RU2391172C1 - Method of single-pass punching of rod parts with cavity in bulge part - Google Patents

Method of single-pass punching of rod parts with cavity in bulge part Download PDF

Info

Publication number
RU2391172C1
RU2391172C1 RU2009110587/02A RU2009110587A RU2391172C1 RU 2391172 C1 RU2391172 C1 RU 2391172C1 RU 2009110587/02 A RU2009110587/02 A RU 2009110587/02A RU 2009110587 A RU2009110587 A RU 2009110587A RU 2391172 C1 RU2391172 C1 RU 2391172C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
punch
workpiece
thickening
upsetting
Prior art date
Application number
RU2009110587/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Поксеваткин (RU)
Михаил Иванович Поксеваткин
Михаил Викторович Бедарев (RU)
Михаил Викторович Бедарев
Михаил Сергеевич Мамонтов (RU)
Михаил Сергеевич Мамонтов
Кирилл Юрьевич Дунаев (RU)
Кирилл Юрьевич Дунаев
Дмитрий Михайлович Поксеваткин (RU)
Дмитрий Михайлович Поксеваткин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2009110587/02A priority Critical patent/RU2391172C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391172C1 publication Critical patent/RU2391172C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: invention refers to metal pressure processing and can be applied in punching of bolts with cavity in bulge part, i.e. in bolthead. Blanc part to be deformed, of relative length within tolerance limits, is placed in the punch cavity. The blanc undergoes upsetting, broaching and shaping by simultaneous application of puncheon and broach. Counterpressure equal to the value of bulge upsetting force is applied to puncheon. Puncheon is shifted in axial direction opposite to broach movement. Shift size is equal to the depth of broached cavity in the bulge. ^ EFFECT: improved quality of rod parts with a cavity in bulge part. ^ 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, например, при штамповке болтов с полостью в утолщении, т.е. в головке.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used, for example, when stamping bolts with a cavity in the thickening, i.e. in the head.

Известен способ однопереходной штамповки стержневых деталей с полостью в утолщении, заключающийся в размещении деформируемой части заготовки, относительная длина которой не превышает допустимую, в полости штампа, высадке, прошивке и формовке заготовки посредством пуансона и прошивня. В этом способе в процессе деформирования, заключающемся в высадке, прошивке и формовке заготовки, вначале посредством прошивня осуществляют высадку деформируемой части заготовки, а затем одновременным действием прошивня и пуансона выполняют прошивку и формовку (Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. / А.Н.Брюханов. - М.: Машиностроение, 1975, - с.275, 276, рис.249; с.280, 281, рис.252).A known method of single-pass stamping of rod parts with a cavity in the thickening, which consists in placing a deformable part of the workpiece, the relative length of which does not exceed the allowable, in the die cavity, upsetting, piercing and molding of the workpiece by means of a punch and piercing. In this method, in the process of deformation, which consists in landing, flashing and molding the workpiece, first by means of flashing, the wrought part of the workpiece is disembarked, and then flashing and punching are performed by flashing and punch (Bryukhanov A.N. Forging and die forging. / A. N. Bryukhanov. - M.: Mechanical Engineering, 1975, - p. 275, 276, fig. 249; p. 280, 281, fig. 252).

Недостатком известного способа является низкое качество деталей, вызванное односторонним заполнением полости штампа и неравномерной раздачей металла в радиальном направлении вследствие неизбежного смещения оси стержневой заготовки относительно оси прошивня в начальный период деформирования. (Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. / А.Н.Брюханов. - М.: Машиностроение, 1975, с.281).The disadvantage of this method is the low quality of parts caused by one-sided filling of the die cavity and uneven distribution of metal in the radial direction due to the inevitable displacement of the axis of the core blank relative to the piercing axis in the initial period of deformation. (Brukhanov A.N. Forging and die forging. / A.N. Bryukhanov. - M.: Mechanical Engineering, 1975, p. 281).

Известен способ однопереходной штамповки стержневых деталей с полостью в утолщении, заключающийся в размещении деформируемой части заготовки, относительная длина которой не превышает допустимую, в полости штампа, высадке, прошивке и формовке заготовки посредством пуансона и прошивня. При этом в процессе деформирования, заключающемся в высадке, прошивке и формовке заготовки, вначале деформируемую часть заготовки подвергают высадке прошивнем, а затем - прошивке и формовке одновременным действием пуансона и прошивня. При этом в процессе деформирования к прошивню прикладывают усилие противодавления и вытесняют излишки металла в образующуюся компенсационную полость, что исключает появление заусенцев и позволяет повысить качество деталей. Это техническое решение является наиболее близким по совокупности существенных признаков и выбрано в качестве прототипа (авторское свидетельство SU 1063519, кл. B21J 5/08, В21К 1/46).A known method of single-pass stamping of rod parts with a cavity in the thickening, which consists in placing a deformable part of the workpiece, the relative length of which does not exceed the allowable, in the die cavity, upsetting, piercing and molding of the workpiece by means of a punch and piercing. At the same time, in the process of deformation, which consists in upsetting, flashing and molding the workpiece, first, the deformable part of the workpiece is planted with firmware, and then with firmware and molding by the simultaneous action of the punch and firmware. Moreover, in the process of deformation, a backpressure force is applied to the firmware and the excess metal is displaced into the resulting compensation cavity, which eliminates the appearance of burrs and improves the quality of parts. This technical solution is the closest in the set of essential features and is selected as a prototype (copyright certificate SU 1063519, class B21J 5/08, B21K 1/46).

Основным недостатком описанного способа однопереходной штамповки стержневых деталей с полостью в утолщении является пониженное качество деталей, так как при начальном деформировании заготовки прошивнем неизбежно смещение оси заготовки относительно оси прошивня. Это ведет к неравномерной раздаче металла в радиальном направлении и одностороннему незаполнению штампа, что обуславливает пониженное качество деталей (Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. / А.Н.Брюханов. - М.: Машиностроение, 1975, - с.281).The main disadvantage of the described method of single-pass stamping of rod parts with a cavity in the thickening is the reduced quality of the parts, since during the initial deformation of the workpiece by piercing, the axis of the workpiece relative to the piercing axis is inevitable. This leads to uneven distribution of metal in the radial direction and one-sided non-filling of the stamp, which leads to reduced quality of parts (Bryukhanov A.N. Kovka and die forging. / A.N. Bryukhanov. - M.: Mechanical Engineering, 1975, - p. 281) .

В основу изобретения поставлена задача повышения качества стержневых деталей с полостью в утолщении.The basis of the invention is the task of improving the quality of rod parts with a cavity in the thickening.

Для решения поставленной задачи в способе однопереходной штамповки стержневых деталей с полостью в утолщении, заключающемся в размещении деформируемой части заготовки, относительная длина которой не превышает допустимую, в полости штампа, высадке, прошивке и формовке заготовки посредством пуансона и прошивня с приложением усилия противодавления, согласно изобретению высадку, прошивку и формовку осуществляют одновременным воздействием на заготовку пуансона и прошивня, прилагая к пуансону усилие противодавления, равное по величине усилию высадки утолщения, и смещая его в осевом направлении, противоположном движению прошивня, на величину, равную глубине прошиваемой полости в утолщении.To solve the problem in a method of single-pass stamping of rod parts with a cavity in the thickening, consisting in placing a deformable part of the workpiece, the relative length of which does not exceed the allowable, in the die cavity, upsetting, piercing and molding the workpiece by means of a punch and piercing with the application of a back pressure, according to the invention disembarkation, firmware and molding are carried out by simultaneous impact on the workpiece of the punch and firmware, applying to the punch back pressure equal to Eli thickening landing, and moving it in the axial direction opposite to the movement of the piercing mandrel by an amount equal to the depth of the cavity in the thickening stitched.

В начальный период высадки, прошивки и формовки одновременным воздействием на заготовку пуансона и прошивня обеспечивается соосное фиксирование заготовки относительно пуансона и прошивня за счет контактных сил трения, возникающих на всей торцевой поверхности заготовки, поэтому в процессе прошивки протекает равномерная раздача металла в радиальном направлении и благоприятное заполнение полости штампа при формовке, что обеспечивает высокое качество деталей (Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. / А.Н.Брюханов. - М.: Машиностроение, 1975, - с.281).In the initial period of upsetting, flashing and molding, the co-axial fixation of the preform relative to the punch and flashing is ensured by the simultaneous action of the punch and the piercing on the workpiece due to the contact frictional forces arising on the entire end surface of the workpiece, therefore, uniform distribution of metal in the radial direction and favorable filling occurs during the flashing process die cavity during molding, which ensures high quality of parts (Brukhanov A.N. Forging and die forging. / A.N. Bryukhanov. - M.: Mechanical Engineering, 197 5, - p. 281).

Предложенное изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показано исходное положение штампа, на фиг.2 - положение штампа в момент завершения высадки и прошивки утолщения; на фиг.3 - положение штампа в момент окончания формовки.The proposed invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the initial position of the stamp, figure 2 - the position of the stamp at the time of completion of the landing and firmware thickening; figure 3 - position of the stamp at the end of the molding.

Способ однопереходной штамповки стержневых деталей с полостью в утолщении реализуют следующим образом.The method of single-pass stamping of rod parts with a cavity in the thickening is implemented as follows.

Деформируемую часть заготовки 1, относительная длина которой не превышает допустимую, размещают в полости 2 штампа 3 на выталкивателе (на чертеже не показан). Затем осуществляют высадку, прошивку, формовку одновременным воздействием на заготовку пуансона 4 и прошивня 5, размещая их в обойме 6. Обойма 6 и прошивень 5 закреплены на верхней плите 7 штампа 3 (фиг.1). В процессе деформирования к пуансону 4 прилагают усилие противодавления упругого элемента 8, равное по величине усилию высадки утолщения заготовки 1, и смещают его в осевом направлении, противоположном движению прошивня 5, на величину, равную глубине прошиваемой полости 9 в утолщении заготовки 1. К моменту окончания высадки и прошивки пуансон 4 своей задней торцевой поверхностью 10 доходит до упора 11, выполненного в виде цилиндрического утолщения на прошивне 5 (фиг.2). После этого осуществляют формовку утолщения 12, в процессе которой пуансон 4 перемещают как одно целое с прошивнем 5. Полученную деталь 13 удаляют выталкивателем (фиг.3).The deformable part of the workpiece 1, the relative length of which does not exceed the allowable, is placed in the cavity 2 of the stamp 3 on the ejector (not shown in the drawing). Then carry out the landing, firmware, molding by simultaneously acting on the workpiece of the punch 4 and firmware 5, placing them in the holder 6. The holder 6 and firmware 5 are mounted on the top plate 7 of stamp 3 (figure 1). In the process of deformation, a counter-pressure force of the elastic element 8 is applied to the punch 4, which is equal in magnitude to the landing force of the thickening of the workpiece 1, and it is displaced in the axial direction opposite to the movement of the piercing 5 by an amount equal to the depth of the stitched cavity 9 in the thickening of the workpiece 1. By the time it is finished disembarkation and firmware, the punch 4 with its rear end surface 10 reaches the stop 11, made in the form of a cylindrical thickening on the firmware 5 (Fig.2). Then carry out the molding of the thickening 12, during which the punch 4 is moved as a unit with the piercing 5. The resulting part 13 is removed with a pusher (figure 3).

ПримерExample

Отштампована опытная партия болтов из стержневой заготовки диаметром D=12 мм длиной 94 мм. Материал заготовки сталь 40Х. Диаметр утолщения (головки) болта Dг=20 мм, полость в головке шестигранная под ключ S=8 мм глубиной h=8 мм. Высота головки болта Нг=11 мм. Длина деформируемой части заготовки lв=29 мм, относительная длина ψ=lв/D=29/12=2,4<2.5, что удовлетворяет условию свободной высадки стержневой заготовки (Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. / А.H.Брюханов.- М.: Машиностроение, 1975, - с.281).A pilot batch of bolts from a core blank with a diameter of D = 12 mm and a length of 94 mm was stamped. The workpiece material is steel 40X. The diameter of the thickening (head) of the bolt is D g = 20 mm, the cavity in the head is turnkey hexagon S = 8 mm, depth h = 8 mm. The height of the bolt head N g = 11 mm. The length of the deformable part of the workpiece l in = 29 mm, the relative length ψ = l in /D=29/12=2,4,4<2.5, which satisfies the condition of free landing of the core workpiece (Bryukhanov A.N. Kovka and die forging. / A. H. Bryukhanov.- M.: Mechanical Engineering, 1975, - p. 281).

Температура штамповки 900°С. Деталь получали за один ход пресса модели КА0030 усилием 1МН.The stamping temperature is 900 ° C. The item was received in one stroke of the KA0030 model press with a force of 1MN.

Расчет параметров упругого элемента осуществляют в следующем порядке:The calculation of the parameters of the elastic element is carried out in the following order:

1) определяют усилие окончания высадки1) determine the force of the end of the landing

Figure 00000001
Figure 00000001

где к=2,2 - коэффициент, выбираемый в зависимости от соотношения размеров утолщения (Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка.: / А.H.Брюханов. - М.: Машиностроение, 1975, - с.285);where k = 2.2 is a coefficient selected depending on the ratio of the size of the thickening (Brukhanov A.N. Kovka and die stamping: / A.H. Bryukhanov. - M.: Mechanical Engineering, 1975, - p. 285);

σ=71 МПа - предел прочности стали 40Х при температуре штамповки;σ = 71 MPa — tensile strength of steel 40X at stamping temperature;

Fк=314 мм2 - площадь торцевой поверхности заготовки к моменту окончания высадки;F to = 314 mm 2 - the area of the end surface of the workpiece at the time of completion of disembarkation;

Figure 00000002
Figure 00000002

2) по усилию высадки в качестве упругого элемента выбирают комплект N из восьми тарельчатых пружин с наружным диаметром 32 мм и диаметром отверстия 15 мм. Толщина пружины t=2.9 мм; прогиб пружины

Figure 00000003
усилие сжатия одной пружины Рсж=610 кгс (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. / В.П.Романовский. - Л.: - Машиностроение, 1979, - с.383, табл.177);2) according to the upsetting force, a set N of eight plate springs with an outer diameter of 32 mm and an opening diameter of 15 mm is selected as the elastic element. Spring thickness t = 2.9 mm; spring deflection
Figure 00000003
a spring compression force P = 610 kgf compression channel (Romanovsky VP Handbook of cold forming / V.P.Romanovsky - L .: - Machinery, 1979 - s.383, tabl.177..);

3) определяют усилие сжатия комплекта пружин:3) determine the compression force of the set of springs:

Figure 00000004
Figure 00000004

что соответствует усилию высадки в момент ее окончания;which corresponds to the landing force at the time of its completion;

4) определяют высоту комплекта пружин в исходном состоянии:4) determine the height of the set of springs in the initial state:

Figure 00000005
Figure 00000005

5) определяют величину сжатия упругого элемента к моменту окончания высадки:5) determine the amount of compression of the elastic element by the time the end of the landing:

hсж=f·N=1.0·8=8 мм,h cr = f · N = 1.0 · 8 = 8 mm,

что согласуется с величиной смещения пуансона в процессе высадки и прошивки, равной глубине полости в утолщении h=8 мм.which is consistent with the displacement of the punch during upsetting and firmware, equal to the depth of the cavity in the thickening h = 8 mm.

Стержневую заготовку 1 длиной 94 мм размещают в штампе 3 на выталкивателе таким образом, чтобы длина деформируемой части заготовки 1, равная 29 мм, располагалась в полости 2 штампа 3. При ходе верхней плиты 7 обойма 6 и прошивень 5, закрепленные на плите 7, а также пуансон 4 перемещаются вниз. При этом пуансон 4 отжат в крайнее нижнее положение упругим элементом 8 до совмещения в одной плоскости торцевых поверхностей пуансона 4 и прошивня 5. В начальный период высадки, прошивки и формовки одновременным воздействием на заготовку пуансона 4 и прошивня 5 обеспечивается соосное фиксирование заготовки 1 относительно пуансона 4 и прошивня 5 за счет контактных сил трения, возникающих на всей торцевой поверхности заготовки. В этот момент пуансон 4 входит в полость 2 штампа 3 и центрируется в этой полости. Далее, по мере возрастания усилия высадки, пуансон 4, преодолевая усилие противодавления упругого элемента 8, смещается в осевом направлении, противоположном движению прошивня 5, на величину 8 мм, равную глубине прошиваемой полости, до упора 11. После этого осуществляется формовка утолщения 12, в процессе которой пуансон 4 и прошивень 5 перемещаются как одно целое, а излишки металла вытесняются в стержневую часть детали 13 в результате смещения выталкивателя, опирающегося на упругий элемент (на чертеже не показано).The rod blank 1 with a length of 94 mm is placed in the stamp 3 on the ejector so that the length of the deformable part of the blank 1, equal to 29 mm, is located in the cavity 2 of the stamp 3. During the course of the top plate 7, the ferrule 6 and the piercing 5, mounted on the plate 7, and also the punch 4 moves down. In this case, the punch 4 is squeezed to the lowest position by the elastic element 8 until the end surfaces of the punch 4 and the firmware 5 are aligned in the same plane. In the initial period of disembarkation, firmware and molding, the workpiece 1 and the firmware 5 are coaxially fixed to the blank 1 relative to the punch 4 and piercing 5 due to contact friction forces arising on the entire end surface of the workpiece. At this point, the punch 4 enters the cavity 2 of the stamp 3 and is centered in this cavity. Further, as the upsetting force increases, the punch 4, overcoming the back pressure of the elastic element 8, is displaced in the axial direction opposite to the movement of the piercing 5 by 8 mm, equal to the depth of the pierced cavity, to the stop 11. After this, the thickening 12 is formed, the process of which the punch 4 and firmware 5 are moved as a whole, and the excess metal is forced into the core part of the part 13 as a result of the displacement of the ejector based on the elastic element (not shown in the drawing).

Основные параметры опытного штампа и размеры отштампованных болтов соответствуют чертежу, показанному на фиг.1-3.The main parameters of the experimental stamp and the dimensions of the stamped bolts correspond to the drawing shown in figures 1-3.

Полученные болты имели высокие качество поверхности и точность размеров. На поверхности деталей отсутствовали заусенцы; утяжины на кромке полости в головке болта не наблюдались.The resulting bolts had high surface quality and dimensional accuracy. There were no burrs on the surface of the parts; no weights were observed at the edge of the cavity in the bolt head.

Claims (1)

Способ однопереходной штамповки стержневых деталей с полостью в утолщении, включающий размещение деформируемой части заготовки, относительная длина которой не превышает допустимую, в полости штампа, высадку, прошивку и формовку заготовки посредством пуансона и прошивня с приложением усилия противодавления, отличающийся тем, что высадку, прошивку и формовку осуществляют одновременным воздействием на заготовку пуансона и прошивня с приложением к пуансону усилия противодавления, равного по величине усилию высадки утолщения, и со смещением его в осевом направлении, противоположном движению прошивня, на величину, равную глубине прошиваемой полости в утолщении. A method of single-junction stamping of rod parts with a cavity in the thickening, comprising placing a deformable part of the workpiece, the relative length of which does not exceed the allowable, in the die cavity, upsetting, flashing and molding the workpiece by means of a punch and flashing with the application of back pressure, characterized in that the upsetting, flashing and forming is carried out by simultaneous impact on the billet of the punch and piercing with the application to the punch of a counter-pressure force equal in magnitude to the landing force of the thickening, and with iem its axially opposite movement piercing mandrel by an amount equal to the depth of the cavity in the thickening stitched.
RU2009110587/02A 2009-03-23 2009-03-23 Method of single-pass punching of rod parts with cavity in bulge part RU2391172C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110587/02A RU2391172C1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 Method of single-pass punching of rod parts with cavity in bulge part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110587/02A RU2391172C1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 Method of single-pass punching of rod parts with cavity in bulge part

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2391172C1 true RU2391172C1 (en) 2010-06-10

Family

ID=42681444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110587/02A RU2391172C1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 Method of single-pass punching of rod parts with cavity in bulge part

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391172C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635495C1 (en) * 2016-12-30 2017-11-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И. Носова" Method for producing rod-type articles with hexagonal head

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635495C1 (en) * 2016-12-30 2017-11-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И. Носова" Method for producing rod-type articles with hexagonal head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102036062B1 (en) Press processing apparatus and press processing method
MX2015004693A (en) Press molding method and bottomed container.
RU2460604C1 (en) Moulding tool of combined action for obtaining mainly of tubular goods with flat flange
CN105414233A (en) Backward extrusion die with back pressure and processing technology adopting same
RU2391172C1 (en) Method of single-pass punching of rod parts with cavity in bulge part
RU2491147C2 (en) Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part
JPH11320013A (en) Method for forming end deformed rod-shaped product and forging apparatus therefor
Bharti Advancement in forging process: a review
RU2443496C1 (en) Method of producing articles with cavities by thixomoulding and closed mould to this end
JP5157716B2 (en) Method for manufacturing universal joint yoke
RU2535831C1 (en) Hollow channel pressing method, and device for its implementation
EP2149412B1 (en) Horizontal-press cold-forging machine with reduced-speed hammering
RU2660472C1 (en) Method of glass-type parts extrusion and device for its implementation
RU2456111C1 (en) Method of forming ultra-fine-grained structure in billets from metal and alloys
RU2645814C1 (en) Method for manufacture of long-axis items like a rod with thickness
RU2450882C2 (en) Method of hardening annular billet by channel-angular forming and device to this end
RU2399456C1 (en) Method for stamping of forged pieces of crosspiece type in stamp with horizontal connector of matrices
RU49474U1 (en) STAMP FOR LANDING ROD PRODUCTS
RU2729520C1 (en) Hollow articles stamping method with external flange
RU2041761C1 (en) Method and apparatus for making rod products, having end flange and bead in their mean portion
CN105344905B (en) Parallel double end cold-heading seat
RU2502574C2 (en) Method of forging bellows form tube billets
CN215144364U (en) Forging device of special-shaped forging piece
RU78450U1 (en) TOOL FOR PRESSING TUBULAR PRODUCTS WITH MERIDIONAL RIBS
RU80370U1 (en) DEVICE FOR EXTRACTION OF PARTS WITH VARIABLE THICKNESS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110324