RU2021059C1

RU2021059C1 - Device for roll-out punching of blanks

Info

Publication number: RU2021059C1
Authority: RU
Inventors: Н.А. Корякин; А.А. Хоменко; В.П. Глухов
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering; production of hollow parts. SUBSTANCE: device includes shaping male die connected to rolling-out mechanism. Annular female die incorporating counterpunch and movable bushing is disposed coaxially relative to male die. Movable bushing has internal circular groove having spherical side surface. Male die also has spherical side surface contacting with that of bushing. Both spherical side surfaces have equal radii and common center coinciding with rolling-out center. Diameter of movable bushing bore is equal to external diameter of blank. EFFECT: more sophisticated design. 1 dwg

Description

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

Известен инструмент для деформирования заготовок обкатыванием, содержащий матрицу и обкатывающий пуансон, установленный в инструментодержателе, соединенном с механизмом обкатывания, а также направляющую пуансона по матрице в виде кольцевой проточки в пуансоне, внутренняя поверхность которой в процессе штамповки заготовки контактирует с наружной поверхностью матрицы [1]. При этом достигается центровка пуансона по матрице. A known tool for deforming workpieces by rolling in, containing a matrix and a rolling punch installed in the tool holder connected to the rolling mechanism, as well as a punch guide along the matrix in the form of an annular groove in the punch, the inner surface of which contacts the outer surface of the matrix during stamping [1] . This achieves the alignment of the punch on the matrix.

Недостатком этого устройства являются его ограниченные возможности. Это выражается в том, что при применении его невозможно штамповать высокоточные заготовки с изменением угла в процессе деформации металла из-за нарушения контакта направляющей поверхности пуансона с поверхностью матрицы. Это затрудняет деформацию донной части изделия, не позволяет сделать ее тонкой. Невозможно также штамповать длинные заготовки из-за ограниченной длины рабочей части пуансона. The disadvantage of this device is its limited capabilities. This is expressed in the fact that, when applied, it is impossible to stamp high-precision workpieces with a change in the angle during metal deformation due to violation of the contact of the guiding surface of the punch with the surface of the matrix. This complicates the deformation of the bottom of the product, does not allow to make it thin. It is also impossible to stamp long blanks due to the limited length of the working part of the punch.

Известно также устройство для штамповки полых заготовок, содержащее формующий обкатывающий пуансон, установленную соосно пуансону матрицу, в которой концентрично ей размещены контрпуансон и подвижная втулка [2]. A device for stamping hollow billets is also known, comprising a forming rolling punch, a matrix mounted coaxially with the punch, in which a counter punch and a movable sleeve are concentrically placed thereon [2].

Недостатком известного устройства является также его ограниченные технические возможности, так как конструкция не позволяет штамповать изделия с изменением угла обкатывания в процессе деформации заготовки, что затрудняет получение тонкого и сложного до конфигурации дна у полого изделия. A disadvantage of the known device is also its limited technical capabilities, since the design does not allow stamping of the product with a change in the rolling angle in the process of deformation of the workpiece, which makes it difficult to obtain a thin and complex bottom configuration in a hollow product.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства. The aim of the invention is to expand the technological capabilities of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для штамповки заготовок обкатыванием, содержащем формующий пуансон, соединенный с механизмом обкатывания, и установленную соосно пуансону матрицу, в которой концентрично ей размещены контрпуансон и подвижная втулка, боковая поверхность пуансона выполнена сферической с центром, совпадающим с центром обкатывания, а подвижная втулка выполнена с кольцевой проточкой, боковая поверхность которой выполнена также сферической с радиусом, равным радиусу сферы боковой поверхности пуансона, и с возможностью контактирования с боковой поверхностью пуансона, при этом внутренний диаметр отверстия подвижной втулки равен наружному диаметру заготовки. This goal is achieved by the fact that in the device for stamping blanks by rolling, comprising a forming punch connected to the rolling mechanism, and a matrix mounted coaxially with the punch, in which the counter-punch and the movable sleeve are concentrically placed thereon, the side surface of the punch is made spherical with the center coinciding with the center of rolling and the movable sleeve is made with an annular groove, the side surface of which is also spherical with a radius equal to the radius of the sphere of the side surface of the punch, and with the possibility of contacting with the side surface of the punch, while the inner diameter of the hole of the movable sleeve is equal to the outer diameter of the workpiece.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом и с другими техническими решениями показывает, что существенными отличиями заявляемого устройства являются выполнение боковой поверхности пуансона и кольцевой проточки подвижной втулки сферическими, при этом центры сфер совпадают с центром обкатывания. В результате, штамповку полых изделий можно осуществлять с изменением угла обкатывания от О до любого технологически необходимого значения, так как за счет непрерывного контакта сферических поверхностей пуансона и втулки достигается центровка пуансона по матрице и изделия получаются высокоточными. Выполнение диаметра отверстия втулки равным наружному диаметру заготовки позволяет получать изделие точной по форме. A comparative analysis of the claimed device with the prototype and with other technical solutions shows that the significant differences of the claimed device are the execution of the lateral surface of the punch and the annular groove of the movable sleeve spherical, while the centers of the spheres coincide with the center of rolling. As a result, the stamping of hollow products can be carried out with a change in the rolling angle from O to any technologically necessary value, since due to the continuous contact of the spherical surfaces of the punch and the sleeve, the punch is centered on the matrix and the products are obtained with high precision. The implementation of the diameter of the sleeve bore equal to the outer diameter of the workpiece allows you to get the product accurate in shape.

На чертеже представлено устройство для штамповки заготовок обкатыванием, которое содержит формующий пуансон 1, имеющий возможность наклона своей оси относительно оси обработки на угол обкатывания. Боковая поверхность концевой части пуансона 1 выполнена сферической с центром, находящимся в центре обкатывания О. На торце пуансона сделано углубление, форма и размеры которого обеспечивают получение требуемой конфигурации и размеров дна у получаемого изделия. Матрица 2 выполнена с выступающей частью 3 (контрпуансон). В кольцевой проточке матрицы 2 размещена подвижная втулка 4. Внутренний диаметр отверстия втулки равен наружному диаметру заготовки 5. В верхней части втулки со стороны пуансона выполнена расточка в виде кольцевого углубления со сферической боковой поверхностью с радиусом, равным радиусу сферической части пуансона, и глубиной, равной величине захода сферической части пуансона во втулку. Втулка 4 перед началом деформирования заготовки поджата пружинами 6 к кольцевому упору 7. Для извлечения заготовки из матрицы служит выталкиватель 8 в виде втулки, получающий движение через толкатели 9 от привода (на чертеже не показан). The drawing shows a device for stamping blanks by rolling, which contains a forming punch 1 having the ability to tilt its axis relative to the machining axis by the angle of rolling. The lateral surface of the end part of the punch 1 is made spherical with a center located in the center of rolling around O. At the end of the punch a recess is made, the shape and dimensions of which provide the desired configuration and bottom size of the resulting product. Matrix 2 is made with the protruding part 3 (counter-punch). A movable sleeve 4 is placed in the annular groove of the matrix 2. The inner diameter of the sleeve bore is equal to the outer diameter of the workpiece 5. A bore is made in the upper part of the sleeve from the punch side in the form of an annular recess with a spherical lateral surface with a radius equal to the radius of the spherical part of the punch and a depth equal to the magnitude of the entry of the spherical part of the punch into the sleeve. The sleeve 4 before starting the deformation of the workpiece is preloaded by the springs 6 to the annular stop 7. To extract the workpiece from the matrix, an ejector 8 in the form of a sleeve is used, which receives movement through the pushers 9 from the drive (not shown).

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

Полую заготовку 5 устанавливают на выступающую часть 3 (контрпуансон) матрицы 2. При этом заготовка 5 оказывается размещенной также и в подвижной втулке 4. При поступательном перемещении обкатывающего пуансона 1 вниз он входит в расточку подпружиненной втулки 4. Его боковая сферическая поверхность начинает взаимодействовать со сферической поверхностью расточки втулки. Втулка 4 перемещается вместе с пуансоном вниз, сжимая пружины 6. В процессе дальнейшего перемещения обкатывающий пуансон 1 деформирует дно полой заготовки 5, придавая ему необходимую форму и размеры. В процессе деформации заготовки пуансон 1 через втулку 4 непрерывно центрируется по матрице 2, т. е. не смещается с ее оси. Центровка будет сохраняться благодаря наличию сферических поверхностей на пуансоне и втулке и совмещению их центра с центром обкатывания при любых углах наклона оси обкатывающего пуансона относительно оси матрицы в интервале О- θ^o. Поэтому штамповку дна полой заготовки можно вести как при постоянном угле обкатывания θ, так и с его изменением по любому закону. Штамповка с изменением угла θ значительно интенсифицирует процесс деформации металла, обеспечивая получение изделий с более тонким дном и более сложной конфигурации (3). При этом благодаря непрерывной центровке пуансона по матрице изделия получаются высокоточными.The hollow workpiece 5 is installed on the protruding part 3 (counter-punch) of the matrix 2. In this case, the workpiece 5 is also located in the movable sleeve 4. When the rolling punch 1 is translationally moved downward, it enters the bore of the spring-loaded sleeve 4. Its lateral spherical surface begins to interact with the spherical the surface of the bore of the sleeve. The sleeve 4 moves together with the punch down, compressing the springs 6. In the process of further movement, the rolling punch 1 deforms the bottom of the hollow workpiece 5, giving it the necessary shape and size. In the process of deformation of the workpiece, the punch 1 through the sleeve 4 is continuously centered on the matrix 2, that is, it does not shift from its axis. The alignment will be maintained due to the presence of spherical surfaces on the punch and the sleeve and the combination of their center with the center of the run-in at any angles of inclination of the axis of the run-in punch relative to the axis of the matrix in the interval O - θ ^o . Therefore, the stamping of the bottom of the hollow billet can be carried out both at a constant rolling angle θ, and with its change according to any law. Stamping with a change in the angle θ significantly intensifies the process of metal deformation, providing products with a thinner bottom and a more complex configuration (3). Moreover, due to the continuous alignment of the punch along the matrix, the products are highly accurate.

В процессе деформации заготовки пружины 6 поджимают втулку 4 к пуансону 1 и поэтому контакт между этими деталями по сферическим поверхностям сохраняется постоянно. In the process of deformation of the workpiece, the spring 6 presses the sleeve 4 to the punch 1 and therefore the contact between these parts on spherical surfaces is maintained continuously.

Одновременно внутренняя поверхность втулки 4, контактирующая с наружной поверхностью заготовки 5, поскольку ее диаметр равен наружному диаметру заготовки, препятствует искажению формы изделия, которое может возникнуть из-за радиального течения металла при деформации дна заготовки. At the same time, the inner surface of the sleeve 4 in contact with the outer surface of the workpiece 5, since its diameter is equal to the outer diameter of the workpiece, prevents distortion of the shape of the product, which can occur due to radial metal flow during deformation of the bottom of the workpiece.

При этом выступающая часть 3 (контрпуансон) матрицы 2, на которую насаживается заготовка 5, работает в благоприятных условиях, так как втулка 4 является для нее через заготовку 5 дополнительной опорой. Причем эта опора приближена на весьма малое расстояние к месту приложения радиальной нагрузки на выступающую часть 3 (контрпуансон) матрицы 2. Поэтому эта часть матрицы может быть выполнена объемной и достаточно большой длины, что позволяет производить деформацию дна полых заготовок большой длины. In this case, the protruding part 3 (counter-punch) of the matrix 2, on which the workpiece 5 is mounted, works under favorable conditions, since the sleeve 4 is an additional support for it through the workpiece 5. Moreover, this support is approximated by a very small distance to the place of application of the radial load on the protruding part 3 (counter-punch) of the matrix 2. Therefore, this part of the matrix can be made voluminous and of a sufficiently large length, which allows deformation of the bottom of hollow billets of large length.

После окончания деформации заготовки толкателя 9 воздействуют на выталкиватель 8, который, перемещаясь вверх, осуществляет выталкивание отштампованного изделия из матрицы 2 и втулки 4. Перемещение втулки 4 вверх ограничивается кольцевым упором 7. After the deformation is completed, the pusher blanks 9 act on the ejector 8, which, moving up, ejects the stamped article from the matrix 2 and the sleeve 4. The movement of the sleeve 4 up is limited by an annular stop 7.

После удаления отштампованного изделия из устройства, цикл штамповки может быть повторен. After removing the stamped product from the device, the stamping cycle can be repeated.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства достигается за счет интенсификации процесса пластической деформации дна полой заготовки при изменении угла обкатывания θ в процессе штамповки, с получением дна меньшей толщины и более сложной конфигурации, а также за счет обеспечения условий получения высокоточных изделий повышенной длины. The technical and economic efficiency of the proposed device is achieved due to the intensification of the process of plastic deformation of the bottom of the hollow billet when changing the rolling angle θ during the stamping process, to obtain a bottom of a smaller thickness and a more complex configuration, as well as by ensuring the conditions for obtaining high-precision products of increased length.

Claims

A device for stamping blanks by rolling, comprising a forming punch connected to the rolling mechanism, and an annular matrix mounted coaxially with the punch, in which a counter-punch and a sleeve are mounted concentrically thereon and mounted with the possibility of axial movement, characterized in that, in order to expand technological capabilities , the punch is made with a spherical lateral surface with a center coinciding with the center of rolling in, the sleeve is made with an annular groove on the inner surface located on t RCE facing the punch, and having a spherical side surface with a radius equal to the radius of the spherical surface of the punch, the latter is set to its contact with the spherical surface of the spherical surface of the sleeve, the diameter of the inner surface of which is equal to the outer diameter of the preform.