RU2481915C1 - Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов - Google Patents
Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2481915C1 RU2481915C1 RU2011140921/02A RU2011140921A RU2481915C1 RU 2481915 C1 RU2481915 C1 RU 2481915C1 RU 2011140921/02 A RU2011140921/02 A RU 2011140921/02A RU 2011140921 A RU2011140921 A RU 2011140921A RU 2481915 C1 RU2481915 C1 RU 2481915C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- die
- matrix
- diameter
- bevel
- axisymmetric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологической оснастке для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов. Штамп содержит верхнюю и нижнюю части с пуансоном и матрицей. Верхняя часть снабжена обжимной обоймой, внутри которой соосно размещен пуансон. На нижнем кольцевом участке внутренней боковой поверхности обоймы сформирован скос. Скос имеет возможность скольжения по равновеликому скосу на верхнем кольцевом участке внешней боковой поверхности матрицы. Стенка матрицы выполнена в виде полого усеченного конуса с параллельными образующими поверхностей. Меньшее основание внутренней поверхности усеченного конуса примыкает ко дну матрицы и выполнено равным диаметру получаемого изделия. Диаметр большего основания Dм этой поверхности определен из соотношения Dм=Dи/(1-εд), где Dи - диаметр получаемого изделия, мм, εд - допустимая по пределу упругости степень упругого сжатия стенки матрицы. В результате обеспечивается расширение технологических возможностей штампа, что позволяет значительно снизить трудоемкость получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов.
Известен штамп для получения осесимметричных изделий, содержащий верхнюю часть с установленным на ней пуансоном и нижнюю часть, на которой смонтирована матрица (Ковка и штамповка: справочник / А.П.Атрошенко, Н.С.Зиновьев, М.А.Крючков [и др.]; под ред. Е.И.Семенова. - М.: Машиностроение, 1986. - С.190, 191, рис.17).
Недостатком известного штампа является невозможность получения в нем осесимметричных изделий без штамповочных уклонов, для снятия которых необходима дополнительная операция, например калибровка, что повышает трудоемкость получения изделий.
Известен штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов, содержащий верхнюю и нижнюю части с установленными на них пуансоном и матрицей. В результате воздействия деформирующего инструмента кольцевые элементы изделия обжимаются или раздаются, при этом снимаются штамповочные уклоны, что повышает качество изделий (авторское свидетельство СССР 719775, МК3 B21J 13/02). Это техническое решение является наиболее близким по совокупности существенных признаков и выбрано в качестве прототипа.
Основным недостатком известного штампа является повышенная трудоемкость получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов, обусловленная ограниченными технологическими возможностями штампа, так как этот штамп предназначен только для снятия штамповочных уклонов и не может быть использован как формообразующий.
Предлагаемым изобретением решается задача посредством расширения технологических возможностей штампа для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов снизить трудоемкость получения изделий.
Для решения поставленной задачи в штампе для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов, содержащем верхнюю и нижнюю части с установленными на них пуансоном и матрицей, согласно изобретению верхняя часть штампа снабжена обжимной обоймой, внутри которой соосно размещен пуансон, причем на нижнем кольцевом участке внутренней боковой поверхности обоймы сформирован скос, имеющий возможность скольжения по равновеликому скосу, выполненному на верхнем кольцевом участке внешней боковой поверхности матрицы, стенка которой выполнена в виде полого усеченного конуса с параллельными образующими поверхностей. При этом меньшее основание внутренней поверхности конуса примыкает ко дну матрицы и выполнено равным диаметру получаемого изделия, а диаметр большего основания этой поверхности определяется по соотношению
где Dм - диаметр большего основания внутренней конической поверхности матрицы, мм;
Dи - диаметр получаемого изделия, мм;
εд - допустимая по пределу упругости степень упругого сжатия стенки матрицы.
Ширина скоса внутренней боковой поверхности обоймы равна полуразности диаметров большего и меньшего оснований внутренней поверхности конуса, а высота скоса равна разности глубины полости матрицы и высоты заготовки, причем верхняя кромка скоса расположена на уровне торцевой поверхности пуансона.
Элементы штампа, выполненные из условия допустимой по пределу упругости степени упругого сжатия матрицы, обеспечивают получение изделий без штамповочных уклонов за один переход и свободное выталкивание их из полости матрицы после штамповки, а скольжение обжимной обоймы, внутри которой соосно размещен пуансон, по внешней боковой поверхности матрицы, позволяет получать точную соосность заготовки, пуансона и матрицы. В результате обеспечивается высокое качество изделий и существенно снижается трудоемкость их получения. Кроме того, отпадает необходимость в бандажировании матрицы при холодной объемной штамповке, а также при горячей штамповке изделий из труднодеформируемых металлов.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показано исходное положение штампа для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов, на фиг.2 представлен момент завершения получения изделия, на фиг.3 показано положение штампа перед выталкиванием изделия из полости матрицы.
Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 части с установленными на них пуансоном 3 и матрицей 4. Верхняя 1 часть штампа снабжена обжимной обоймой 5, внутри которой соосно размещен пуансон 3, а на нижнем кольцевом участке внутренней боковой поверхности 6 обоймы 5 сформирован скос 7, имеющий возможность скольжения по равновеликому скосу 8, выполненному на верхнем кольцевом участке внешней боковой поверхности 9 матрицы 4. Стенка матрицы 4 выполнена в виде полого усеченного конуса 10 с параллельными образующими поверхностей, при этом меньшее основание 11 внутренней поверхности 12 конуса 10 примыкает ко дну 13 матрицы 4 (фиг.1) и выполнено равным диаметру 14 получаемого изделия 15 (фиг.2), а диаметр большего основания 16 внутренней поверхности 12 конуса 10 определяется по соотношению (1).
Ширина скоса 7 внутренней боковой поверхности 6 обоймы 5 равна полуразности диаметров большего 16 и меньшего 11 оснований внутренней поверхности 12 конуса 10, а высота скоса 7 равна разности глубины полости 17 матрицы 4 и высоты заготовки 18. Верхняя кромка 19 скоса 7 расположена на уровне торцевой поверхности 20 пуансона 3 (фиг.1), охватываемого внутренней поверхностью полого цилиндра 21 (фиг.2).
Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов работает следующим образом.
При исходном положении штампа (фиг.1) в полости 17 на дне 13 матрицы 4 размещают заготовку 18. При перемещении верхней 1 части штампа вниз скос 7 обжимной обоймы 5 скользит по равномерному скосу 8 конуса 10 матрицы 4, осуществляя радиальное обжатие стенки матрицы 4. В момент контакта торцевой поверхности 20 пуансона 3 с заготовкой верхняя кромка 19 скоса 7 выходит на внешнюю боковую поверхность 9 матрицы 4, завершая обжатие стенки матрицы 4. При этом полый усеченный конус 10 приобретает форму полого цилиндра 21, сохраняемую до конца формирования пуансоном 3 изделия 15 (фиг.2).
После формирования изделий 15 верхняя 1 часть штампа смещается вверх, обжимная обойма 5 выходит из контакта с внешней боковой поверхностью 9 матрицы 4, стенка которой вновь приобретает форму полого усеченного конуса 10 (фиг.3).
Полученное без штамповочных уклонов изделие 15 свободно удаляется из полости 17 матрицы 4.
Пример расчета элементов штампа для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов.
В матрице с глубиной полости Hм=52 мм отштампованы шестерни диаметром Dи=106 мм. Заготовки диаметром Dз=104 мм высотой Нз=42 мм из стали 45 нагревали до ковочной температуры. Материал матрицы - штамповая сталь 5ХНВ. При твердости HRC 55 предел текучести σ0,2=1950 МПа (Геллер Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А.Геллер. - М.: Металлургия, 1983. С.47).
1. Определяют допустимую по пределу упругости степень упругого сжатия матрицы с использованием закона Гука:
где εд - допустимая по пределу упругости степень упругого сжатия матрицы;
σу - предел упругости материала матрицы, МПа, принимаемый при практических расчетах равным пределу текучести σ0,2 (Политехнический словарь / под. ред. И.И.Артоболевского. - М.: Советская энциклопедия, 1977. С.386);
Е=2·105 - модуль упругости стали, МПа.
εд=1950/2·105=0,00975≈0,01.
2. Определяют диаметр большего основания внутренней конической поверхности матрицы, используя допустимую степень упругого сжатия матрицы:
где ΔR=0,5·(Dм-Dи) - величина радиального упругого сжатия матрицы, мм;
Rм - радиус большего основания внутренней конической поверхности матрицы;
Dм - диаметр большего основания внутренней конической поверхности матрицы;
Dи - диаметр изделия, то есть шестерни, которому по условию формулы изобретения равен диаметр меньшего основания внутренней конической поверхности матрицы, мм.
Отсюда получают соотношение (1):
Dм=Dи/(1-εд)=106/(1-0,01)=107 мм.
3. Находят угол уклона конической поверхности матрицы из соотношения
где α - угол уклона конической поверхности матрицы;
α=0,6°.
4. Определяют размеры скоса обжимной обоймы. По условию формулы изобретения высота скоса
где hk - высота скоса, мм;
hk=52-42=10 мм.
Ширина скоса вк=0,5·(Dм-Dи)=0,5 (107-106)=0,5 мм;
5. Определяют угол скоса из соотношения
где β - угол скоса.
tqβ=0,5/10=0,05; β=3.5°.
Таким образом, элементы штампа, выполненные при условии допустимой по пределу упругости степени упругого сжатия матрицы, соответствуют рекомендуемым значениям (Ковка и штамповка: справочник / А.П.Атрошенко, Н.С.Зиновьев, М.А.Крючков [и др.]; под ред. Е.И.Семенова. - М.: Машиностроение, 1986. - С.190, Ковка и штамповка: справочник / М.Г.Амиров, Е.Г.Белков, К.Н.Богоявленский [и др.]; под ред. Г.А.Навроцкого. - М.: Машиностроение, 1987. - С.169). Они обеспечивают получение изделий без штамповочных уклонов за один переход и свободное выталкивание их из полости матрицы после штамповки, а скольжение обжимной обоймы, внутри которой соосно размещен пуансон, по внешней боковой матрицы позволяет получить точную соосность заготовки, пуансона и матрицы. В результате обеспечивается высокое качество изделий и существенно снижается трудоемкость их получения. Кроме того, отпадает необходимость в бандажировании матрицы при холодной объемной штамповке, а также при горячей штамповке трудодеформируемых металлов.
Claims (2)
1. Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов, содержащий верхнюю и нижнюю части с установленными на них пуансоном и матрицей, отличающийся тем, что верхняя часть снабжена обжимной обоймой, внутри которой соосно размещен пуансон, причем на нижнем кольцевом участке внутренней боковой поверхности обжимной обоймы сформирован скос, имеющий возможность скольжения по равновеликому скосу, выполненному на верхнем кольцевом участке внешней боковой поверхности матрицы, стенка которой выполнена в виде полого усеченного конуса с параллельно расположенными образующими конических поверхностей, при этом меньшее основание внутренней конической поверхности полого усеченного конуса примыкает ко дну матрицы и выполнено равным диаметру получаемого осесимметричного изделия, а диаметр большего основания этой поверхности определен из соотношения:
Dм=Dи/(1-εд),
где Dм - диаметр большего основания внутренней конической поверхности матрицы, мм;
Dи - диаметр получаемого осесимметричного изделия, мм;
εд - допустимая по пределу упругости степень упругого сжатия стенки матрицы.
Dм=Dи/(1-εд),
где Dм - диаметр большего основания внутренней конической поверхности матрицы, мм;
Dи - диаметр получаемого осесимметричного изделия, мм;
εд - допустимая по пределу упругости степень упругого сжатия стенки матрицы.
2. Штамп по п.1, отличающийся тем, что ширина скоса внутренней боковой поверхности обжимной обоймы равна полуразности диаметров большего и меньшего оснований внутренней поверхности полого усеченного конуса, а высота скоса равна разности глубины полости матрицы и высоты заготовки, причем верхняя кромка скоса расположена на уровне торцевой поверхности пуансона.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140921/02A RU2481915C1 (ru) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140921/02A RU2481915C1 (ru) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2481915C1 true RU2481915C1 (ru) | 2013-05-20 |
Family
ID=48789760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140921/02A RU2481915C1 (ru) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2481915C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103551439A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-02-05 | 张有龙 | 包装容器法兰无污染冷挤压成型方法及冷挤压模具 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU561599A1 (ru) * | 1973-05-14 | 1977-06-15 | Донецкий Проектно-Конструкторский Технологический Институт | Штамп дл объемной штамповки |
SU719775A1 (ru) * | 1978-05-18 | 1980-03-05 | Ижевский механический институт | Способ получени поковок без штамповочных уклонов |
US4372144A (en) * | 1981-04-27 | 1983-02-08 | Valentine John J | Wrap ring assembly for precision no-draft forging |
SU1588479A1 (ru) * | 1987-07-17 | 1990-08-30 | Устиновский механический институт | Совмещенный штамп дл получени пустотелых осесимметричных поковок без штамповочных уклонов |
RU2294812C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2007-03-10 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Штамп для закрытой штамповки |
-
2011
- 2011-10-07 RU RU2011140921/02A patent/RU2481915C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU561599A1 (ru) * | 1973-05-14 | 1977-06-15 | Донецкий Проектно-Конструкторский Технологический Институт | Штамп дл объемной штамповки |
SU719775A1 (ru) * | 1978-05-18 | 1980-03-05 | Ижевский механический институт | Способ получени поковок без штамповочных уклонов |
US4372144A (en) * | 1981-04-27 | 1983-02-08 | Valentine John J | Wrap ring assembly for precision no-draft forging |
SU1588479A1 (ru) * | 1987-07-17 | 1990-08-30 | Устиновский механический институт | Совмещенный штамп дл получени пустотелых осесимметричных поковок без штамповочных уклонов |
RU2294812C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2007-03-10 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Штамп для закрытой штамповки |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103551439A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-02-05 | 张有龙 | 包装容器法兰无污染冷挤压成型方法及冷挤压模具 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9630240B2 (en) | Forged material sizing method and apparatus | |
EP2121221B1 (en) | Method of making a powder metal forging | |
RU2460604C1 (ru) | Штамп совмещенного действия для получения преимущественно трубных изделий с плоским фланцем | |
JP5981884B2 (ja) | 熱間据込鍛造装置、及び熱間据込鍛造方法 | |
US2751676A (en) | Method of cold working metal | |
RU2481915C1 (ru) | Штамп для получения осесимметричных изделий без штамповочных уклонов | |
WO2016158316A1 (ja) | 焼結体表面緻密化用サイジング金型とその製造方法及び製造物 | |
RU2491147C2 (ru) | Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть | |
RU2352431C2 (ru) | Способ штамповки поковок фланцев воротниковых | |
Jawad et al. | The influence of punch profile radius on deep drawing process in case of a low carbon steel cylindrical cup | |
RU2584195C1 (ru) | Способ изготовления цилиндрических деталей с конической частью | |
RU2572687C1 (ru) | Способ получения стальных поковок полукорпусов шаровых кранов | |
JP5157716B2 (ja) | 自在継手用ヨークの製造方法 | |
RU2570268C1 (ru) | Способ пластического структурообразования металла | |
US1916432A (en) | Apparatus for manufacturing forgings | |
JP2022126568A (ja) | 熱間フォーマーによる内、外輪の製造方法 | |
US20160175918A1 (en) | Net shaped forging for fluid ends and other work pieces | |
US1439352A (en) | Method of and apparatus for forming metal | |
RU2450882C2 (ru) | Способ упрочнения кольцевой заготовки канальным угловым прессованием и устройство для его осуществления | |
RU2261770C1 (ru) | Способ изготовления облицовок сферической формы | |
RU2459683C1 (ru) | Способ изотермической штамповки заготовок с глобулярной структурой | |
JP2005131654A (ja) | フランジ付軸物の予備成形方法および鍛造プレス | |
Antoshchenkov et al. | Computer simulation of axisymmetric upsetting | |
CN105344905B (zh) | 平行双头冷镦座 | |
RU2791720C1 (ru) | Способ изготовления оправки для прошивного стана |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141008 |