углубление, а выталкиватель в исходном положении находится ниже зеркала нижней плиты. Таким образом во время осадки происходит затекание металла в аксиальные полости. Так получают изделия со ступицами меньшего диаметра, чем его полотно. During precipitation, the metal of the outer side surface of the workpiece flows into the radial holes of the matrix with the formation of technological processes. The lower end of the punch has a recess, and the ejector in the initial position is below the mirror of the lower plate. Thus, during precipitation, the metal flows into the axial cavities. So get products with hubs of smaller diameter than his canvas.

Плоские изделия получают плоским пуансоном, при положении выталкивателя заподлицо с зеркалом нижней плиты. Если пуансон имеет выступ на торце и выталкиватель в исходном положении выступает над зеркалом нижней плиты, получают изделия с углублением на торцах. При движении вверх подвижной части штампа поковка остается в матрице, задерживаясь в ней технологическими отростками. Этим обеспечивается съем поковки с оправки и освобождение их торцовых полости или выступа пуансона. Освобождение наружной поверхности поковки происходит при движении выталкивателя вверх, при этом движется вверх и поковка. Технологические отростки срезаются и по отверстиям матрицы скатываются вниз за пределы штампа. Отверстия в матрице, имеющие диаметр больший, чем диаметр отростка и угол их наклона обеспечивают беспрепятственное освобождение матрицы от отростков. Таким образом поковка выталкивается из матрицы. Снова устанавливается заготовка, процесс повторяется. Flat products are obtained with a flat punch, with the position of the ejector flush with the mirror of the bottom plate. If the punch has a protrusion at the end and the ejector in the initial position protrudes above the mirror of the lower plate, get products with a recess on the ends. When moving upward the movable part of the stamp, the forging remains in the matrix, being delayed in it by technological processes. This ensures removal of the forgings from the mandrel and the release of their end cavity or protrusion of the punch. The outer surface of the forgings is released when the ejector moves upward, and the forging also moves upward. Technological processes are cut off and through the holes of the matrix slide down beyond the stamp. The holes in the matrix having a diameter larger than the diameter of the process and the angle of their inclination provide unhindered release of the matrix from the processes. Thus the forging is pushed out of the matrix. The workpiece is set again, the process is repeated.

Применение устройства позволяет увеличить номенклатуру получаемых изделий, упростить конструкцию и изготовление штампа, увеличить надежность процесса, уменьшить количество механической обработки и расход металла. The use of the device allows to increase the range of products, simplify the design and manufacture of the stamp, increase the reliability of the process, reduce the amount of machining and metal consumption.

Claims

1. DEVICE FOR FORGING HOLLOW Billets, comprising an upper movable and lower fixed plate with an annular punch and a die with a raised working surface respectively, as well as a mandrel, characterized in that it is provided with means for fixing the workpiece, made in the form of radially located in the wall the matrix at a distance of its upper end exceeding the working stroke of the punch, through holes with a cutting edge on the inner surface of the matrix and tilted towards its outer surface, while the mat the casing is made sectional, and the mandrel is rigidly mounted on the top plate inside the annular punch.

2. The device according to p. 1, characterized in that the angle of inclination of the radial through holes is 20 ^o .

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the radial through holes are made with increasing cross-section towards the outer surface of the matrix.

4. The device according to paragraphs. 1 and 3, characterized in that the radial through holes are located in the protrusions of the embossed working surface of the matrix.