RU2101124C1

RU2101124C1 - Method of making fitting-out for hot forming of sheet blanks

Info

Publication number: RU2101124C1
Application number: RU93008956/02A
Authority: RU
Inventors: К.А. Макаров; Б.Н. Марьин; А.П. Боксов; Д.Ю. Танненберг; А.Е. Мещереков
Original assignee: Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: metallurgy, namely manufacture of fitting-out for hot forming. SUBSTANCE: method comprises steps of making steel die with contour of part, casting zinc punch with use of said die, preliminarily fitting punch on die at removing metal by mechanical way. Final fitting of punch on die is realized at placing blank between said die and punch, providing resistance heating of blank and repeatedly closing together said die and punch by action of press effort. EFFECT: simplified manufacturing process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к изготовлению оснастки для горячей штамповки деталей из листовых заготовок труднодеформируемых сплавов. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to the manufacture of tooling for hot stamping of parts from sheet blanks of hardly deformable alloys.

Известна комбинированная матрица штампа для падающих молотов и способ ее изготовления (SU, а.с. N 85995, кл. В 21 D 37/00, 1978). Матрица состоит из стальной облицовки для рабочей поверхности и основания из заливаемого в стальную оболочку цементного раствора или легкоплавкого недефицитного сплава. Известная матрица может быть использована лишь при холодном деформировании заготовок из относительно легкодеформируемых сплавов, так как нагрев приведет к разрушению (или расплавлению) ее внутреннего пространства. Кроме того, затруднено также изготовление пуансона путем отливки его по матрице вследствие ее нагрева при этом. Изготовление же пуансона путем механической пригонки весьма трудоемко. Known is a combined die matrix for falling hammers and a method for its manufacture (SU, a.s. N 85995, class B 21 D 37/00, 1978). The matrix consists of a steel cladding for the working surface and the base of cement mortar poured into the steel shell or fusible non-deficient alloy. The known matrix can only be used for cold deformation of billets of relatively easily deformable alloys, since heating will lead to the destruction (or melting) of its internal space. In addition, it is also difficult to manufacture a punch by casting it on the matrix due to its heating in this case. The manufacture of the punch by mechanical fitting is very laborious.

Известен также способ изготовления оснастки для штамповки на падающих молотах (Громова А. Н. и др. Изготовление деталей из листов и профилей при серийном производстве. М. Оборониздат, 1960, с.344), при котором матрица изготавливается из цинка, чугуна или пластика путем отливки в землю с последующей обработкой на координатно-фрезерных станках и слесарной доводкой по шаблонам, а пуансон отливкой в обработанную матрицу. Вследствие усадки материала пуансона при его остывании и с целью окончательной пригонки пуансона по матрице отлитые пуансоны обрабатываются механически. Обработка обычно производится на фрезерных станках по шаблонам. Для доводки отдельных размеров и окончательной отделки используются наждачные и полировальные круги, а в отдельных местах шабер. Основным недостатком известного способа является его большая трудоемкость. There is also a known method of manufacturing tooling for stamping on falling hammers (A. Gromova and others. Production of parts from sheets and profiles in mass production. M. Oboronizdat, 1960, p. 344), in which the matrix is made of zinc, cast iron or plastic by casting into the ground with subsequent processing on coordinate milling machines and benchwork finishing according to templates, and the punch by casting into a processed matrix. Due to the shrinkage of the punch material during its cooling and with the aim of the final fitting of the punch in the matrix, the molded punches are processed mechanically. Processing is usually performed on milling machines according to the templates. To fine-tune individual sizes and final finishes, emery and polishing wheels are used, and in some places a scraper. The main disadvantage of this method is its high complexity.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления штамповой оснастки. The aim of the invention is to reduce the complexity of manufacturing die tooling.

Для достижения этой цели окончательную пригонку пуансона по матрице производят путем помещения между матрицей и пуансоном заготовки, ее нагрева электроконтактным способом и многократного смыкания штамповой оснастки под действием усилия пресса. По имеющимся сведениям, отличительные признаки, указанные в формуле изобретения, не обнаружены в других отраслях промышленности, что позволяет считать данное техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия". To achieve this goal, the final fit of the punch on the matrix is made by placing the workpiece between the die and the punch, heating it by the electric contact method and repeatedly closing the die tool under the action of the press force. According to reports, the distinguishing features indicated in the claims are not found in other industries, which allows us to consider this technical solution as meeting the criterion of "significant differences".

Предлагаемый способ изготовления оснастки для горячей штамповки листовых заготовок из труднодеформируемых сплавов заключается в изготовлении стальной матрицы 1 (чертеж) по форме детали, отливке по ней цинкового пуансона 2 с предварительной пригонкой его по матрице, помещении между матрицей и пуансоном заготовки 3, ее нагреве электроконтактным способом и многократном смыкании штамповой оснастки под действием усилия пресса, на который она установлена. При этом стальная матрица изготавливается традиционными способами, например, обработкой на фрезерных станках. После отливки цинкового пуансона 2 по матрице 1 производится его предварительная пригонка путем снятия металла механическими способами, не требующая высокой точности, а следовательно, и больших трудозатрат. Данная операция необходима вследствие доводок при остывании пуансона. Окончательная и наиболее трудоемкая пригонка пуансона 2 по матрице 1 (с учетом толщины штампуемой детали 3) производится непосредственно на прессе, куда устанавливается штамповая оснастка. После установки и фиксации взаимного расположения матрицы и пуансона матрицу покрывают асботканью 4, листовую заготовку 3 помещают над матрицей 1, включают ее нагрев электроконтактным способом (через предварительно закрепленные клеммы 5) до необходимой температуры, включают нагрев и осуществляют смыкание матрицы и пуансона, закрепленного на ползуне пресса, с заданным усилием, после чего пуансон возвращается в исходное положение. Последние действия, начиная с нагрева заготовки, повторяют многократно (не менее 10 раз). В результате разогрева поверхностного слоя пуансона от заготовки и многократного воздействия сжимающих усилий поверхность пуансона "разглаживается" и приобретает форму, точно соответствующую форме матрицы с учетом толщины заготовки. При этом не требуется дополнительная механическая пригонка пуансона. The proposed method of manufacturing a tool for hot stamping sheet blanks from difficult to deform alloys consists in manufacturing a steel matrix 1 (drawing) according to the shape of the part, casting a zinc punch 2 on it with preliminary fitting it on the matrix, placing it between the matrix and the punch of the workpiece 3, and heating it by the electric contact method and repeatedly closing the die tool under the action of the press on which it is installed. In this case, the steel matrix is made by traditional methods, for example, by machining on milling machines. After casting the zinc punch 2 on the matrix 1, it is preliminarily fitted by removing the metal by mechanical methods, which does not require high precision and, consequently, large labor costs. This operation is necessary due to the refinement when cooling the punch. The final and most time-consuming fitting of the punch 2 on the matrix 1 (taking into account the thickness of the stamped part 3) is carried out directly on the press, where the stamping equipment is installed. After installing and fixing the relative position of the matrix and the punch, the matrix is coated with asbot cloth 4, the sheet blank 3 is placed over the matrix 1, it is heated by the electric contact method (via pre-fixed terminals 5) to the required temperature, the heating is turned on and the matrix and punch fixed on the slider are closed press, with a given force, after which the punch returns to its original position. The last actions, starting with heating the workpiece, are repeated many times (at least 10 times). As a result of heating of the surface layer of the punch from the workpiece and repeated exposure to compressive forces, the surface of the punch “smoothes out” and takes on a shape exactly matching the shape of the matrix, taking into account the thickness of the workpiece. It does not require additional mechanical fitting of the punch.

Предлагаемый способ был опробован для изготовления штамповой оснастки для горячей штамповки деталей из листового сопротивления ВТ20. Матрица (чертеж) изготавливалась из стали, пуансон из цинкового сплава отливался по матрице. После предварительной пригонки пуансона по матрице оснастка устанавливалась на гидравлический пресс НУС-250. Матрица покрывалась асботканью АТ-1 по ГОСТ 6102-78. Листовая заготовка помещалась над матрицей, производился ее нагрев до температуры 900-920^oC с электросопротивлением, после чего нагрев отключали и производили смыкание пуансона и матрицы с усилием 2000 кН. Последние операции, начиная с нагрева заготовки, повторяли 10 раз. В результате получили поверхность пуансона, точно соответствующую форме матрицы с учетом толщины штампуемой детали.The proposed method was tested for the manufacture of die tooling for hot stamping parts from sheet resistance VT20. The matrix (drawing) was made of steel, the zinc alloy punch was cast on the matrix. After preliminary fitting of the punch along the matrix, the equipment was installed on the NUS-250 hydraulic press. The matrix was covered with AT-1 asbotkan according to GOST 6102-78. The sheet blank was placed above the matrix, it was heated to a temperature of 900-920 ^o C with electrical resistance, after which the heating was turned off and the punch and die were closed with a force of 2000 kN. Recent operations, starting with heating the workpiece, were repeated 10 times. The result is a punch surface that exactly matches the shape of the die, taking into account the thickness of the stamped part.

Проведенные опытные работы подтвердили возможность окончательной точной пригонки штамповой оснастки предложенным способом, при этом значительно сокращается трудоемкость данной операции по сравнению с традиционными способами пригонки наждачными и полировальными кругами. Кроме того, если штамповку деталей осуществлять сразу после подгонки пуансона по матрице, то это положительно сказывается на качестве формообразования деталей, так как штамп в процессе подгонки пуансона по матрице нагревается от нагретой заготовки. The conducted experimental work confirmed the possibility of the final exact fit of the die tooling by the proposed method, while the laboriousness of this operation is significantly reduced in comparison with traditional methods of fitting with emery and polishing wheels. In addition, if stamping of parts is carried out immediately after fitting the punch on the die, then this has a positive effect on the quality of forming parts, since the stamp is heated by the heated workpiece during fitting of the punch through the die.

Claims

A method of manufacturing a tool for hot stamping sheet blanks, which consists in manufacturing a matrix according to the shape of the part, casting a zinc punch on it, pre-fitting the punch on the matrix by removing the metal mechanically, final fitting, characterized in that the matrix is made of steel and the final fitting of the punch on the matrix produced by placing between the matrix and the punch the workpiece, heating it by the electric contact method and repeatedly closing the die tool under the action of press force.