RU2041007C1

RU2041007C1 - Method of making rod products, having end flange and bead in their mean portion and apparatus for performing the method

Info

Publication number: RU2041007C1
Authority: RU
Inventors: Е.А. Федоров; В.Г. Годов; Л.В. Харитонов
Original assignee: Годов Валерий Григорьевич
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: metal pressure forming. SUBSTANCE: method comprises steps of placing a blank, had been heated up to a forging temperature, into a lower die-half, having a through groove with cavities for a bead and a flange; by action of an effort of the press clamping the blank in its portion between the bead and the flange; performing upsetting of the end flange in a clamping groove of an assembly of the die-halves, being moved one opposite to another; simultaneously acting upon the other end of the blank by a flat upsetting punch, mounted in a slider, being moved along a lower plate with the aid of an additional wedge, mounted on an upper plate. An inclination angle of an additional wedge is more, than an inclination angle of main wedges, and in the result the upsetting punch and the die-halves perform different motions. Due to different motions of these unit members the bead in the mean portion of the rod blank is being formed by extrusion of the blank material with the aid of the punch into the cavity of the assembly of the die-halves. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления штамповкой стержневых изделий с утолщениями и устройствам для реализаций этих способов, и может быть использовано при изготовлении заготовок стержневых изделий с фланцем на торце и буртом в средней части на универсальном ковочном или штамповочном оборудовании в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных предприятий в условиях мелкосерийного или серийного производства. The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to methods of manufacturing stamping of rod products with thickenings and devices for implementing these methods, and can be used in the manufacture of blanks of rod products with a flange at the end and a shoulder in the middle part on universal forging or stamping equipment in forging -press workshops of machine-building enterprises in the conditions of small-scale or mass production.

Известно устройство для двусторонней высадки утолщений на стержневых заготовках, содержащее верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную плиты, два блока полуматриц, размещенных с возможностью встречного перемещения симметрично относительно оси давления устройства и имеющих вставки, образующие ручей, установленные в индивидуальных корпусах и связанных с плитами шарнирно-рычажными системами, а также соосно установленные пуансоны, при этом каждый пуансон выполнен в виде двух половин, каждая из которых размещена на соответствующем блоке полуматриц, а рабочие поверхности пуансонов образуют торцевые участки ручья. A device for two-sided landing of thickenings on the rod blanks containing the upper movable and lower stationary plates, two blocks of half-matrices arranged for counter movement symmetrically relative to the pressure axis of the device and having inserts forming a stream installed in individual cases and connected to the plates by articulated lever systems, as well as coaxially mounted punches, each punch made in the form of two halves, each of which is placed on the corresponding floor block umatrits, and the working surfaces of the punches form the end sections of the stream.

Под воздействием усилия пресса блоки полуматриц зажимают заготовку и перемещаются к центру устройства. Жестко укрепленные в блоках полуматриц пуансоны, перемещаются к центру устройства и производят высадку головок на торцах заготовки. Under the influence of the press force, the half-matrix blocks clamp the workpiece and move to the center of the device. The punches rigidly fixed in the half-matrix blocks move to the center of the device and disembark the heads at the ends of the workpiece.

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет ограниченные возможности, так как может быть использовано для получения утолщений только на торцах изделий. The disadvantage of this device is that it has limited capabilities, as it can be used to obtain thickenings only at the ends of the products.

Известен способ высадки на стержневых заготовках двух утолщений в штампах со скользящими матрицами на горизонтально-ковочной машине. A known method of landing on the rod blanks of two thickenings in the dies with sliding dies on a horizontal forging machine.

Для высадки двух утолщений на стержне применяются скользящие матрицы. Задние части блоков-матриц зажимают заготовку на длине l_заж. В передних частях этих блоков размещают скользящие ползушки с полостями матриц и дополнительным зажимным ручьем на участке l_заж'. Таким образом, заготовка оказывается зажатой по обе стороны участка l₁, подлежащего высадке. При нажатии пуансоном на ползушки скользящие части матриц перемещаются на заданную величину, при этом происходит деформация на участке заготовки l₁. Одновременно с высадкой бурта в скользящих матрицах, высаживается фланец на торце заготовки. Процесс осуществляется при неподвижной зажимной матрице, в которой зажимается свободный участок заготовки, движением пуансона производящим высадку фланца на торце заготовки и воздействующим на скользящие матрицы, которые в свою очередь производят высадку бурта в средней части заготовки.To plant two thickenings on the rod, sliding matrices are used. The rear parts of the matrix blocks clamp the workpiece at a length l _clamp . In the front parts of these blocks are placed sliding crawlers with matrix cavities and an additional clamping stream in the section l _zazh '. Thus, the workpiece is clamped on both sides of the plot l ₁ to be upset. When you press the punch on the crawls, the moving parts of the matrices move by a predetermined amount, and deformation occurs on the blank section l ₁ . Simultaneously with the collar disembarkation in sliding matrices, a flange is planted at the end face of the workpiece. The process is carried out with a fixed clamping matrix, in which the free part of the workpiece is clamped, by moving the punch to land the flange at the end of the workpiece and acting on the sliding matrix, which in turn produces a shoulder in the middle of the workpiece.

Недостаток известного способа в том, что он имеет ограниченные возможности, так как может быть осуществлен на горизонтально-ковочных машинах для ограниченного ряда изделий. Заготовки с большими размерами по длине не могут быть изготовлены известным способом, так как длина блока-матриц ГКМ недостаточна для размещения длинномерных заготовок. The disadvantage of this method is that it has limited capabilities, as it can be implemented on horizontal forging machines for a limited number of products. Billets with large dimensions in length can not be made in a known manner, since the length of the block-matrix GCM is insufficient to accommodate long workpieces.

Наиболее близким техническим решением к изобретению, принятым в качестве прототипа, является способ изготовления стержневых изделий с утолщениями на конце и в средней части и устройство для его осуществления, который заключается в том, что холодный конец заготовки зажимают в матрице горизонтально-ковочной машины. Пуансоном с рабочей полостью воздействуют на торец нагретого конца. Так как участок в центральной зоне заготовки нагрет до более высокой температуры, чем участок концевой зоны, то деформирование этой зоны происходит быстрее, чем концевой. Высадку осуществляют в ручье матрицы, площадь поперечного сечения участка ручья под стержневую часть изделия которого превышает площадь поперечного сечения заготовки. The closest technical solution to the invention, adopted as a prototype, is a method of manufacturing rod products with thickenings at the end and in the middle part and a device for its implementation, which consists in the fact that the cold end of the workpiece is clamped in a matrix of a horizontal forging machine. A punch with a working cavity acts on the end face of the heated end. Since the section in the central zone of the workpiece is heated to a higher temperature than the section of the end zone, the deformation of this zone occurs faster than the end zone. Landing is carried out in the creek of the matrix, the cross-sectional area of the creek section under the rod part of the product which exceeds the cross-sectional area of the workpiece.

Недостаток способа и устройства заключается в том, что для его осуществления требуется дополнительное оборудование, специальное нагревательное устройство, которое обеспечивает зонный нагрев заготовки с различными температурами деформируемых участков. The disadvantage of the method and device is that for its implementation requires additional equipment, a special heating device that provides zone heating of the workpiece with different temperatures of the deformable sections.

Технический результат, полученный при использовании изобретения, заключается в снижении трудоемкости изготовления за счет обеспечения однопереходной высадки фланца на торце и бурта в средней части на стержневых заготовках в штампах с разъемными скользящими матрицами. The technical result obtained by using the invention is to reduce the complexity of manufacturing by providing a single-junction landing of the flange at the end and the shoulder in the middle part on the rod blanks in dies with detachable sliding matrices.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем нагрев заготовки, высадку фланца на ее торце и бурта на стержневой части путем выдавливания осадочным пуансоном в полость, выполненную в блоке полуматриц, согласно изобретению высадку фланца осуществляют встречным двигателем блоков полуматриц, а высадку бурта за счет разности перемещений в одном направлении блока полуматриц и осадочного пуансона, воздействующего на торец заготовки, противоположный торцу, на котором высаживают фланец. The technical result is achieved in that in a method comprising heating a workpiece, disembarking a flange at its end and a collar on a rod part by extruding a sedimentary punch into a cavity made in a half-matrix block, according to the invention, the flange is displaced by a counter engine of the half-matrix blocks, and the collar is discharged by differences of displacements in one direction of the half-matrix block and the sedimentary punch acting on the end face of the workpiece, opposite the end face on which the flange is planted.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее зажимной блок полуматриц и пуансон, ось которого совпадает с центральной осью устройства, снабжено верхней плитой с клиньями, нижней плитой с ползушками и формовочным блоком полуматриц, один из клиньев установлен с возможностью взаимодействия с ползушкой, в которой установлен пуансон, а остальные клинья расположены с возможностью взаимодействия с соответствующими ползушками, в которых расположены полуматрицы соответствующих блоков, при этом для обеспечения опережающего движения ползушки с пуансоном по отношению к блоку полуматриц угол наклона соответствующего ей клина больше угла наклона остальных клиньев верхней плиты. The technical result is achieved by the fact that the device containing the clamping block of the half-matrix and the punch, the axis of which coincides with the central axis of the device, is equipped with an upper plate with wedges, a lower plate with creepers and a molding block of half-matrixes, one of the wedges is installed with the possibility of interaction with the creeper, in which a punch is installed, and the remaining wedges are arranged to interact with the corresponding creepers, in which the half-matrices of the corresponding blocks are located, while to ensure advancing polzushki motion of the punch relative to the jaws unit angle greater its corresponding wedge angle of the wedges rest of the upper plate.

На фиг.1 показана схема процесса изготовления стержневых изделий с фланцем на торце и буртом в средней части; на фиг.2 устройство в раскрытом положении, общий вид; на фиг.3 устройство в конечной стадии процесса высадки, продольный разрез; на фиг.4 нижняя половина устройства, вид сверху. Figure 1 shows a diagram of the manufacturing process of rod products with a flange at the end and a shoulder in the middle part; figure 2 the device in the open position, General view; figure 3 the device in the final stage of the landing process, a longitudinal section; figure 4 the lower half of the device, top view.

Способ изготовления стержневых изделий с фланцем на торце и буртом в средней части осуществляется с помощью устройства, содержащего верхнюю плиту 1 с клиньями 2 и 3, выполненными заодно с верхней плитой 1 с углом наклона α. На клиньях 2 и 3 смонтированы откатные планки 4 с наклонными поверхностями 5, на которых откатываются в исходное положение и висят при открытом штампе крышки ползушек 6 и 7, имеющие цапфы 8. В крышке ползушки 6 смонтирована верхняя секция зажимного блока полуматриц 9, а в крышке ползушки 7 верхняя секция формовочного блока полуматриц 10. На верхней плите 1 смонтирован дополнительный клин 11 с углом наклона β. Угол наклона β больше угла наклона α. Нижняя часть устройства содержит плиту 12 с направляющими планками 13, по которым перемещаются ползушки 14 и 15 блоков полуматриц 16 и 17. Между ползушками 14 и 15 имеются отжимные пружины 18. На нижней плите 12 смонтирована дополнительная ползушка 19, в которой установлен осадочный пуансон 20, ось которого совпадает с центральной осью устройства. Ползушка 19 установлена с возможностью взаимодействия с дополнительным клином 11, перемещается в пазах 21 и имеет отжимные пружины 22. A method of manufacturing core products with a flange at the end and a shoulder in the middle part is carried out using a device containing an upper plate 1 with wedges 2 and 3, made integral with the upper plate 1 with an angle of inclination α. On the wedges 2 and 3, retractable strips 4 with inclined surfaces 5 are mounted, on which the covers of the sliders 6 and 7, with pins 8, are rolled back to the initial position and hanging with an open stamp. The upper section of the clamping block of the half-matrix 9 is mounted in the cover of the slide 6, and in the cover crawlers 7 the upper section of the molding block of the semi-matrix 10. An additional wedge 11 with an inclination angle β is mounted on the upper plate 1. The angle of inclination β is greater than the angle of inclination α. The lower part of the device contains a plate 12 with guide strips 13 along which the sliders 14 and 15 of the half-matrix blocks 16 and 17 move. There are squeeze springs 18 between the sliders 14 and 15. An additional slide 19 is mounted on the bottom plate 12, in which the sedimentary punch 20 is installed, whose axis coincides with the central axis of the device. The creeper 19 is installed with the possibility of interaction with an additional wedge 11, moves in the grooves 21 and has squeezing springs 22.

Высадка фланца на торце и бурта в средней части стержневых изделий осуществляется следующим образом. The landing of the flange at the end and the shoulder in the middle part of the core products is as follows.

Заготовку, нагретую до ковочной температуры, размещают в сквозном ручье нижней секции зажимного блока полуматриц 16. При движении траверсы пресса (не показано) вниз смыкаются нижняя 16 и верхняя 9 секции зажимного блока полуматриц, а также нижняя 17 и верхняя 10 секции формовочного блока полуматриц. При дальнейшем опускании траверсы пресса усилие пресса передается через основные клинья 2 и 3 на ползушки 14 и 15 и крышки 6 и 7. Блоки полуматриц 9 и 16, 10 и 17 осуществляют зажим заготовки на участке l_заж и закрытие формовочной полости. Ползушки 14 и 15 с блоками полуматриц 9 и 16, 10 и 17 перемещаются навстречу друг другу по направляющим планкам 13, расположенным на нижней плите 12. Встречным движением блоков полуматриц 9 и 16, 10 и 17 осуществляется высадка фланца на торце заготовки. Одновременно с этим через дополнительный клин 11 усилие пресса передается на ползушку 19, в которой установлен осадочный пуансон 20. Пуансон 20 с ползушкой 19 по пазам 21 движется вслед за зажимным блоком полуматриц 9 и 16 со скоростью, превышающей скорость движения блока полуматриц 9 и 16, и воздействует на другой торец заготовки, расположенной в сквозном ручье зажимного блока полуматриц 9 и 16 на участке L_св, при этом металл заготовки выдавливается пуансоном 20 в полость для бурта, расположенную в сквозном ручье зажимного блока полуматриц 9 и 16. В процессе деформирования блоки полуматриц 9 и 16, 10 и 17 совершают перемещение l₁, а осадочный пуансон 20 совершает перемещение l₂. За счет разности перемещений осадочного пуансона 20 и блока полуматриц 9 и 16 l₂-l₁ происходит деформирование участка заготовки L_св', металл заготовки выдавливается в полость зажимного блока полуматриц 9 и 16, происходит оформление бурта в средней части стержневой заготовки. После операции высадки бурта и фланца траверса пресса поднимается, ползушки 14 и 15 под действием пружин 18 отводятся в исходное положение, ползушка 19 отводится в исходное положение пружинами 22. Крышки ползушек 6 и 7 под собственным весом по наклонным поверхностям 5 откатных планок 4 занимают исходное положение и повисают на цапфах 8.A billet heated to forging temperature is placed in the through stream of the lower section of the clamp block of the half-matrix 16. When the press beam (not shown) moves down, the lower 16 and upper 9 sections of the clamp block of half-matrixes, as well as the lower 17 and upper 10 sections of the molding block of half-matrixes. With further lowering of crosspiece press pressing force is transmitted through the core 2 and wedges 3 at polzushki 14 and 15 and the cover 6 and 7. The jaws 9 and the blocks 16, 10 and 17 is carried out on workpiece clamping portion l _RTA and closing the molding cavity. The crawlers 14 and 15 with the half-matrix blocks 9 and 16, 10 and 17 move towards each other along the guide rails 13 located on the lower plate 12. By counter-movement of the half-matrix blocks 9 and 16, 10 and 17, the flange is planted at the end of the workpiece. At the same time, through an additional wedge 11, the press force is transmitted to the creep 19, in which the sedimentary punch is installed 20. The punch 20 with the creep 19 moves along the grooves 21 after the clamping block of the half-matrixes 9 and 16 with a speed exceeding the speed of the block of half-matrixes 9 and 16, and acts on the other end of the workpiece located in the through stream of the clamping block of the half-matrix 9 and 16 in the section L _st , while the metal of the workpiece is extruded by the punch 20 into the cavity for the shoulder located in the through stream of the clamping block of the half-matrix 9 and 16. In the deformation process, the half-matrix blocks 9 and 16, 10 and 17 move l ₁ , and the sedimentary punch 20 moves l ₂ . Due to the difference of displacements of the punch 20 and the sedimentary block of jaws 9 and 16 l ₂ -l ₁ is deformed portion of workpiece _{communication} L ', the metal billet is extruded into the cavity of the clamping jaws 9 and block 16, there is a clearance shoulder in the middle part of the preform rod. After the disembarkation operation, the collar and flange of the traverse of the press rises, the sprockets 14 and 15 are retracted by the action of the springs 18 to the initial position, the spider 19 is relegated to the initial position by the springs 22. The covers of the sprockets 6 and 7 under their own weight along the inclined surfaces 5 of the retractable slats 4 occupy the initial position and hang on the trunnions 8.

П р и м е р. Изготавливают заготовку под последующую штамповку на гидравлическом прессе, имеющую стержневую часть диаметром 115 мм, фланец на торце диаметром 165 мм, длиной 100 мм и бурт в средней части диаметром 165 мм, длиной 50 мм. Расстояние между фланцем и буртом 410 мм при общей длине изделия 950 мм. С этой целью брали круглый прокат диаметром 115 мм, длиной 1110 мм. Перед высадкой прокат нагревают до ковочной температуры и укладывают в штамп. Усилие пресса через основные клинья штампа осуществляют встречное перемещение высадочных полуматриц, составляющее 53 мм. Одновременно с этим высадочный пуансон под воздействием дополнительного клина перемещается на величину 113 мм. Металл заготовки выдавливают в полости для бурта и фланца, образуя профиль с заданными параметрами. PRI me R. A blank is prepared for subsequent stamping on a hydraulic press having a core part with a diameter of 115 mm, a flange at the end face with a diameter of 165 mm, a length of 100 mm and a shoulder in the middle part with a diameter of 165 mm and a length of 50 mm. The distance between the flange and the shoulder 410 mm with a total product length of 950 mm. For this purpose, round steel with a diameter of 115 mm and a length of 1110 mm was taken. Before disembarking, the steel is heated to forging temperature and placed in a stamp. The force of the press through the main wedges of the stamp counter-move the landing half-matrices, amounting to 53 mm. At the same time, the landing punch moves 113 mm under the influence of an additional wedge. The metal of the workpiece is squeezed into the cavity for the shoulder and flange, forming a profile with specified parameters.

Способ изготовления стержневых изделий с фланцем на торце и буртом в средней части и устройство для его осуществления позволяют снизить трудоемкость изготовления за счет обеспечения однопереходной высадки, значительно расширить технологические возможности штампов со скользящими разъемными матрицами с приводом от основных клиньев, что позволяет без значительных капитальных затрат на приобретение специального оборудования изготавливать на гидравлических прессах заготовки под последующую штамповку и поковки типа стержень с двумя утолщениями. A method of manufacturing core products with a flange at the end and a shoulder in the middle part and a device for its implementation can reduce the complexity of manufacturing by providing a single junction landing, significantly expand the technological capabilities of dies with sliding split dies driven by the main wedges, which allows without significant capital costs for the acquisition of special equipment to produce on hydraulic presses blanks for subsequent stamping and forgings of the rod type with two olscheniyami.

Claims

1. A method of manufacturing core products with a flange at the end and a shoulder in the middle part, including heating the workpiece, upsetting the flange at its end and the shoulder on the rod part by extruding the workpiece material with a sedimentary punch into a cavity made in the half-matrix block, characterized in that the flange upset counter-motion of the half-matrix blocks is carried out, and the collar is disembarked due to the difference of movements in one direction of the half-matrix block and the sedimentary punch acting on the end face of the workpiece opposite the end face on which the height ivayut flange.

2. A device for the manufacture of rod products with a flange at the end and a shoulder in the middle part, containing a clamping block of half-matrixes and a punch, the axis of which coincides with the central axis of the device, characterized in that it is equipped with an upper plate with wedges, a lower plate with creepers and a molding block half-matrices, one of the wedges is installed with the possibility of interaction with the creeper in which the punch is located, and the remaining wedges are installed with the possibility of interaction with the corresponding creepers in which the half-matrices at the same time, in order to ensure the forward movement of the crawler with the punch relative to the half-matrix block, the angle of inclination of the corresponding wedge is greater than the angle of inclination of the other wedges of the upper plate.