RU2159690C2

RU2159690C2 - Method for making annular forgings without slopes

Info

Publication number: RU2159690C2
Application number: RU98109692A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Годов; В.В. Пацуков; Ю.В. Кузнецов
Original assignee: ОАО "Уральский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely manufacture of annular forgings without slopes by die forging in universal forming equipment. SUBSTANCE: method comprises steps of forming in forging die set annular blank with inclined walls, with bridge for piercing opening in the form of truncated dome arranged on end of small base of forging. Formed blank is placed onto piercing die in such a way that its bridge is turned upwards. At acting upon outer end of dome-like bridge by means of piercing punch, bridge is straightened. Radial displacement of bridge metal provides expansion of upper end of annular blank. At further motion of punch opening is pierced. Then blank is rotated by 180 deg. and it is placed into trimming die. Trimming punch has calibrating protrusion. When trimming punch is descended blank is calibrated along inner diameter and then burr is trimmed. At reverse stroke of press slide blank is stripped from calibrating protrusion by back side of trimming die. EFFECT: enhanced quality of forgings, reduced metal consumption. 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно, к способам изготовления объемной штамповкой кольцевых поковок без штамповочных уклонов. The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular, to methods for manufacturing die forgings by die forging without stamping slopes.

Изобретение может быть использовано при изготовлении кольцевых поковок на универсальном штамповочном оборудовании в кузнечно-штамповочных цехах машиностроительных предприятий в условиях серийного и крупносерийного производства. The invention can be used in the manufacture of ring forgings on universal stamping equipment in the forging shops of machine-building enterprises in the conditions of serial and large-scale production.

Известен способ изготовления кольцевых поковок [1], который заключается в том, что при штамповке на кольцевой поверхности заготовки, в месте разъема штампов, получают технологический напуск и усилие калибровки прикладывают к этому напуску. При обжиме нижняя часть заготовки деформируется за счет воздействия матрицы на технологический напуск. Часть заготовки, расположенная выше технологического напуска, деформируется вне контакта с матрицей. Задиры и риски на этой части заготовки отсутствуют. A known method of manufacturing annular forgings [1], which consists in the fact that when stamping on the annular surface of the workpiece, in the place of connector stamps, receive technological inlet and the calibration force is applied to this inlet. When crimping, the lower part of the workpiece is deformed due to the impact of the matrix on the technological inlet. The part of the workpiece located above the technological inlet is deformed out of contact with the matrix. There are no seizures or risks on this part of the workpiece.

Недостаток способа в том, что поковки, изготовленные по известной технологии, имеют нестабильные размеры как по высоте, так и по диаметрам. Так как невозможно выполнить технологический напуск одинаковым на всей партии деталей, отштампованных в одном штампе, поковки после калибровки также будут отличаться между собой. Кроме того, при изготовлении поковок известным способом, часть металла необоснованно расходуется на технологический напуск, расположенный на наружной стенке кольца и напуск, остающийся от проколки отверстия. The disadvantage of this method is that forgings made by known technology have unstable dimensions both in height and in diameter. Since it is impossible to carry out technological inlet the same on the entire batch of parts stamped in one stamp, the forgings after calibration will also differ from each other. In addition, in the manufacture of forgings in a known manner, part of the metal is unreasonably spent on technological inlet located on the outer wall of the ring and inlet remaining from the puncture holes.

Известен также способ изготовления кольцевых поковок без штамповочных уклонов [2], который заключается в том, что после штамповки полой заготовки с наклонными стенками, обрезки облоя и прошивки отверстия заготовки подвергают калибровке по наружному диаметру и протяжке по внутреннему диаметру, при этом протяжку заготовки осуществляют на участке отстоящем от нагружаемого при обжиме ее торца на расстоянии 0,05 - 0,3 высоты заготовки. There is also known a method of manufacturing annular forgings without stamping slopes [2], which consists in the fact that after stamping a hollow workpiece with inclined walls, trimming the flake and flashing the holes of the workpiece, they are calibrated by the outer diameter and broach by the inner diameter, while the workpiece is pulled by a section spaced from the end being loaded when crimping it at a distance of 0.05 - 0.3 of the height of the workpiece.

Недостаток способа в том, что для его осуществления требуются значительные усилия как при калибровке, так и при протяжке и, как следствие, низкая стойкость калибровочной матрицы и протяжной оправки, что приводит к появлению на поковках задиров. Кроме того известный способ может быть осуществлен с применением дополнительного нагрева, т.к. операция калибровки и протяжки по известному способу несовместима с операциями обрезки облоя и прошивки отверстия на штампованных заготовках. The disadvantage of this method is that its implementation requires considerable effort both during calibration and during broaching and, as a result, low resistance of the calibration matrix and broaching mandrel, which leads to the appearance of scoring on the forgings. In addition, the known method can be carried out using additional heating, because the calibration and broaching operation according to the known method is incompatible with the operations of trimming flashing and flashing holes on stamped blanks.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению, принятым в качестве прототипа, является способ изготовления кольцевых поковок [3] , который заключается в том, что предварительно отштампованная кольцевая заготовка с наклонными стенками подвергается калибровке с приложением дополнительного усилия к деформируемому торцу заготовки в направлении, противоположном направлению усилия калибровки. Одновременно производят подрезку технологического напуска, т.е. пережим металла заготовки между режущей кромкой пуансон-матрицы и пуансоном. The closest technical solution to the proposed invention, adopted as a prototype, is a method of manufacturing annular forgings [3], which consists in the fact that the pre-stamped annular workpiece with inclined walls is calibrated with additional force to the deformable end of the workpiece in the opposite direction calibration efforts. At the same time, they trim the technological inlet, i.e. pinch the workpiece metal between the cutting edge of the punch matrix and the punch.

Недостаток способа в том, что при осуществлении его не обеспечивается достаточная точность внутреннего размера заготовки, т.к. получение внутренней полости заготовки осуществляется за счет раздачи технологического напуска остающегося от прошивки отверстия, точность размеров которого значительно ниже, чем размеры поковки. The disadvantage of this method is that in the implementation of it is not ensured sufficient accuracy of the internal size of the workpiece, because the inner cavity of the preform is obtained by distributing the technological inlet of the hole remaining from the firmware, the dimensional accuracy of which is significantly lower than the forging size.

Целью настоящего изобретения является повышение качества получаемых изделий, расширение их номенклатуры и экономия металла. The aim of the present invention is to improve the quality of the products obtained, expand their range and save metal.

Указанная цель обеспечивается тем, что предложен способ изготовления кольцевых поковок без штамповочных уклонов, заключающийся в том, что осуществляют штамповку полой заготовки с наклонными стенками и последующую последовательную проколку отверстия, обрезку облоя, правку и калибровку, при этом правку производят путем приложения усилия прошивки отверстия к криволинейной перемычке, выполненной выше торца меньшего основания полой заготовки, и затем осуществляют свободную калибровку по внутренней поверхности путем приложения противодействующего усилия к облою, расположенную в непосредственной близости к торцу большего основания заготовки, после этого производится обрезка облоя. This goal is ensured by the fact that a method for manufacturing annular forgings without stamping slopes is proposed, which consists in stamping a hollow workpiece with inclined walls and subsequent sequential puncture of the hole, trimming the flake, dressing and calibration, while dressing is performed by applying the force of hole piercing to curved jumper made above the end of the smaller base of the hollow workpiece, and then carry out free calibration on the inner surface by applying a counter ystvuyuschego efforts to obloyu located in close proximity to the end of the greater base of the workpiece, then made flash trimming.

В источниках информации об уровне науки и техники сходных технических решений с приведенными выше отличительными особенностями способа изготовления кольцевых поковок без штамповочных уклонов не обнаружено, что свидетельствует о существенности отличительных признаков предлагаемого изобретения. In the sources of information on the level of science and technology similar technical solutions with the above distinctive features of the method of manufacturing annular forgings without stamping slopes are not found, which indicates the significance of the distinguishing features of the present invention.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - прошивка отверстия с предварительной правкой кольца;
на фиг. 2 - процесса окончательной калибровки кольца и обрезки облоя.The invention is illustrated by drawings, which show:
in FIG. 1 - hole firmware with preliminary editing of the ring;
in FIG. 2 - the process of final calibration of the ring and trimming the flare.

Предлагаемый согласно изобретению способ изготовления кольцевых поковок без штамповочных уклонов осуществляется следующим образом. Proposed according to the invention a method of manufacturing annular forgings without stamping slopes is as follows.

В ковочном штамме штампуется полая кольцевая заготовка 1 с наклонными стенками, с углом наклона α, с перемычкой под прошивку 2 в виде усеченного купола, расположенную на торце меньшего основания, с облоем 3 на другом торце. Отштампованная заготовка 1 устанавливается в проколочную матрицу 4 перемычкой 2 вверх. При воздействии на наружный торец куполообразной перемычки 2 проколочным паунсоном 5 происходит выпрямление перемычки 2. Радиальное перемещение металла перемычки 2 обеспечивает раздачу верхнего торца кольцевой заготовки 1. Сечение поковки получает поворот на угол β (β < α). При дальнейшем движении пуансона 5 происходит прошивка отверстия, при этом внутренняя поверхность кольцевой заготовки не имеет технологического напуска, остающегося от проколки отверстия в известных способах при расположении перемычки ниже или на одном уровне с торцем заготовки. После прошивки отверстия заготовка 1 устанавливается с поворотом на 180^o в обрезную матрицу 6. По мере опускания обрезного пуансона 7, имеющего на торце калибрующий выступ 8, последний, входя во внутреннюю полость кольца 1, калибрует ее по внутреннему отверстию путем приложения касательных усилий к ее наружной боковой поверхности по линии среза заусенца, направленных в противоположную сторону усилия калибровки. Усилие калибровки значительно меньше усилия обрезки облоя, поэтому заготовка полностью охватывает калибрующий выступ 8 обрезного пуансона 7 и затем при дальнейшем движении вниз, торец обрезного пуансона 7 воздействует на торец откалиброванной по внутреннему диаметру заготовки 1. Усилие пресса прикладывается к торцу заготовки 1, проталкивая ее через обрезную матрицу 6, производя обрезку облоя 3. При обратном ходе ползуна пресса заготовка, удерживаемая силами трения на калибрующем выступе 8 обрезного пуансона 7, снимается с него тыльной стороной обрезной матрицы 6. Так как в процессе калибровки происходит незначительное увеличение наружного диаметра кольца, а усилие калибровки незначительно при малых величинах деформации кольцо не может пройти через обрезную матрицу 6 и легко снимается с обрезного пуансона 7 при обратном ходе ползуна пресса.In the forging strain, a hollow annular blank 1 with inclined walls, with an angle of inclination α, with a jumper under the piercing 2 in the form of a truncated dome located on the end face of the smaller base, with a flash 3 on the other end is stamped. The stamped blank 1 is installed in the puncture matrix 4 with a jumper 2 up. When exposed to the outer end of the dome-shaped jumper 2 by the puncture punch 5, the jumper 2 is straightened. The radial movement of the metal of the jumper 2 ensures the distribution of the upper end of the annular blank 1. The forging section receives a rotation through angle β (β <α). With the further movement of the punch 5, the hole is flashed, while the inner surface of the annular blank does not have a technological lap remaining from the hole puncture in known methods with the jumper located lower or flush with the end face of the blank. After flashing the hole, the workpiece 1 is mounted 180 ^° rotated into the cutting matrix 6. As the cutting punch 7, having a gauge protrusion 8 at the end, is lowered, the latter, entering the inner cavity of ring 1, calibrates it against the inner hole by applying tangential forces to it outer side surface along the cut line of the burr, directed in the opposite direction of the calibration force. The calibration force is much smaller than the burr cutting force, therefore, the workpiece completely covers the calibrating protrusion 8 of the cutter 7 and then, when moving downward, the end of the cutter 7 acts on the end face of the workpiece 1 calibrated by the inner diameter. The pressure is applied to the end of the workpiece 1, pushing it through trimming matrix 6, trimming the flake 3. During the reverse stroke of the press slider, the workpiece held by the friction forces on the gauge protrusion 8 of the trimming punch 7 is removed from it of this cut-off matrix 6. Since during the calibration process a slight increase in the outer diameter of the ring occurs, and the calibration force is insignificant for small deformations, the ring cannot pass through the cut-off matrix 6 and is easily removed from the cut-off punch 7 during the reverse stroke of the press slide.

Пример реализации способа. Способ реализован при штамповке заготовки подшипникового кольца по чертежу 2322/02 из стали ШХ15СГ. Поковка кольца имеет размеры: наружный диаметр - 162 мм, внутренний диаметр - 102 мм, высота поковки - 56 мм. Для изготовления кольца, на молоте с МПЧ - 3тн была отштампована полая кольцевая заготовка с наклонными стенками с углом наклона 9 градусов, с перемычкой толщиной 6 мм, расположенной выше торца меньшего основания. Внутренний диаметр меньшего основания (по построению) равен 90 мм. При прошивке отверстия происходит предварительная раздача отверстия, сечение поковки имеет поворот на угол β ≈ 5^o. Внутренний диаметр меньшего основания увеличился до 95 мм. Затем на поковках производили обрезку облоя и при этом окончательно калибровали на калибрующем выступе обрезного пуансона, который имеет размер по горячему диаметру поковки 102 мм. Получается поковка строго цилиндрической формы с заданными размерами.An example implementation of the method. The method is implemented when stamping a billet of a bearing ring according to drawing 2322/02 from steel ШХ15СГ. The forging of the ring has dimensions: the outer diameter is 162 mm, the inner diameter is 102 mm, the height of the forgings is 56 mm. For the manufacture of a ring, a hollow annular billet with inclined walls with an angle of inclination of 9 degrees, with a 6 mm thick jumper located above the end of the smaller base, was stamped on a hammer with an MFR-3tn. The inner diameter of the smaller base (by construction) is 90 mm. When flashing the hole, a preliminary distribution of the hole occurs, the cross section of the forging has a rotation at an angle β ≈ 5 ^o . The inner diameter of the smaller base increased to 95 mm. Then, flashing was trimmed on the forgings and finally calibrated on the calibrating protrusion of the edged punch, which has a hot diameter of 102 mm. It turns out forging strictly cylindrical in shape with the specified dimensions.

Предлагаемый способ изготовления кольцевых поковок позволяет также устранить неплоскостность торцев поковки, снижает усилие калибровки и повышает стойкость калибрующего инструмента. При осуществлении способа снижается трудоемкость изготовления поковок, так как обрезка облоя, прошивка отверстия и калибровка производятся в двух ручьях последовательного штампа. На внутренней поверхности колец не имеется остатка от проколки отверстия, что значительно повышает точность получаемых поковок при снижении расхода металла. Снижение расхода металла происходит также за счет уменьшения величины облоя, т.к. кольцевая поковка штампуется с размером по разъему, равному наружному диаметру кольца, в отличие от известных способов, в которых калибровка осуществляется обжатием по наружному диаметру кольцевой поковки. The proposed method of manufacturing annular forgings can also eliminate the non-flatness of the ends of the forgings, reduces the calibration force and increases the resistance of the calibrating tool. When implementing the method, the laboriousness of manufacturing forgings is reduced, since trimming of the flake, flashing of the hole and calibration are performed in two streams of a serial stamp. On the inner surface of the rings there is no residue from the puncture holes, which significantly increases the accuracy of the obtained forgings while reducing metal consumption. The reduction in metal consumption also occurs due to a decrease in the size of the flash, because the annular forgings are stamped with a size of a connector equal to the outer diameter of the ring, in contrast to the known methods in which calibration is performed by compression along the outer diameter of the annular forgings.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 893370, кл. B 21 J 5/02, 1980 г.Sources of information
1. USSR author's certificate N 893370, cl. B 21 J 5/02, 1980

2. Авторское свидетельство СССР N 1139553, кл. B 21 J 5/00, 1983 г. 2. USSR author's certificate N 1139553, cl. B 21 J 5/00, 1983

3. Авторское свидетельство СССР N 1274835, кл. B 21 J 5/02, 1985 г. 3. Copyright certificate of the USSR N 1274835, cl. B 21 J 5/02, 1985

Claims

A method of manufacturing annular forgings without stamping slopes, including stamping a hollow billet with inclined walls and subsequent sequential puncturing of the hole, trimming the flake, dressing and calibration, characterized in that the dressing is performed by applying the force of hole piercing to the curved jumper made above the end face of the smaller base of the hollow workpiece and then carry out free calibration on the inner surface by applying a counteracting force to the area located in the immediate lizosti to the end of the greater base of the preform, after flash trimming is performed, the removal of the forging punch with sizing is performed during the return stroke of the slider back side edged matrix.