RU2080950C1

RU2080950C1 - Method of making chamfered openings

Info

Publication number: RU2080950C1
Application number: RU95119452A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Арефин
Original assignee: Юрий Иванович Арефин
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 1997-06-10

Abstract

FIELD: plastic material working. SUBSTANCE: method comprises steps of pressing out cylindrical recess in blank, trimming said recess, pressing out chamfer with formation of rod of pressed out material. Diameter of said cylindrical recess is less than diameter of rod and diameter of said rod is less than diameter of opening to be made. At pressing out chamfer bottom portion of recess is free for material yielding. Then opening is punched and scrap is removed. In order to make second chamfer on lower part surfaces of blank at punching openings, tools in the form of punch and die mounted with increased gap are used. EFFECT: enhanced efficiency. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении отверстия с фаской в деталях из твердых пластичных материалов, например, сталей, имеющих достаточную толщину для формирования фаски в теле детали. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of holes with a chamfer in parts made of hard plastic materials, for example, steels having a sufficient thickness to form a chamfer in the body of the part.

Известен способ получения отверстий с фаской в толстолистовых заготовках, включающий образование предварительного отверстия меньшего поперечного сечения, чем готовое отверстие, последующую штамповку фаски и окончательную механическую обработку отверстия (а. с. N 454953, B 21 D 35/00, заявл. 11.07.72 г. опубл. 30.12.74 бюл. N 48). A known method of producing holes with a chamfer in plate blanks, including the formation of a preliminary hole of a smaller cross-section than a finished hole, the subsequent stamping of the chamfer and the final machining of the hole (a.s. N 454953, B 21 D 35/00, decl. 11.07.72 published on December 30, 74, Bulletin N 48).

Недостатком такого способа получения отверстий с фаской является высокая трудоемкость технологического процесса и соответственно высокая стоимость изготовления деталей ввиду наличия механической обработки металлорежующим инструментом. The disadvantage of this method of producing holes with a chamfer is the high complexity of the process and, accordingly, the high cost of manufacturing parts due to the presence of machining with a metal cutting tool.

Известен способ получения отверстий с фаской в толстолистовых заготовках, включающий образование предварительного отверстия меньшего поперечного сечения, чем готовое отверстие, последующую штамповку фаски прямым выдавливанием, при котором с противоположной стороны отверстия формируют полый цилиндрический выступ с наружным диаметром, равным диаметру готового отверстия, и внутренним диаметром, равным диаметру предварительного отверстия, и окончательную пробивку отверстия требуемого диаметра с удалением выдавленного выступа путем сдвига в осевом направлении, при этом удаляемый материал подвергают в процессе сдвига сжатию в радиальном направлении (а.с. N 1017422, B 21 J 5/06, B 21 D 28/16, заявл. 10.04.81 г. опубл. 15.05.83 г. бюлл. N 18). A known method for producing chamfered holes in plate blanks, comprising forming a preliminary hole of a smaller cross section than the finished hole, subsequent stamping of the chamfer by direct extrusion, in which a hollow cylindrical protrusion with an outer diameter equal to the diameter of the finished hole and inner diameter is formed on the opposite side of the hole equal to the diameter of the preliminary hole, and the final punching of the hole of the desired diameter with the removal of the extruded protrusion by moving in the axial direction, while the material to be removed is subjected to compression in the radial direction during the shear (A.S. N 1017422, B 21 J 5/06, B 21 D 28/16, decl. 10.04.81 publ. 15.05. 83 Propulsion Bull. N 18).

Недостатком такого способа получения отверстий с фаской является высокая трудоемкость и соответственно высокая стоимость изготовления деталей, особенно изготавливаемых из твердых пластичных материалов, например, сталей, так как образование фаски осуществляется при всестороннем сжатии. В этом случае для сохранения ровной нижней поверхности обрабатываемой заготовки необходимо прижимать ее к матрице с силой, превышающей силу необходимую для формирования фаски. Это требует применения прессов с усилием по крайней мере в два раза более мощных, чем усилие непосредственно требуемого для формирования фаски, а также усложняет оснастку, снижает ее стойкость, особенно при изготовлении деталей из легированных сталей. Кроме того, при таком способе получения отверстий с фасками требуется вручную снимать с пуансона отход, возникающий после окончательной пробивке отверстия, который фактически оказывается запрессован на хвостовике пуансона. The disadvantage of this method of producing holes with a chamfer is the high complexity and accordingly the high cost of manufacturing parts, especially those made of hard plastic materials, for example, steels, since the formation of a chamfer is carried out under full compression. In this case, in order to maintain an even lower surface of the workpiece to be machined, it is necessary to press it against the matrix with a force exceeding the force required to form the bevel. This requires the use of presses with an effort of at least two times more powerful than the force directly required for the formation of a chamfer, and also complicates the equipment, reduces its resistance, especially when manufacturing parts from alloy steels. In addition, with this method of producing holes with chamfers, it is required to manually remove from the punch the waste that occurs after the final punching of the hole, which is actually pressed into the shank of the punch.

Усовершенствование этого способа получения отверстий с фаской, включающего дополнительно то, что от начала сдвига полого цилиндрического стержня и до окончания сдвига ограничивают его перемещение со стороны торца по кольцевой поверхности (а.с. N 1634351, B 21 D 28/16, B 21 J 5/06, заявл. 13.02.89 г. опубл. 15.03.91 г. бюл. N 10) обеспечивает удержание отхода, образующегося при окончательной пробивке отверстия, в матрице. Однако такой способ получения отверстий с фаской также требует удаления этого отхода из матрицы при снятой детали, что также не позволяет использовать этот способ получения отверстий с фаской в автоматических штампах и соответственно является очень трудоемким. An improvement of this method of producing chamfered holes, which further includes the fact that from the beginning of the shift of the hollow cylindrical rod to the end of the shift, limit its movement from the end side along the annular surface (A.S. N 1634351, B 21 D 28/16, B 21 J 5/06, announced on February 13, 89, published March 15, 91, Bulletin N 10) ensures the retention of the waste resulting from the final punching of the hole in the matrix. However, this method of producing chamfered holes also requires the removal of this waste from the matrix with the part removed, which also does not allow the use of this method of producing chamfered holes in automatic dies and, accordingly, is very laborious.

Наиболее близким к заявляемому прототипом является способ получения отверстий с фаской, включающий выдавливание конического углубления и образование из выдавленного материала стержня, имеющего меньший диаметр, чем диаметр пробиваемого отверстия, а также пробивание отверстия с удалением отхода и образованием цилиндрического пояска (а.с. N 332897, B 21 D 28/16, B 21 D 19/00, B 21 D 35/00, заявл. 22.08.67 г. опубл. 21.03.72 г. бюл. N 11). Closest to the claimed prototype is a method of producing holes with a bevel, including extruding a conical recess and forming a rod from the extruded material having a smaller diameter than the diameter of the punched hole, as well as punching the hole to remove the waste and forming a cylindrical girdle (A.S. N 332897 , B 21 D 28/16, B 21 D 19/00, B 21 D 35/00, declared on 08/22/67 published on 03/21/72 bul. N 11).

Недостатком такого способа получения отверстий с фаской является высокая стоимость изготовления деталей при низком качестве получаемых деталей. Высокая стоимость изготовления деталей обуславливается необходимостью прижимать заготовку к матрице с усилием, соизмеримым с усилием, прилагаемым для выдавливания конического углубления, особенно при изготовлении деталей из твердых пластичных материалов, например, легированных сталей, что требует применения специальных прессов, имеющих более высокую стоимость, и менее производительных по сравнению с обычными прессами. Кроме того, высокое усилие прижима снижает стойкость штампов. При этом, так как диаметр пуансона, формирующего коническое углубление, превышает диаметр пробиваемого отверстия, то даже при очень сильном прижиме практически невозможно избежать вспучивания поверхностей заготовки вокруг изготавливаемого отверстия с фаской. The disadvantage of this method of producing holes with a bevel is the high cost of manufacturing parts with low quality of the parts. The high cost of manufacturing parts is due to the need to press the workpiece against the die with a force commensurate with the force exerted to extrude the conical recess, especially in the manufacture of parts from hard plastic materials, such as alloy steels, which requires the use of special presses with a higher cost and less productive compared to conventional presses. In addition, a high clamping force reduces the resistance of the dies. Moreover, since the diameter of the punch forming the conical recess exceeds the diameter of the punched hole, even with a very strong clamp it is almost impossible to avoid swelling of the workpiece surfaces around the manufactured hole with a bevel.

Изобретение обеспечивает изготовление отверстий с фаской в деталях из твердого пластичного материала на обычных прессах без вздутия поверхности вокруг изготовленного отверстия с фаской. The invention provides for the manufacture of chamfered holes in parts of hard plastic material on conventional presses without swelling of the surface around the chamfered hole.

Цель достигается тем, что в способе получения отверстий с фаской, включающем выдавливание углубления и образование из выдавленного материала стержня, имеющего меньший диаметр, чем диаметр пробиваемого отверстия, а также пробивание отверстия с удалением отхода и образованием цилиндрического пояска, выдавливают цилиндрическое углубление с диаметром не превышающим диаметр образуемого стержня, а затем выдавливают фаску, причем цилиндрическое углубление выдавливают такой глубины, чтобы при выдавливании фаски оставалась полость, свободная для течения выдавливаемого материала. The goal is achieved by the fact that in the method of producing holes with a bevel, including extruding the recess and forming a core from the extruded material having a smaller diameter than the diameter of the punched hole, as well as punching the hole to remove waste and forming a cylindrical girdle, a cylindrical recess with a diameter not exceeding the diameter of the rod being formed, and then the chamfer is extruded, and the cylindrical recess is extruded so deep that, when extruding the chamfer, a cavity remains free I for the flow of extruded material.

Сущность изобретения заключается в исключении перемещения материала вдоль поверхности обрабатываемой заготовки. The essence of the invention is to prevent the movement of material along the surface of the workpiece.

Наличие указанной совокупности признаков заявленного изобретения обеспечивает получение отверстий с фаской в деталях из твердого пластичного материала за счет создания в теле детали полости в которую при формировании фаски перемещается лишний материал. Это исключает вздутие поверхности вокруг изготовленного отверстия с фаской. The presence of the specified set of features of the claimed invention provides for receiving chamfered holes in parts of a hard plastic material by creating a cavity in the body of the part into which excess material moves when the chamfer is formed. This eliminates the swelling of the surface around the chamfered hole.

На фиг. 1 показан технологический процесс получения отверстия с фаской по заявленному способу: а I переход выдавливание цилиндрического углубления, б II переход выдавливание фаски, в III переход пробивка отверстия; на фиг. 2 изготовленное в детали отверстие с фаской; на фиг. 3 дополнительный переход зачистка цилиндрического углубления. In FIG. 1 shows the technological process of producing a hole with a chamfer according to the claimed method: a I transition extruding a cylindrical recess, b II transition extruding a chamfer, III transition punching a hole; in FIG. 2 chamfered hole made in the part; in FIG. 3 additional transition stripping of the cylindrical recess.

Способ получения отверстия с фаской осуществляется следующим образом (фиг. 1). Заготовку 1 устанавливают на матрице 2, в которой выполнено отверстие 3 диаметром d_пред, большим или равным диаметру пуансона 4, но меньшим d_ном, где d_ном диаметр отверстия в матрице для пробивки отверстия номинального диаметра. Отверстие 3 сопряжено с пуансоном 4, например, так же как при стандартной пробивке отверстия, и прижимают прижимом 5 (фиг. 1а). Пуансон 4 внедряют в материал заготовки 1 на глубину h, превышающую заданную глубину фаски, выдавливая таким образом цилиндрическое углубление 6 глубиной h. При этом из выдавленного материала формируют стержень 7 диаметром d_пред. Затем заготовку 8 с выдавленным цилиндрическим углублением 6 устанавливают на матрицу 9, имеющую отверстие 10, диаметр которого больше d_пред, например, равен d_ном, и прижимают прижимом 11 (фиг. 1б). Так как диаметр отверстия 10 больше диаметра стержня 7, то стержень 7 легко входит в отверстие 10. Пуансоном 12, имеющим коническую форму, производят формирование фаски 13. При этом лишний материал перемещается в остающуюся свободной полость 14, образуя облой 15, связанный со стержнем 7. Наличие в крайнем нижнем положении пуансона 12 свободной полости 14 обеспечивается согласованием глубины h цилиндрического углубления 6, формируемого на первом переходе, с размерами формируемой на втором переходе фаски 13 и длиной пуансона 12. Затем заготовку 16 со сформированной фаской 13 устанавливают на матрицу 17, имеющую отверстие 18 диаметром d_ном, и прижимают прижимом 19. Так как диаметр отверстия 18 больше диаметра стержня 7, то стержень 7 легко входит в отверстие 18. Пуансоном 20, сопряженным с отверстием 18, например, как при стандартной вырубке, пробивают отверстие 21 в заготовке 16 диаметром d_ном, формируя цилиндрический поясок 22. Облой 15 удаляется вместе со стержнем 7. В результате получается деталь 23 с отверстием 21, имеющим цилиндрический поясок 22 диаметром d_ном и фаску 13 (фиг. 2).A method of obtaining a hole with a chamfer is as follows (Fig. 1). The blank 1 is mounted on a matrix 2, in which a hole 3 is made with a diameter d _before , greater than or equal to the diameter of the punch 4, but smaller than d _nom , where d _{nom is the} diameter of the hole in the matrix for punching a hole of nominal diameter. The hole 3 is associated with the punch 4, for example, as in the case of a standard hole punch, and is pressed with a clamp 5 (Fig. 1a). The punch 4 is introduced into the material of the workpiece 1 to a depth h exceeding a predetermined chamfer depth, thereby extruding a cylindrical recess 6 of depth h. Thus from the extruded material form a rod 7 with a diameter of d _before . Then, the workpiece 8 with the extruded cylindrical recess 6 is mounted on the matrix 9 having an opening 10, the diameter of which is greater than d _before , for example, equal to d _nom , and is pressed by the clamp 11 (Fig. 1b). Since the diameter of the hole 10 is larger than the diameter of the rod 7, the rod 7 easily enters the hole 10. With a punch 12 having a conical shape, a bevel 13 is formed. In this case, the excess material moves into the remaining free cavity 14, forming a lumen 15 connected with the rod 7 The presence in the extreme lower position of the punch 12 of the free cavity 14 is ensured by matching the depth h of the cylindrical recess 6 formed at the first transition with the dimensions of the chamfer 13 formed at the second transition and the length of the punch 12. Then, the blank 16 with a chamfered bevel 13 is mounted on a matrix 17 having a hole 18 with a diameter of d _nom and is pressed by a clip 19. Since the diameter of the hole 18 is larger than the diameter of the rod 7, the rod 7 easily enters the hole 18. A punch 20 paired with the hole 18, for example, in standard felling, a hole 21 is punched in the workpiece 16 with a diameter of d _nom , forming a cylindrical girdle 22. Oblite 15 is removed together with the rod 7. The result is a part 23 with a hole 21 having a cylindrical girdle 22 with a diameter of d _nom and a chamfer 13 (Fig. 2).

Из сказанного выше видно, что на первом и третьем переходах материал перемещается только в вертикальном направлении в зоне пробиваемого отверстия 21. На втором переходе при выдавливании фаски 13 происходит перемещение материала в продольном направлении. Однако наличие свободной полости 14 в теле заготовки 8 обеспечивает неподвижность материала на глубине, превышающей глубину h выдавленного цилиндрического углубления 6, так как лишний материал перемещается в эту свободную полость 14 и не возникает прямого давления пуансона 12 на материал, находящийся на глубине, превышающей глубину h выдавленного цилиндрического углубления 6. Таким образом, в заявленном способе получения отверстий с фаской не происходит вспучивания ни верхней, ни нижней поверхности исходной заготовки 1, т.е. заявленный способ обеспечивает изготовление отверстий с фаской в деталях из твердых пластичных материалов, например, легированных сталей, к которым предъявляются высокие требования к плоскостности поверхностей, не требуя для этого специальных прессов и высоких усилий прижима заготовки к матрице. From the above it is seen that at the first and third transitions the material moves only in the vertical direction in the area of the punched hole 21. At the second transition, when extruding the chamfer 13, the material moves in the longitudinal direction. However, the presence of a free cavity 14 in the body of the workpiece 8 provides immobility of the material at a depth exceeding the depth h of the extruded cylindrical recess 6, since the excess material moves into this free cavity 14 and there is no direct pressure of the punch 12 on the material at a depth exceeding the depth h extruded cylindrical recess 6. Thus, in the claimed method for producing holes with a chamfer, neither the upper nor the lower surface of the initial billet 1 is expanded, i.e. The claimed method provides for the manufacture of chamfered holes in parts of hard plastic materials, for example, alloy steels, which are subject to high demands on the flatness of surfaces, without requiring special presses and high efforts to press the workpiece to the matrix.

При необходимости формировать фаску с наружным диаметром, значительно превышающим диаметр d_ном пробиваемого отверстия, что требует перемещения большого количества материала при выдавливании фаски 13, желательно увеличить диаметр выдавливаемого цилиндрического углубления 6. С этой целью можно увеличить диаметр пуансона 4 до величины диаметра d_пред отверстия 3 в матрице 2 и даже сделать диаметр пуансона 4 больше диаметра d_пред, но меньше диаметра d_ном отверстия 18 в матрице 17. Если этого оказывается недостаточным, то перед выдавливанием фаски 13 углубление 6 может быть увеличено в диаметре за счет его дополнительной зачистки (фиг. 3). В этом случае заготовку 24 устанавливают на матрице 25, в которой выполнено отверстие 26, диаметр которого больше d_пред, например равен d_ном, и прижимают прижимом 27. Так как диаметр отверстия 26 больше диаметра стержня 7, то стержень 7 легко входит в отверстие 26. Пуансоном 28, диаметр которого превышает диаметр d_ном и соответственно диаметр пуансона 4, а также согласован с размерами пуансона 12 так, чтобы оставалось достаточно материала для формирования фаски 13, срезают со стенок углубления 6 часть материала, так же как при выполнении зачистки отверстий, и сминают срезанный со стенок углубления 6 материал в облой 29, связанный со стержнем 7. При этом образуется цилиндрическое углубление 30 глубиной h₁. Глубина h углубления 6 в этом случае задается с учетом размеров фаски 13, длины пуансона 12 и величины h_об облоя 29 так, чтобы при формировании цилиндрического углубления 30 оставалась свободная полость 31, в которую перемещается материал срезаемый со стенок углубления 6 и сминаемый в облой 29. Диаметр пуансона 28 должен быть задан так, чтобы величина облоев 29 и 15 обеспечивала формирование требуемого перехода от поверхности фаски 13 к цилиндрическому пояску 22 отверстия 21 в готовой детали 23.If necessary, to form a chamfer with an outer diameter significantly exceeding the diameter d _{nom of the} punched hole, which requires moving a large amount of material when extruding the chamfer 13, it is desirable to increase the diameter of the extruded cylindrical recess 6. To this end, you can increase the diameter of the punch 4 to the diameter d _{before the} hole 3 2 in a matrix, and even make the diameter greater than the diameter of the punch 4 d _before, but smaller than the diameter d _nom openings 18 in the matrix 17. If this is insufficient, then prior to extrusion F 13 ki recess 6 can be increased in diameter due to its additional stripping (FIG. 3). In this case, the workpiece 24 is mounted on the matrix 25, in which a hole 26 is made, the diameter of which is larger than d _before , for example, equal to d _nom , and is pressed by a clamp 27. Since the diameter of the hole 26 is larger than the diameter of the rod 7, the rod 7 easily enters the hole 26 . punches 28 whose diameter exceeds the diameter d _nom and 4 respectively punch diameter and matched to the dimensions of the punch 12 so that there is enough material for forming the chamfer 13, are cut from the walls of recess 6 of the material, as well as when performing stripping otve sty and pursed from the walls of the cut recess 6 in burr material 29 associated with the rod 7. This forms a cylindrical recess 30, the depth h _1. The depth h of the recess 6 in this case is set taking into account the dimensions of the chamfer 13, the length of the punch 12 and the value of h _{about the} flake 29 so that when forming a cylindrical recess 30 there remains a free cavity 31 into which the material is cut off from the walls of the recess 6 and crushed into the body 29 The diameter of the punch 28 should be set so that the size of the gaps 29 and 15 provided the formation of the desired transition from the surface of the chamfer 13 to the cylindrical girdle 22 of the hole 21 in the finished part 23.

При необходимости в дальнейшем технологическом процессе изготовления детали формировать вторую фаску на нижней поверхности детали пуансон 20 может быть сопряжен с отверстием 18 в матрице 17 с увеличенным зазором. В этом случае в заготовке 16 будет пробито отверстие 21 с цилиндрическим пояском 22 диаметром d_ном, на нижней кромке которого будет произведен скол материала. Таким образом, при оформлении в дальнейшем небольшой фаски на нижней поверхности детали 23 (на фиг. 2 нижняя фаска не показана) не образуется заусенец, который необходимо было бы удалять.If necessary, in the further technological process of manufacturing the part to form a second chamfer on the lower surface of the part, the punch 20 can be paired with the hole 18 in the matrix 17 with an increased gap. In this case, a hole 21 will be punched in the blank 16 with a cylindrical girdle 22 of diameter d _nom , on the lower edge of which material will be chipped. Thus, when a small chamfer is further formed on the lower surface of the part 23 (the lower chamfer is not shown in Fig. 2), a burr is not formed that would need to be removed.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в возможности организации массового производства прецизионных деталей из легированной стали на последовательном автоматическом штампе с использованием обычного прессового оборудования. Соответственно способ получения отверстий с фасками обеспечивает снижение в несколько раз себестоимости изготовления таких деталей. The technical and economic effect of the use of the invention lies in the possibility of organizing the mass production of precision alloy steel parts on a sequential automatic stamp using conventional press equipment. Accordingly, the method of producing holes with chamfers provides a several-fold reduction in the cost of manufacturing such parts.

Claims

1. The method of producing holes with a chamfer, including extruding the recess and forming from the extruded material a rod having a smaller diameter than the diameter of the punched hole, as well as punching the hole to remove waste and forming a cylindrical girdle, characterized in that the cylindrical depression is extruded and then extruded a chamfer, and a cylindrical recess is extruded so deep that, when extruding the chamfer, there remains a cavity free for the flow of the extruded material.

2. The method according to claim 1, characterized in that they squeeze a cylindrical recess with a diameter less than the diameter of the formed rod.

3. The method according to claim 1, characterized in that before extruding the chamfer, the cylindrical recess is cleaned.

4. The method according to claim 1, characterized in that for punching holes using tools in the form of installed with an increased clearance of the punch and the matrix.