RU2242320C2 - Method for forming hollow parts of flat sheet blanks and apparatus for performing the same - Google Patents
Method for forming hollow parts of flat sheet blanks and apparatus for performing the same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242320C2 RU2242320C2 RU2002104040/02A RU2002104040A RU2242320C2 RU 2242320 C2 RU2242320 C2 RU 2242320C2 RU 2002104040/02 A RU2002104040/02 A RU 2002104040/02A RU 2002104040 A RU2002104040 A RU 2002104040A RU 2242320 C2 RU2242320 C2 RU 2242320C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- forming
- hemisphere
- finished product
- stamping
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых деталей преимущественно сферической, тороидальной др. формы.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of hollow parts, mainly spherical, toroidal, other forms.
Известен способ штамповки полых деталей из плоских листовых заготовок, согласно которому усилие воздействия на заготовку передают через пластичный легко деформируемый материал, устанавливаемый в контакте с заготовкой [1].A known method of stamping hollow parts from flat sheet blanks, according to which the force exerted on the workpiece is transmitted through a plastic easily deformable material installed in contact with the workpiece [1].
Недостатком этого способа является гофрирование материала при штамповке тонколистовых деталей, что снижает качество изготавливаемых деталей.The disadvantage of this method is the corrugation of the material when stamping thin-sheet parts, which reduces the quality of the manufactured parts.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ штамповки листовых деталей, основанный на деформировании заготовки в пакете между формообразующими элементами из деформируемых материалов, суммарная толщина которых с заготовкой постоянна в направлении силового воздействия на них [2]. Этот способ, обладая широкими технологическими возможностями, имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что исходная толщина заготовки изменяется в зависимости от угла между касательной к стенке изделия и направлением силового воздействия на заготовку, причем уменьшение толщины может быть в два раза и более.Closest to the invention in terms of technical nature and the achieved effect is a method of stamping sheet parts, based on the deformation of the workpiece in the package between the forming elements of deformable materials, the total thickness of which with the workpiece is constant in the direction of force impact on them [2]. This method, having wide technological capabilities, has a significant drawback, namely, that the initial thickness of the workpiece varies depending on the angle between the tangent to the wall of the product and the direction of the force acting on the workpiece, and the decrease in thickness can be twice or more.
Способ может быть реализован в устройстве для штамповки полых деталей из плоских листовых заготовок, содержащем верхний и нижний бойки, пуансон, матрицу [3]. Однако вследствие отсутствия заходного конуса на матрице затруднено регулирование толщины на кромке детали.The method can be implemented in a device for stamping hollow parts from flat sheet blanks containing the upper and lower strikers, punch, die [3]. However, due to the lack of a feed cone on the matrix, it is difficult to control the thickness at the edge of the part.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение отмеченного недостатка изготовления полых деталей из листовых заготовок по прототипу и как следствие повышение равнотолщинности и качества изготавливаемых деталей.The technical problem to which the claimed invention is directed is to eliminate the noted drawback of manufacturing hollow parts from sheet blanks according to the prototype and, as a result, to increase the equal thickness and quality of the manufactured parts.
Для решения поставленной задачи в известном способе штамповки полых деталей из листовых заготовок, заготовку помещают в пакет между формообразующими элементами из пластичного легкоплавкого металла, формообразующие поверхности выполняют на противоположных поверхностях формообразующих элементах, после чего пакет осаживают в контейнере между нажимными элементами, причем суммарную толщину пакета принимают постоянной в направлении силового воздействия на последний, формообразующие поверхности выполнят на нажимных элементах, а значения толщины плоской листовой заготовки So и ее диаметр Досф, равный диаметру контейнера Дксф, при штамповке деталей преимущественно сферической и тороидальной формы с диаметром d поперечного сечения, устанавливают по зависимостямTo solve the problem in the known method of stamping hollow parts from sheet blanks, the workpiece is placed in a package between the forming elements of plastic low-melting metal, forming surfaces are performed on opposite surfaces of the forming elements, after which the package is deposited in the container between the pressure elements, and the total thickness of the package is taken constant in the direction of the force acting on the latter, the forming surfaces will be performed on the pressure elements, and the thickness of the flat sheet billet S o and its diameter D osf equal to the diameter of the container D ksf , when stamping parts predominantly spherical and toroidal in shape with a diameter d of the cross section, set according to the dependencies
где Досф - диаметр плоской заготовки для изготовления полусферы,where D OSF - the diameter of the flat billet for the manufacture of the hemisphere,
Дксф - диаметр контейнера,D CSF - the diameter of the container,
d - диаметр поперечного сечения сферы или тора,d is the diameter of the cross section of a sphere or torus,
So - исходная толщина плоской заготовки,S o - the initial thickness of the flat workpiece,
Sи - толщина стенки изделия,S and - wall thickness of the product,
а для штамповки полуторов соответствующие параметры устанавливают согласно зависимостямand for stamping one and a half relevant parameters are set according to the dependencies
где Дот - наружный диаметр плоской заготовки для изготовления полутора,where D from - the outer diameter of the flat billet for the manufacture of one and a half,
Дкт - наружный диаметр основания кольцевого конуса полуфабриката,D CT - the outer diameter of the base of the annular cone of the semi-finished product,
Дт - диаметр круговой оси полутора или расстояние между центрами проходного сечения тора,D t - the diameter of the circular axis of one and a half or the distance between the centers of the passage section of the torus,
Двн - внутренний диаметр плоской заготовки для изготовления полутора.D VN - the inner diameter of the flat billet for the manufacture of one and a half.
После чего осуществляют первый этап штамповки путем осадки пакета формообразующих элементов с заготовкой, преобразующий последнюю: для полусферы - в полуфабрикат конической формы, для полутора - в полуфабрикат с кольцевой конической полостью при угле конусности 2· α и=90° , затем, после удаления нижних формообразующего и нажимного элементов и установки на место последнего сферической или тороидальной матрицы с коническими входными кромками, осуществляют вытяжку соответствующего полуфабриката в полусферу или в полутор давлением со стороны формообразующего элемента. Кроме того, в устройстве для штамповки полых деталей из плоских листовых заготовок, содержащем верхний и нижний бойки, пуансон, матрицу, матрица выполнена с входным конусом, угол конусности которого устанавливают по формулеAfter that, the first stage of stamping is carried out by settling a package of forming elements with a workpiece, which transforms the latter: for a hemisphere - into a semi-finished product of a conical shape, for one and a half - into a semi-finished product with a ring conical cavity at a taper angle of 2 · α and = 90 °, then, after removing the lower forming and pressing elements and installation in place of the last spherical or toroidal matrix with tapered inlet edges, the corresponding semi-finished product is drawn into a hemisphere or one and a half pressure from us mold member. In addition, in the device for stamping hollow parts from flat sheet blanks containing the upper and lower strikers, the punch, matrix, matrix is made with an input cone, the taper angle of which is set by the formula
где α и - угол конусности конического полуфабриката к его оси,where α and - the taper angle of the conical semi-finished product to its axis,
Е - степень утолщения кромки полусферы под сварку,E is the degree of thickening of the hemisphere edge for welding,
α у - угол конусности кольцевой входной кромки матрицы.α у - taper angle of the annular input edge of the matrix.
Сущность предложенного технического поясняется чертежами, где изображены различные этапы штамповки полусферы:The essence of the proposed technical is illustrated by drawings, which depict the various stages of hemisphere stamping:
на фиг.1 - исходное положение (перед первым этапом штамповки),figure 1 - initial position (before the first stage of stamping),
на фиг.2 - положение перед штамповкой конического полуфабриката,figure 2 - position before stamping the conical semi-finished product,
на фиг.3 - положение после штамповки конического полуфабриката,figure 3 - position after stamping of the conical semi-finished product,
на фиг.4 - положение перед вторым этапом штамповки полуфабриката (после удаления нижнего формообразующего элемента с бойка),figure 4 - position before the second stage of stamping of the semi-finished product (after removing the lower forming element from the striker),
на фиг.5 - исходное положение перед вытяжкой полусферы,figure 5 - initial position before the extraction of the hemisphere,
на фиг.6 - положение перед началом штамповки полусферы,figure 6 - position before the stamping of the hemisphere,
на фиг.7 - положение после вытяжки полусферы,Fig.7 - position after drawing the hemisphere,
на фиг.8 - положение перед удалением из рабочей зоны пресса отштампованной детали с формообразующим элементом,on Fig - position before removing from the working area of the press stamped parts with forming element,
на фиг.9 - параметры заготовки,figure 9 - the parameters of the workpiece,
на фиг.10 - параметры конического полуфабриката полусферы,figure 10 - parameters of the conical semi-finished hemisphere,
на фиг.11 - параметры отштампованной полусферы,figure 11 - parameters of the stamped hemisphere,
на фиг.12 - параметры конического полуфабриката для полутора,in Fig.12 - the parameters of the conical semi-finished product for one and a half,
на фиг.13 - параметры отштампованного полутора.in Fig.13 - the parameters of the stamped one and a half.
Подрисуночные надписи к фиг.14-21 (в случае штамповки с формообразующими элементами в виде плоских дисков) полностью повторяют подрисуночные надписи к фиг.1-8 соответственно.The captions for Figs. 14-21 (in the case of stamping with forming elements in the form of flat disks) completely repeat the captions for Figures 1-8, respectively.
Устройство для осуществления предложенного способа содержит закрепленный на столе 1 и на внутреннем ползуне пресса (условно не показан) соответственно нижний 2 и верхний 3 бойки, а также закрепленный на наружном ползуне пресса 4 контейнер 5. Роль пуансона и матрицы выполняют формообразующие элементы 6 и 7, из пластичного легкоплавкого металла, суммарную толщину которого принимают постоянной в направлении силового воздействия на него. Элементы 6 и 7, после штамповки плоской заготовки 8 в конический полуфабрикат 9, принимают соответственно форму 10 и 11. Вытяжку конического полуфабриката 9 в сферическую деталь 12 осуществляют верхним формообразующим элементом 10 в сферическую матрицу 13 с выталкивателем 14 (привод условно не показан), в результате чего формообразующий элемент принимает форму 16 (фиг.6 и 7), кроме того, следует отметить, что формообразующие поверхности выполняют либо на противоположных поверхностях формообразующих элементов, либо на нажимных элементах (фиг.14 и 15).A device for implementing the proposed method comprises a
Осуществляется способ штамповки сферических деталей следующим образом. Плоскую листовую заготовку 8 помещают между двумя формообразующими элементами 6 и 7 и устанавливают на нижний боек 2 (фиг.1), так что при рабочем ходе пресса они находятся внутри контейнера 5 (фиг.2). При рабочем ходе пресса опускающийся верхний боек 3 сначала соприкасается с верхним формообразующим элементом 6 (фиг.2), а затем осаживает пакет с высоты Нк+Hoc до высоты Нос, в результате чего плоская листовая заготовка 8 под действием деформаций сдвига принимает форму конического полуфабриката 9 (фиг.3). Оставшийся на нижнем бойке 2 нижний формообразующий элемент 11 вместе с нижним бойком 2 (после подъема наружного ползуна пресса 4) удаляется из рабочей зоны пресса. При этом верхний формообразующий элемент 10 с коническим полуфабрикатом 9 удерживается в контейнере 5 силами трения (фиг.4). На этом кончается первый этап изготовления детали.A method of stamping spherical parts as follows. A flat sheet blank 8 is placed between two forming elements 6 and 7 and installed on the lower hammer 2 (figure 1), so that during the working stroke of the press they are inside the container 5 (figure 2). During the working stroke of the press, the lowering upper head 3 first contacts the upper forming element 6 (Fig. 2), and then upsets the bag from a height H to + H oc to a height of H OS , as a result of which a flat sheet blank 8 takes the form under the action of shear deformations conical semi-finished product 9 (figure 3). Remaining on the
Второй этап изготовления детали заключается в вытяжке конического полуфабриката 9 в полусферу 12, для чего на место нижнего бойка 2 помещают сферическую матрицу 13 с выталкивателем 14 (см. фиг.5, привод условно не показан). Включение рабочего хода пресса приводит сначала к опусканию контейнера 5 в крайне нижнее положение и к прижиму конического полуфабриката 9 к входному конусу 15 матрицы 13 (см. фиг.6), после чего силовым воздействием со стороны верхнего бойка 3 на верхний формообразующий элемент 10 создают давление со стороны последнего, которое вытягивает конический полуфабрикат 9 в полусферу 12, при этом элемент 10 принимает форму 16 после опускания его на высоту hoc (фиг.6 и 7). Включение обратного хода пресса приводит к подъему верхнего бойка 3 и контейнера 5 в крайне верхнее положение (фиг.8). Это обеспечивает подъем сферической детали 12 с элементом 16 при помощи выталкивателя 14 и последующее удаление отштампованной детали 12 с элементом 16 из рабочей зоны пресса для их последующей обработки, а при необходимости и к смене вытяжной матрицы 13 на нижний боек 2.The second stage of the manufacture of the part consists in the extraction of the conical semi-finished product 9 into the hemisphere 12, for which a
Приведенным описанием способа показано, как изготавливают детали типа равнотолщинных полусфер. Следует, однако, иметь в виду, что практически все отштампованные полусферы сваривают в сферы, что приводит к снижению прочности материала в сварном шве на 20-30%. Это, в свою очередь, приводит к увеличению полетного веса сферических и тороидальных емкостей авиакосмической техники. В этом отношении разработанный способ изготовления полых изделий, как бы попутно, решает отмеченную проблему, а именно - он обеспечивает изготовление сферических и тороидальных емкостей с утолщенными кромками, компенсирующими потерю прочности свариваемых сфер и торов в зоне их термического влияния. Для этого на первом этапе штамповки исходную заготовку в виде плоского диска 8 (фиг.9) диаметром Досф=Дксф (где Дксф - диаметр контейнера, Досф - диаметр плоской заготовки для изготовления полусферы) посредством деформации сдвига штампуют в двухконусный полуфабрикат, стенку которого выполняют с двумя углами конусности: 2· α и - угол конуса полуфабриката при его толщине стенки Sи=So· sinα и и 2· α y - угол конусности утолщаемой периферийной зоны с толщиной стенки Sy=So· sinα y. Это позволяет согласно фиг.9 и 10 определить толщину исходной плоской заготовки So по формулеThe above description of the method shows how to make parts such as equal-thickness hemispheres. However, it should be borne in mind that almost all stamped hemispheres are welded into spheres, which leads to a decrease in the strength of the material in the weld by 20-30%. This, in turn, leads to an increase in the flight weight of spherical and toroidal capacities of aerospace engineering. In this regard, the developed method for manufacturing hollow products, as it were, simultaneously solves the noted problem, namely, it provides the production of spherical and toroidal containers with thickened edges, compensating for the loss of strength of the welded spheres and tori in the zone of their thermal influence. For this, at the first stage of stamping, the initial billet in the form of a flat disk 8 (Fig. 9) with a diameter of D OSF = D CSF (where D CSF is the diameter of the container, D OSF is the diameter of the flat workpiece for manufacturing a hemisphere) by shear deformation is stamped into a two-cone semi-finished product, the wall of which is performed with two taper angles: 2 · α and is the cone angle of the semi-finished product with its wall thickness S and = S o · sinα and and 2 · α y is the taper angle of the thickened peripheral zone with the wall thickness S y = S o · sinα y . This allows according to Fig.9 and 10 to determine the thickness of the original flat workpiece S o according to the formula
So=Sи/sinα и.S o = S and / sinα and .
Второй этап штамповки осуществляют при силовом воздействии со стороны верхнего бойка 3 на формообразующий элемент 10 (фиг.10), давление со стороны которого прижимает фланцевую часть полуфабриката к входному конусу 15 матрицы 13 и вытягивает ее с формообразованием полусферы по рабочей поверхности матрицы 13, осуществляя при этом дополнительную осадку формообразующего элемента 10 на высоту hoc (фиг.11). После удаления из рабочей зоны пресса элемента 16 с отштампованной полусферой 12 последнюю подвергают механической обработке для получения ее высоты d/2 (где d - диаметр поперечного сечения сферы или тора) и для последующей сварки полусфер по их утолщенным кромочным участкам.The second stamping stage is carried out with a force action from the side of the upper striker 3 on the forming element 10 (Fig. 10), the pressure from the side of which presses the flange part of the semi-finished product to the
Предложенный способ изготовления полусфер двухэтапной штамповки применим и для изготовления полуторов с утолщенными кромками по схеме на фиг.12 и 13. Сначала кольцевыми формообразующими элементами, подобными элементам 6 и 7 (фиг.1), штампуют кольцевой конический полуфабрикат (фиг.12) с наружным и внутренним диаметрами До и Ду и с диаметром кольцевой полости d, стенки которого с толщинами Sy и Sи выполняют с углами конусности 2α у и 2α и, затем давлением со стороны (условно не показанного на фиг.12) верхнего формообразующего элемента обеспечивают прижим наклонных фланцевых участков кольцевого полуфабриката с последующей вытяжкой их стенок по тороидальной поверхности матрицы 13 с коническими входными кромками (фиг.13). Отштампованные полуторы удаляют из рабочей зоны пресса и подвергают механической обработке для последующей сварки их в торы по утолщенным кромочным участкам.The proposed method of manufacturing hemispheres of two-stage stamping is also applicable for the manufacture of half-and-a-half with thickened edges according to the diagrams in Figs. 12 and 13. First, annular conical semi-finished product (Fig. 12) is stamped with ring forming elements similar to elements 6 and 7 (Fig. 1) with an outer and inner diameter of D and E y, and an annular cavity diameter d, which wall thicknesses S y and S and operate with the cone angles 2α and at 2α and then pressure from the (relatively not shown in Figure 12) of the upper mold member provide rizhim inclined flange portions of the annular semifinished product with subsequent stretch of the walls of the
На основе анализа формообразования конического полуфабриката при угле его конусности 2· α и=90° и толщине Sи в полусферу диаметром поперечного сечения d постоянной толщины Sи установим диаметр основания конуса Дк и исходную толщину заготовки So. Из условия равенства боковой поверхности конического полуфабриката Fv поверхности полусферы Fи согласно [4] имеемBased on the analysis of the shaping of the conical semi-finished product with a taper angle of 2 · α and = 90 ° and a thickness S and a hemisphere with a cross-sectional diameter d of constant thickness S and set the diameter of the base of the cone D to and the initial thickness of the workpiece S o . From the condition that the lateral surface of the conical semi-finished product F v is equal to the surface of the hemisphere F and, according to [4], we have
откуда устанавливаем значение диаметра основания конического полуфабриката (при 2· α и=90° )whence we establish the value of the diameter of the base of the conical semi-finished product (at 2 · α and = 90 °)
С учетом припуска на анизотропию штампуемого материала и на некоторую несимметричность вытяжки полусферы относительно ее оси значение Дксф принимаемTaking into account the allowance for the anisotropy of the stamped material and for some asymmetry in the drawing of the hemisphere relative to its axis, we take the value of D ksf
Аналогично и с достаточной для практических целей точностью устанавливаем, что согласно фиг.12 и 13 для крутоизогнутых полуторов ширина основания кольцевого конического полуфабриката Вт, диаметр контейнера Дкт=Дот и диаметр отверстия в заготовке Двн соответственно будутSimilarly and with sufficient accuracy for practical purposes, we establish that according to Figs. 12 and 13 for steeply curved half- tones , the width of the base of the annular conical semi-finished product V t , the diameter of the container D kt = D from and the diameter of the hole in the workpiece D vn will
где Дот - наружный диаметр плоской заготовки для изготовления полутора,where D from - the outer diameter of the flat billet for the manufacture of one and a half,
Дкт - наружный диаметр основания кольцевого конуса полуфабриката,D CT - the outer diameter of the base of the annular cone of the semi-finished product,
Дт - диаметр круговой оси полутора или расстояние между центрами проходного сечения тора,D t - the diameter of the circular axis of one and a half or the distance between the centers of the passage section of the torus,
Двн - внутренний диаметр плоской заготовки для изготовления полутора.D VN - the inner diameter of the flat billet for the manufacture of one and a half.
Угол конусности 2α утолщенного участка фланца конического полуфабриката установим в зависимости от кромки полусферы под сварку изделия Е=Sу/Sи=(Sо· sinα у)/(So· sinα и), откудаThe taper angle 2α of the thickened section of the flange of the conical semi-finished product is set depending on the hemisphere edge for welding the product E = S у / S и = (S о · sinα у ) / (S o · sinα и ), where
где α и - угол конусности конического полуфабриката к его оси,where α and - the taper angle of the conical semi-finished product to its axis,
α у - угол конусности кольцевой входной кромки матрицы.α у - taper angle of the annular input edge of the matrix.
Формообразующие элементы следует изготавливать из легкоплавких металлов, например из сплавов Вуда (Тпл=60,5° С), Гутри (Тпл=45° C), Липовица (Тпл=70° С), Д"Арсе (Тпл=140° ) и др. [5].Mold-forming elements should be made of fusible metals, for example, from Wood alloys (T pl = 60.5 ° C), Goutry (T pl = 45 ° C), Lipovitsa (T pl = 70 ° C), D "Arce (T pl = 140 °) and others [5].
Приведенная в формуле изобретения характеристика формообразующих элементов в части того, что "... суммарную толщину которого принимают постоянной в направлении силового воздействия на последний... ", предполагает выполнение формообразующих элементов не только такими, как это представлено на фиг.1, но и использование их в виде плоских дисков с выполнением соответствующих формообразующих поверхностей на нижнем и на верхнем бойках (фиг.14), которые в этом случае выполняют соответственно роль матрицы и пуансона. Такое выполнение формообразующих элементов позволяет в значительной мере уменьшить их суммарную толщину НΣ и, значит, снизить вес используемого легкоплавкого сплава. Кроме того, позволяет сократить энергозатраты как на их выплавление из деталей, так и на изготовление новых формообразующих элементов. Следует отметить, что применение в способе плоских дисков приводит к преобразованию в устройстве плоских бойков соответственно в пуансон и матрицу. В этом случае подрисуночные надписи к фиг.14-21 остаются теми же, что и к фиг.1-8, а продолжение описания предлагаемого изобретения приводится ниже.The characteristic of the forming elements in the claims in terms of the fact that "... the total thickness of which is taken constant in the direction of the force acting on the last ...", implies the execution of the forming elements not only as shown in figure 1, but also their use in the form of flat disks with the implementation of the corresponding forming surfaces on the lower and upper strikers (Fig), which in this case play the role of a matrix and a punch, respectively. This embodiment of the forming elements can significantly reduce their total thickness HΣ and, therefore, reduce the weight of the used fusible alloy. In addition, it allows to reduce energy consumption both for their smelting from parts, and for the manufacture of new forming elements. It should be noted that the use of flat disks in the method leads to the conversion of flat strikers in the device into a punch and a die, respectively. In this case, the captions for FIGS. 14-21 remain the same as for FIGS. 1-8, and the description of the invention is continued below.
Листовую заготовку 24 (при ) устанавливают на матрицу 18 (фиг.14) и при рабочем ходе пресса они находятся внутри контейнера 21 (фиг.15), причем опускающийся пуансон 19 сначала соприкасается с верхним диском 22, а затем осаживает пакет, в результате чего плоская заготовка 24 под действием деформации сдвига принимает форму конического полуфабриката 25 (фиг.19), а оставшийся на матрице 18 нижний формообразующий элемент 27 (после подъема наружного ползуна пресса 20) удаляется из рабочей зоны пресса. При этом верхний формообразующий элемент 26 с коническим 25 удерживается в контейнере 21 силами трения (фиг.17). На этом кончается первый этап изготовления детали, после чего наружный ползун 20 с верхним формообразующим элементом 26 и с коническим полуфабрикатом 25 поднимаются вверх (фиг.17), а нижний формообразующий элемент 27 вместе с матрицей 18 удаляются из рабочей зоны пресса для подготовки устройства к следующему этапу штамповки конического полуфабриката. Второй этап изготовления детали заключается в вытяжке конического полуфабриката 25 в полусферу 28, для чего формообразующий элемент 27 удаляют из рабочей зоны пресса и на место матрицы 18 помещают сферическую матрицу 29 с выталкивателем 30 (фиг.18, привод условно не показан). Включение рабочего хода пресса приводит сначала к опусканию контейнера 21 в крайнее нижнее положение и к прижатию конического полуфабриката 25 к входному конусу 31 матрицы 29 (фиг.19), после чего силовым воздействием со стороны пуансона 19 на верхний формообразующий элемент 26 создают давление со стороны последнего, которое вытягивает конический полуфабрикат 25 в полусферу 29, при этом элемент 26 принимает форму 32 после опускания его на высоту hoc (фиг.19 и 20). Включение обратного хода пресса приводит к подъему пуансона 19 и контейнера 21 в крайне верхнее положение (фиг.21), что обеспечивает подъем сферической детали 28 с элементом 32 и последующее удаление отштампованной детали 28 с элементом 32 из рабочей зоны пресса для их последующей обработки и при необходимости к смене вытяжной матрицы 29 на матрицу 18. Для предложенного способа штамповки полых деталей применение легкоплавкого сплава по [5] имеет ряд технологических преимуществ. Во-первых, он дешевле других сплавов, так как содержит меньше висмута, а дорогостоящий компонент - олово - в нем отсутствует. Во-вторых, температура плавления этого сплава ниже 100° С и, следовательно, для выплавления этой рабочей среды из отштампованного изделия и для получения новых формообразующих элементов можно применять ванну с кипящей водой. В - третьих, содержание в этом сплаве цинка в 1,2 и 3% обеспечивает твердость по Бринеллю соответственно в 13,9, 15,1 и 17,0 НВ, что позволяет применять этот сплав при штамповке полых изделий с широким диапазоном механических свойств листовых заготовок. Учитывая, что для осуществления предложенного способа на формирующие элементы необходимо задавать давление q до двух σ в пластичного легкоплавкого сплава (т.е. до q=2· σ в), усилие штамповки можно установить по формулеSheet blank 24 (at ) are mounted on the matrix 18 (Fig. 14) and during the working stroke of the press they are inside the container 21 (Fig. 15), and the lowering
где fk - площадь "зеркала" контейнера.where f k is the area of the "mirror" of the container.
Рассмотрим пример полусферы по предложенному способу при следующих данных: материал полусферы - алюминиевый сплав АМг6 (σ в=30 кгс/мм2), диаметр сферы d=150 мм, толщина стенки Sи=1,5 мм, степень утолщения стенки Е=Sу/Sи=1,3, легкоплавкий сплав по [5] с 1% цинка (σ в=5 кгс/мм2). Диаметр плоской листовой заготовки, равный диаметру контейнера, устанавливаем по формуле Досф=Дксф=1,3· d=1,3· 150=195 мм, а толщину So по формуле (2). Тогда So=Sи/sinα и=1,5/sin45° =1,5/0,71=2,1 мм. Угол конусности утолщения согласно формуле (11) будет 2· α у=2-arc sin(E· sinα и)=2· arc sin(1,3-0,71)=2-arc sin 0,82=134° . Усилие штамповки Рщ устанавливаем по формуле (14)Consider the example of a hemisphere by the proposed method with the following data: hemisphere material - Aluminum alloy AMg6 (σ in = 30 kgf / mm 2), the sphere diameter d = 150 mm, wall thickness and S = 1.5 mm, the degree of wall thickening E = S y / S u = 1.3, the fusible alloy to [5] with 1% of zinc (σ in = 5 kgf / mm 2). The diameter of a flat sheet billet equal to the diameter of the container is established by the formula D osf = D ksf = 1.3 · d = 1.3 · 150 = 195 mm, and the thickness S o by the formula (2). Then S o = S and / sinα u = 1.5 / sin45 ° = 1.5 / 0.71 = 2.1 mm. The angle of conicity of the thickening according to formula (11) will be 2 · α y = 2-arc sin (E · sinα and ) = 2 · arc sin (1.3-0.71) = 2-arc sin 0.82 = 134 °. The stamping force P u set by the formula (14)
Рш=2· σ в· Fк=2· 5· 0,785-1952=300000 кгс=300 тс.R W = 2 · σ in · F k = 2 · 5 · 0.785-195 2 = 300000 kgf = 300 tf.
Толщина же одного из формообразующих элементов согласно (13) составляет Нфэ=0,5-200/2=50 мм.According to (13), the thickness of one of the forming elements is H fe = 0.5-200 / 2 = 50 mm.
Таким образом, для рассматриваемого примера определены геометрические параметры исходной заготовки и штамповой оснастки, а также силовые режимы осуществления процесса штамповки.Thus, for the considered example, the geometric parameters of the initial billet and die tooling, as well as the power modes of the stamping process, are determined.
Приведенное описание изобретения показывает, что предложенное техническое решение по штамповке полых листовых деталей, сочетающее в себе использование деформаций сдвига на первом этапе штамповки при получении полуфабриката конической формы с постоянной толщиной стенки Sи вместе с вытяжными деформациями, получаемыми на втором этапе штамповки, обеспечивает значительное расширение технологических возможностей изготовления полых листовых деталей по сравнению, например, с вытяжными работамиThe above description of the invention shows that the proposed technical solution for stamping hollow sheet parts, combining the use of shear deformations in the first stamping step upon receipt of the conical semi-finished product with a constant wall thickness S and together with exhaust strains obtained in the second stamping step, provides a significant expansion technological capabilities for manufacturing hollow sheet parts in comparison, for example, with exhaust work
- при штамповке деталей из труднодеформируемых сплавов (титановых, молибденовых и др.), так как сдвиговые деформации по величине значительно больше допустимых вытяжных деформаций [4];- when stamping parts from difficult to deform alloys (titanium, molybdenum, etc.), since shear deformations are significantly larger in magnitude than permissible elongated deformations [4];
- при изготовлении деталей из тонкостенных заготовок, так как применение деформируемых формообразующих элементов исключает появление склонных к гофрированию неприжатых участков заготовки;- in the manufacture of parts from thin-walled blanks, since the use of deformable forming elements eliminates the appearance of unpressed sections of the blank that are prone to corrugation;
- при производстве крутоизогнутых полуторов (при Ду~0), так как многопереходная вытяжка последних практически невозможна.- in the production of steeply bent one and a half (at Д у ~ 0), since a multi-junction hood of the latter is practically impossible.
Источники информацииSources of information
1. Авторское свидетельство СССР №172265, Кл. В 21 Д 22/20, 29.06.59 (аналог).1. USSR Copyright Certificate No. 172265, Cl. In 21
2. Авторское свидетельство СССР №1061889, Кл. В 21 Д 22/20, 16.12.83 (прототип).2. Copyright certificate of the USSR No. 1061889, Cl. In 21
3. Авторское свидетельство СССР №1061889, Кл. В 21 Д 22/20, 21.12.1983.3. USSR Copyright Certificate No. 1061889, Cl. B 21
4. В.П.Романовский. Справочник по холодной штамповке. М.: Машиностроение. Ленинградское отд., 1979, стр.96 и 97.4. V.P. Romanovsky. Handbook of cold stamping. M .: Engineering. Leningrad Department, 1979, pp. 96 and 97.
5. Авторское свидетельство СССР №1226858 (легкоплавкий сплав на основе висмута. Х.М.Мунасипов, В.К.Доронченков, О.А. Московский, Ю.М.Леонтьев).5. USSR author's certificate No. 1226858 (low-melting alloy based on bismuth. Kh. M. Munasipov, V. K. Doronchenkov, O. A. Moskovsky, Yu. M. Leontiev).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002104040/02A RU2242320C2 (en) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | Method for forming hollow parts of flat sheet blanks and apparatus for performing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002104040/02A RU2242320C2 (en) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | Method for forming hollow parts of flat sheet blanks and apparatus for performing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002104040A RU2002104040A (en) | 2003-08-20 |
RU2242320C2 true RU2242320C2 (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=34387019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002104040/02A RU2242320C2 (en) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | Method for forming hollow parts of flat sheet blanks and apparatus for performing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242320C2 (en) |
-
2002
- 2002-02-19 RU RU2002104040/02A patent/RU2242320C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100431775C (en) | Fast precise semi-axle casing extruding formation process | |
CN106180535B (en) | A kind of free forging method for improving rotor forging quality | |
CN110449542B (en) | Forming method of die forging with long lugs on annular outer edge | |
Politis et al. | A review of force reduction methods in precision forging axisymmetric shapes | |
CN113215505A (en) | Method for eliminating residual stress of annular special-shaped forge piece | |
US4534196A (en) | Method for manufacturing a mold | |
Majlessi et al. | Deep drawing of square-shaped sheet metal parts, part 2: experimental study | |
US4113522A (en) | Method of making a metallic structure by combined superplastic forming and forging | |
EP0668171A1 (en) | Light-alloy vehicular wheel | |
RU2242320C2 (en) | Method for forming hollow parts of flat sheet blanks and apparatus for performing the same | |
CN210387405U (en) | Tool die for hot forging and cold forging composite distribution plastic forming | |
EP2807651A1 (en) | A method for the manufacture of a vessel bottom with a flange | |
WO1990002479A2 (en) | Dual-alloy disk system | |
Dux | Forging of aluminum alloys | |
JP4571571B2 (en) | Mouthpiece shell manufacturing method | |
CN211331140U (en) | Upsetting tool of forging press | |
RU2443497C2 (en) | Method of producing axially symmetric cup parts | |
CA1083859A (en) | Method of making a metallic structure by combined superplastic forming and forging | |
RU2706395C1 (en) | Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves | |
RU2364463C1 (en) | Method of fabricating transportation vehicle wheel | |
US4945750A (en) | Press forging of molybdenum or molybdenum alloy parts | |
RU2311983C1 (en) | Annular blanks forming method | |
GB2029304A (en) | Method of making a metallic structure | |
SU994099A1 (en) | Method of flash-free forming | |
SU869926A1 (en) | Method of forging hard-deformable metals and alloys |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090220 |