RU2018396C1

RU2018396C1 - Billet roll forging device

Info

Publication number: RU2018396C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Глухов; Н.А. Корякин; В.А. Хоменко; В.Б. Федоров
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: production of tubular products. SUBSTANCE: device has punch, squeezing rolling die and sizing die axially aligned with punch. Additional die with local-deformation members is positioned between squeezing and sizing dies. Punch has flats axially aligned with local-deformation members and having height and profile conforming with that of local-deformation members. EFFECT: high quality of products and wider operational capabilities. 6 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для штамповки обкатыванием трубных заготовок. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to devices for stamping by rolling in tube blanks.

Цель изобретения - повышение качества изделий за счет снижения усилия съема. The purpose of the invention is to improve the quality of products by reducing the effort of removal.

На фиг. 1 представлена схема устройства для штамповки заготовок обкатыванием; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1 (вариант, когда дополнительная матрица выполнена с локально-деформирующими элементами в виде свободно вращающихся на осях роликов); на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.1. In FIG. 1 is a diagram of a device for stamping blanks by rolling; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 is a cross-section bb in figure 1; in Fig.5 is a section GG in Fig.1 (an option when the additional matrix is made with locally deforming elements in the form of rollers freely rotating on the axes); figure 6 is a cross section GG in figure 1.

Устройство для штамповки заготовок обкатыванием содержит заготовку 1, пуансон 2 с продольными по меньшей мере двумя лысками на боковой поверхности, расположенными симметрично друг против друга через 180^о(или четырьмя лысками через 90^о). Устройство содержит также обкатывающую матрицу 3, осуществляющую утонение стенки заготовки. Ось матрицы 3 наклонена относительно оси пуансона на угол Θ ( Θ ≈ 2-3^о) и получает движение обкатывания от специального механизма.A device for stamping blanks by rolling includes a blank 1, a punch 2 with longitudinal at least two flats on the side surface, located symmetrically against each other through 180 ^about (or four flats through 90 ^about ). The device also includes a rolling matrix 3, which thins the wall of the workpiece. The axis of the matrix 3 is tilted relative to the axis of the punch by an angle Θ (Θ ≈ 2-3 ^° ) and receives a rolling movement from a special mechanism.

Соосно пуансону 2 установлена неподвижно дополнительная матрица 4 с локально-деформирующими элементами в виде выступов 7. Локально-деформирующие элементы могут быть выполнены в виде роликов, свободно посаженных на осях 8, или шариков. Профиль и высота локально-деформирующих элементов соответствует профилю и высоте лысок на пуансоне. Высота h лысок определяется по формуле:
h =

, где R_n - радиус пуансона;
n - количество лысок на пуансоне.Coaxially to the punch 2, a stationary additional matrix 4 is installed with locally deforming elements in the form of protrusions 7. The locally deforming elements can be made in the form of rollers loosely mounted on axes 8 or balls. The profile and height of the locally deforming elements corresponds to the profile and height of the flats on the punch. Height h flats is determined by the formula:
h =

where R _n is the radius of the punch;
n is the number of flats on the punch.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Заготовка 1 пуансоном 2 подается в обжимную матрицу 3, в которой осуществляется основная ее деформация. При этом на внутренней поверхности заготовки от затекания металла в лыски на пуансоне образуются продольные утолщения. Выходящая из обжимной матрицы 3 заготовка 1 с пуансоном 2 поступает в матрицу 4 с локально-деформирующими элементами 7, которые осуществляют деформацию продольных утолщений на заготовке до высоты, равной толщине стенки изделия. При этом течение металла происходит не только в радиальном и осевом, но также и в тангенциальном направлениях. The workpiece 1 by the punch 2 is fed into the crimping matrix 3, in which its main deformation is carried out. At the same time, longitudinal thickenings are formed on the inner surface of the workpiece from the flow of metal into the flats on the punch. Coming out of the crimping matrix 3, the workpiece 1 with the punch 2 enters the matrix 4 with locally deforming elements 7, which deform the longitudinal thickenings on the workpiece to a height equal to the thickness of the product wall. In this case, the metal flow occurs not only in the radial and axial, but also in the tangential directions.

При течении металла в тангенциальном направлении увеличивается периметр заготовки, искажаются ее форма и она отходит от пуансона в зонах, свободных от контакта ее с матрицей 4. После прохождения матрицы 4 заготовка имеет равномерную толщину стенки, но форма ее будет искажена. При дальнейшем движении пуансона 2 заготовка поступает в калибрующую матрицу 5, где происходит ее калибровка. При этом восстанавливается высокая чистота и точность размеров по наружной поверхности изделия 6. Толщина стенки у изделия будет равномерной. When the metal flows in the tangential direction, the perimeter of the workpiece increases, its shape is distorted, and it moves away from the punch in areas free of contact with matrix 4. After passing through matrix 4, the workpiece has a uniform wall thickness, but its shape will be distorted. With further movement of the punch 2, the workpiece enters the gauge matrix 5, where it is calibrated. This restores high purity and dimensional accuracy along the outer surface of the product 6. The wall thickness of the product will be uniform.

Изменяя количество лысок, глубину их на пуансоне и соответственно количество и высоту локально-деформирующих элементов на матрице 4 можно добиться получения различных посадок готового изделия 6 на пуансоне 2 - от посадок с гарантированным натягом до посадок с гарантированным зазором. И в первом и во втором случаях по сравнению с известными устройствами будет наблюдаться снижение усилия съема изделия с пуансона. При посадке готового изделия на пуансон с натягом снижение усилия съема его с пуансона достигается отсутствием контакта изделия с пуансоном в местах лысок на пуансоне. При посадке готового изделия на пуансон с зазором съем изделия происходит без приложения усилия. By changing the number of flats, their depth on the punch and, accordingly, the number and height of locally deforming elements on the matrix 4, it is possible to obtain various fits of the finished product 6 on the punch 2 - from fit with guaranteed interference fit to fit with guaranteed clearance. And in the first and second cases, in comparison with known devices, there will be a decrease in the effort to remove the product from the punch. When the finished product is planted on the punch with an interference fit, a reduction in the effort to remove it from the punch is achieved by the absence of contact of the product with the punch in places of flats on the punch. When the finished product is planted on the punch with a clearance, the product is removed without applying force.

Штамповали трубные заготовки вытяжкой с утонением из стали 20 на протяжном стане ПС 20 усилием 200 кН. Обжимной матрице сообщали обкатывающее движение от специального механизма с частотой 500 обк./мин. Stamped pipe billets with a hood with thinning from steel 20 on a broaching mill PS 20 with a force of 200 kN. The crimping die was reported to be driven in by a special mechanism with a frequency of 500 rpm.

Угол наклона матрицы (обжимной) к пуансону принимали Θ = 3^о, диаметр пуансона 31,9 мм. Исходная заготовка (стакан) имела наружный диаметр 36,4 мм, толщина стенки у заготовки 2,2 мм, высота заготовки 143 мм. Заготовку фосфатировали и омыливали. Деформировали заготовку обкатыванием до получения наружного диаметра 34,6 мм, получали толщину стенки 1,35 мм. Деформировали заготовку при подаче 1 мм/обк. Получаемая заготовка имела высоту 216 мм. Разница в наружных диаметрах заготовки, когда она находилась на пуансоне и после снятия с пуансона, составляла 0,02-0,03 м (натяг). Усилие страгивания заготовки при съеме ее с пуансона 24...28 кН. На пуансоне выполняли две лыски глубиной 0,5_-0,1мм. Проводили вытяжку с утонением, затем устраняли утолщения на боковой стенке вытянутой заготовки протягиванием ее через матрицу с двумя выступами с расстоянием их калибрующих поверхностей от оси пуансона равным 16,8^+0,1 ^мм. Затем заготовку протягивали через неподвижную матрицу с диаметром калибрующего отверстия 34,6^+0,05 ^мм. После этого усилие съема составляло 5-8 кН.The angle of inclination of the matrix (crimp) the punch taken ^on Θ = 3, a punch diameter of 31.9 mm. The initial preform (glass) had an outer diameter of 36.4 mm, the wall thickness of the preform was 2.2 mm, and the height of the preform was 143 mm. The workpiece was phosphated and saponified. The workpiece was deformed by rolling to obtain an outer diameter of 34.6 mm, and a wall thickness of 1.35 mm was obtained. The workpiece was deformed at a feed of 1 mm / rev. The resulting billet had a height of 216 mm. The difference in the outer diameters of the workpiece, when it was on the punch and after removal from the punch, was 0.02-0.03 m (interference). The force of stragging the workpiece when removing it from the punch 24 ... 28 kN. Two flats with a depth of 0.5-0.1 mm were performed on the _punch . A hood was drawn with thinning, then thickenings on the side wall of the elongated workpiece were eliminated by pulling it through a matrix with two protrusions with a distance of their calibrating surfaces from the axis of the punch equal to 16.8 ^+0.1 ^mm . Then the workpiece was pulled through a stationary matrix with a diameter of the calibrating hole 34.6 ^+0.05 ^mm After this, the removal force was 5-8 kN.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства достигается за счет повышения качества изделий путем уменьшения усилия съема их с пуансона (исключается деформация изделий от усилий, возникающих при их съеме с пуансона), увеличения стойкости пуансона за счет уменьшения его износа при съеме изделий путем уменьшения или исключения натяга. The technical and economic effect of the application of the proposed device is achieved by improving the quality of products by reducing the effort of removing them from the punch (excluding deformation of the products from the forces arising from their removal from the punch), increasing the resistance of the punch by reducing its wear when removing products by reducing or exception tightness.

Claims

A device for stamping blanks by rolling, comprising a punch, a crimping rolling matrix and a calibration matrix installed coaxially with the punch, characterized in that, in order to improve product quality by reducing the removal force, the device is equipped with an additional matrix located between the crimping and calibration dies with at least two locally deforming elements, and on the punch are made coaxially with the mentioned flats, the profile and height of which corresponds to the profile and height of the locally deforming boiling of additional matrix.