RU2550067C1 - A die with horizontally parting female dies for cross-piece forgings - Google Patents

A die with horizontally parting female dies for cross-piece forgings Download PDF

Info

Publication number
RU2550067C1
RU2550067C1 RU2013147208/02A RU2013147208A RU2550067C1 RU 2550067 C1 RU2550067 C1 RU 2550067C1 RU 2013147208/02 A RU2013147208/02 A RU 2013147208/02A RU 2013147208 A RU2013147208 A RU 2013147208A RU 2550067 C1 RU2550067 C1 RU 2550067C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
die
connector
matrices
matrix
female
Prior art date
Application number
RU2013147208/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013147208A (en
Inventor
Михаил Иванович Поксеваткин
Сергей Юрьевич Скорых
Дмитрий Михайлович Поксеваткин
Алексей Сергеевич Лавриненко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2013147208/02A priority Critical patent/RU2550067C1/en
Publication of RU2013147208A publication Critical patent/RU2013147208A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550067C1 publication Critical patent/RU2550067C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming and may be used in forging of cross-pieces. Male die is arranged at top mould top plate. Bottom female die is arranged at bottom plate with crossbar. Top and bottom female dies have joint surface with equal central and peripheral sections. Top female die is coupled with crossbar by ties and arranged to displace relative to bottom female die to make a closed die chamber. Ejector is arranged in bottom female die to rest via spring-loaded pusher on said crossbar. Peripheral sections of parting surface of said female dies are inclined to side surface thereof. Said ties are arranged in through straight slots made at opposite side walls of female dies parallel with the mould mirror axis. This results in tight camping of female dies over forged-piece contour owing to plastic deformation of macro irregularities and waviness unavoidable after finishing of female die contact surfaces.
EFFECT: accurate alignment of female dies.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке поковок сложной формы типа крестовин.The invention relates to the field of metal forming and can be used for stamping forgings of complex shape such as crosses.

Известен штамп с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин, содержащий верхнюю плиту с установленными на ней пуансоном и упругим элементом, выполненным в виде блоков пружин различной жесткости, промежуточную и нижнюю плиты, на которых смонтированы соответственно верхняя и нижняя матрицы, образующие замкнутую полость штампа путем сопряжения поверхностей разъема, а также опирающийся на траверсу выталкиватель, размещенный в нижней матрице. Зажим матриц упругим элементом, выполненным в виде блоков пружин различной жесткости, позволяет надежно сжать матрицы и тем самым повысить качество поковок (Соколов Н.Л. Горячая штамповка выдавливанием стальных деталей / Н.Л. Соколов. - М.: Машиностроение, 1967, с.141-143, рис.96).Known stamp with a horizontal connector matrix for stamping forgings such as crosses, containing a top plate with a punch and an elastic element mounted on it, made in the form of spring blocks of different stiffness, an intermediate and lower plate, on which are mounted the upper and lower matrices, forming a closed die cavity by mating the surfaces of the connector, as well as an ejector resting on the beam, located in the lower matrix. Clamping the matrices with an elastic element made in the form of spring blocks of various stiffness allows reliable compression of the matrices and thereby improving the quality of forgings (Sokolov N.L. Hot stamping by extrusion of steel parts / NL Sokolov. - M.: Mechanical Engineering, 1967, p. .141-143, Fig. 96).

Основным недостатком известного штампа с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин является невысокое качество получаемых поковок, обусловленное образованием заусенца в плоскости разъема матриц, так как использование упругого элемента для зажима матриц не обеспечивает плотного их сжатия на протяжении всего процесса формирования поковки, поскольку усилие зажима матриц не согласовано с раскрывающими усилиями, воспринимаемыми матрицами со стороны деформируемого металла в процессе штамповки.The main disadvantage of the known die with a horizontal die connector for stamping forgings such as crosses is the low quality of the obtained forgings, due to the formation of a burr in the plane of the die die, since the use of an elastic element to clamp the dies does not provide tight compression throughout the forging process, since the clamping force matrices are not consistent with the disclosing forces perceived by the matrices from the side of the deformable metal during the stamping process.

Известен штамп с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин, содержащий верхнюю плиту с установленным на ней пуансоном, нижнюю плиту, на которой смонтирована нижняя матрица, траверсу, размещенную в нижней плите, верхнюю матрицу, связанную с траверсой тягами, имеющую равновеликие с нижней матрицей центральные и периферийные участки поверхностей разъема и возможность перемещения относительно нижней матрицы с образованием сопрягаемыми участками поверхностей разъема обеих матриц замкнутой полости штампа, а также выталкиватель, размещенный в нижней матрице и опирающийся через подпружиненный толкатель на траверсу. Зажим матриц, осуществляемый посредством усилия формирования поковки, снимаемого с выталкивателя в процессе штамповки с приложением его к верхней матрице в направлении действия пуансона, позволяет создать саморегулируемую замкнутую силовую систему, обеспечивающую надежное сжатие матриц (патент RU 2399456, МПК, B21K 1/76). Это техническое решение является наиболее близким по совокупности существенных признаков и выбрано в качестве прототипа.Known stamp with a horizontal connector matrix for stamping forgings such as cross pieces, containing an upper plate with a punch mounted on it, a lower plate on which a lower matrix is mounted, a crosshead located in the lower plate, an upper matrix connected to the traverse by rods, having the same with the lower matrix central and peripheral portions of the surfaces of the connector and the ability to move relative to the lower matrix with the formation of the mating portions of the surfaces of the connector of both matrices of the closed die cavity, as well as an ejector arranged at the bottom of the matrix and supported through a spring loaded pusher yoke. The matrix clamping, carried out by means of the formation of forgings, removed from the ejector during stamping and applying it to the upper die in the direction of the punch action, allows you to create a self-regulating closed power system that provides reliable compression of the matrices (patent RU 2399456, IPC, B21K 1/76). This technical solution is the closest in the set of essential features and is selected as a prototype.

Основным недостатком описанного штампа с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин является то, что сжатие матриц осуществляют по всей площади их центральных и периферийных участков поверхностей разъема. Однако при наличии неизбежных после шлифования поверхностей разъема макронеровностей и волнистости (Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора / Р.И. Гжиров. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1983, с.124, 158, 160, 164), зажим матриц по всей площади их центральных и периферийных участков поверхностей разъема делает невозможным плотное сопряжение матриц по всему контуру поковки в плоскости разъема матриц. В результате локального выхода штампуемого металла в разъем матриц с образованием заусенца снижается качество поковок.The main disadvantage of the described stamp with a horizontal connector matrix for stamping forgings such as crosses is that the compression matrix is carried out over the entire area of their Central and peripheral sections of the surfaces of the connector. However, in the presence of macro-irregularities and undulations that are unavoidable after grinding of the connector surfaces (RI Gzhirov, Designer's Quick Reference / RI Gzhirov. - L.: Mechanical Engineering, Leningrad Branch, 1983, p. 124, 158, 160, 164), clamp matrices over the entire area of their central and peripheral sections of the surfaces of the connector makes it impossible to tightly match the matrices along the entire contour of the forging in the plane of the connector matrix. As a result of the local exit of the stamped metal into the die connector with the formation of a burr, the quality of the forgings decreases.

В основу изобретения поставлена задача повышения качества поковок типа крестовин.The basis of the invention is the task of improving the quality of forgings such as crosses.

Для решения поставленной задачи в штампе с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин, содержащем верхнюю плиту с установленным на ней пуансоном, нижнюю плиту, на которой смонтирована нижняя матрица, траверсу, размещенную в нижней плите, верхнюю матрицу, связанную с траверсой тягами, имеющую равновеликие с нижней матрицей центральные и периферийные участки поверхностей разъема и возможность перемещения относительно нижней матрицы с образованием сопрягаемыми участками поверхностей разъема обеих матриц замкнутой полости штампа, а также выталкиватель, размещенный в нижней матрице и опирающийся через подпружиненный толкатель на траверсу, согласно изобретению периферийные участки поверхностей разъема нижней и верхней матриц выполнены с уклонами в тело матриц в стороны их боковых поверхностей, а площади сопрягаемых центральных участков поверхностей разъема нижней и верхней матриц определяются из соотношения:To solve the problem, in a stamp with a horizontal die connector for stamping forgings, such as cross pieces, containing an upper plate with a punch mounted on it, a lower plate on which a lower matrix is mounted, a crosshead located in the lower plate, an upper matrix connected to the traverse with rods, having the central and peripheral portions of the connector surfaces that are equally large with the lower matrix and the ability to move relative to the lower matrix with the formation of the mating portions of the connector surfaces of both matrices are closed of the die cavity, as well as an ejector located in the lower matrix and supported through the spring-loaded pusher on the beam, according to the invention, the peripheral portions of the surfaces of the connector of the lower and upper matrices are made with slopes in the matrix body to the sides of their side surfaces, and the area of the mating central sections of the surfaces of the connector is lower and upper matrices are determined from the relation:

F c = Р з / σ у , ( 1 )

Figure 00000001
F c = R s / σ at , ( one )
Figure 00000001

где Fc - площадь сопрягаемого центрального участка поверхности разъема матрицы;where F c is the area of the mating central portion of the surface of the matrix connector;

Pз - усилие зажима матриц;P s - clamping force of the matrices;

σу - предел упругости материала матриц.σ y is the elastic limit of the matrix material.

Кроме того, в предложенном техническом решении тяги размещены в сквозных прямолинейных пазах, выполненных в противолежащих боковых стенках матриц параллельно оси симметрии штампа.In addition, in the proposed technical solution, the rods are placed in straight through grooves made in the opposite side walls of the matrices parallel to the axis of symmetry of the stamp.

Зажим матриц на центральных участках, которые непосредственно примыкают к контуру поковки в плоскости разъема матриц, позволяет сосредоточить усилие зажима вблизи контура поковки. В результате пластического деформирования макронеровностей и волнистости на этих участках поверхностей обеспечивается плотное сопряжение поверхностей вблизи контура поковки в плоскости разъема, что исключает выход штампуемого металла в заусенец. А размещение тяг, связывающих верхнюю матрицу с траверсой, в сквозных пазах, выполненных в противолежащих боковых стенках матриц параллельно оси симметрии штампа, позволяет обеспечить более точное совмещение матриц и дополнительно повысить качество поковок.Clamping the dies in the central sections that are directly adjacent to the forging contour in the plane of the die connector allows the clamping force to be concentrated near the forging contour. As a result of plastic deformation of macro-irregularities and waviness in these surface areas, tight mating of surfaces is provided near the forging contour in the plane of the connector, which excludes the exit of the stamped metal into the burr. And the placement of rods connecting the upper matrix with the traverse in the through grooves made in the opposite side walls of the matrices parallel to the axis of symmetry of the stamp, allows for more accurate alignment of the matrices and further improve the quality of forgings.

Предложенное изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показано исходное положение штампа, на фиг.2 - положение штампа в момент завершения штамповки, на фиг.3 - положение штампа в момент удаления поковки.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 stamping, figure 3 - the position of the stamp at the time of removal of the forging.

Штамп с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин содержит верхнюю плиту (на чертеже не показана) с установленным на ней пуансоном 1, нижнюю плиту 2, на которой смонтирована нижняя матрица 3. Под нижней матрицей 3 в пазу 4 нижней плиты 2 размещена траверса 5, жестко связанная штангами 6 и 7 с верхней плитой. На траверсе 5 установлен толкатель 8, на боковых сторонах которого выполнены скосы 9 и 10, а внутри толкателя 8 установлена опорная пружина 11 (фиг.1).A stamp with a horizontal die connector for stamping cross-type forgings comprises a top plate (not shown in the drawing) with a punch 1 installed on it, a bottom plate 2 on which a lower die 3 is mounted. A cross beam 5 is placed under the lower die 3 in the groove 4 of the lower plate 2 rigidly connected by rods 6 and 7 to the top plate. A pusher 8 is installed on the traverse 5, on the sides of which there are bevels 9 and 10, and a support spring 11 is installed inside the pusher 8 (Fig. 1).

Связанная с траверсой 5 тягами 12 и 13 верхняя матрица 14 имеет равновеликие с нижней матрицей 3 центральные 15 и 16 и периферийные 17 и 18 участки поверхностей разъема 19 и 20 соответственно матриц 14 и 3 и возможность совместно с нижней матрицей 3 создавать замкнутую полость 21 штампа 22 (фиг.2) путем сопряжения центральных участков 15 и 16 поверхностей разъема 19 и 20 матриц 14 и 3. В нижней матрице 3 размещен выталкиватель 23, опирающийся на толкатель 8 в исходном положении штампа 22 (фиг.1) и в момент удаления поковки 24 из нижней матрицы 3 (фиг.2 и 3) и на кулачки 25 и 26 тяг 12 и 13 в момент получения поковки 24 (фиг.2). На выталкивателе 23 в верхней матрице 14 в исходном положении штампа 22 установлена заготовка 27 (фиг.1).The upper matrix 14 connected to the traverse 5 by rods 12 and 13 has the central 15 and 16 and peripheral 17 and 18 sections of the surfaces of the connector 19 and 20 respectively of the matrices 14 and 3 with the lower matrix 3 and the possibility of creating a closed cavity 21 of the stamp 22 together with the lower matrix 3 (figure 2) by pairing the Central sections 15 and 16 of the surfaces of the connector 19 and 20 of the matrices 14 and 3. In the lower matrix 3 there is a pusher 23, based on the pusher 8 in the initial position of the stamp 22 (figure 1) and at the time of removal of the forging 24 from the lower matrix 3 (figure 2 and 3) and the cams 25 and 26 rods 12 and 13 at the time of receipt of the forgings 24 (figure 2). On the ejector 23 in the upper matrix 14 in the initial position of the stamp 22, a workpiece 27 is installed (Fig. 1).

Периферийные участки 17 и 18 поверхностей разъема 19 и 20 соответственно матриц 14 и 3 выполнены с уклонами 28 и 29, а центральные участки 15 и 16, примыкающие к контуру 30 поковки 24, совмещены с плоскостью разъема 31 матриц 14 и 3 (фиг.2).The peripheral sections 17 and 18 of the surfaces of the connector 19 and 20, respectively, of the matrices 14 and 3 are made with slopes 28 and 29, and the central sections 15 and 16 adjacent to the contour 30 of the forging 24 are aligned with the plane of the connector 31 of the matrices 14 and 3 (Fig. 2) .

В противолежащих боковых стенках 32 и 33 матрицы 3, 34 и 35 матрицы 14 выполнены сквозные прямолинейные пазы 36 и 37 параллельно оси 38 симметрии штампа 22 (фиг.2).In the opposite side walls 32 and 33 of the matrix 3, 34 and 35 of the matrix 14, straight through grooves 36 and 37 are made parallel to the axis of symmetry 38 of the stamp 22 (figure 2).

Штамп с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин работает следующим образом.A stamp with a horizontal connector matrix for stamping forgings such as crosses works as follows.

В исходном положении штампа 22 нагретую до ковочной температуры заготовку 27 устанавливают в матрице 14 на выталкивателе 23. Затем верхнюю плиту (на чертеже не показана) и связанные с ней пуансон 1 и траверсу 5 перемещают вниз. При этом кулачки 25 и 26 тяг 12 и 13 скользят по скосам 9 и 10 толкателя 8 и сближаются, а опорная пружина 11, разжимаясь, удерживает выталкиватель 23 в верхнем положении (фиг.1). Под действием собственного веса верхняя матрица 14, опускаясь вниз, смыкается с нижней матрицей 3, создавая замкнутую полость 21 штампа 22, а кулачки 25 и 26 тяг 12 и 13 заходят под выталкиватель 23 (фиг.2).In the initial position of the stamp 22, the workpiece 27 heated to the forging temperature is installed in the matrix 14 on the ejector 23. Then the upper plate (not shown in the drawing) and the associated punch 1 and the crosshead 5 are moved down. In this case, the cams 25 and 26 of the rods 12 and 13 slide along the bevels 9 and 10 of the pusher 8 and come closer, and the support spring 11, unclenching, holds the ejector 23 in the upper position (figure 1). Under the influence of its own weight, the upper matrix 14, falling down, closes with the lower matrix 3, creating a closed cavity 21 of the stamp 22, and the cams 25 and 26 of the rods 12 and 13 go under the ejector 23 (Fig.2).

Далее посредством пуансона 1 формируется поковка 24. С момента начала формирования поковки 24 часть усилия штамповки передается на выталкиватель 23, затем на кулачки 25 и 26 и посредством тяг 12 и 13 на верхнюю матрицу 14. При этом тяги 12 и 13, размещенные в пазах 36 и 37 с минимальным зазором, обеспечивают точное совмещение обеих матриц 3 и 14, а зажим матриц 3 и 14 на центральных участках 15 и 16, примыкающих к контуру 30 поковки 24, обеспечивает плотное сопряжение поверхностей разъема 19 и 20 матриц 14 и 3 вблизи контура 30 поковки 24 (фиг.2).Further, by means of the punch 1, a forging 24 is formed. From the moment the forging 24 is formed, part of the stamping force is transmitted to the ejector 23, then to the cams 25 and 26 and by means of the rods 12 and 13 to the upper die 14. In this case, the rods 12 and 13 are placed in the grooves 36 and 37 with a minimum gap, ensure accurate alignment of both matrices 3 and 14, and clamping the matrices 3 and 14 in the central sections 15 and 16 adjacent to the contour 30 of the forging 24 provides tight coupling of the surfaces of the connector 19 and 20 of the matrices 14 and 3 near the circuit 30 forgings 24 (figure 2).

После формирования поковки 24 верхняя плита с пуансоном 1 и траверсой 5 перемещается вверх. Посредством скосов 9 и 10 толкателя 8 кулачки 25 и 26 тяг 12 и 13 разводятся и выходят из контакта с выталкивателем 23, который, перемещаясь вверх под действием толкателя 8, удаляет поковку 24 из нижней матрицы 3. К этому моменту траверса 5, воздействуя на кулачки 25 и 26, посредством тяг 12 и 13 поднимает верхнюю матрицу 14, образуя зазор между матрицами 3 и 14, меньший высоты заготовки 27 (фиг.3).After the formation of forgings 24, the upper plate with the punch 1 and the traverse 5 moves up. By means of bevels 9 and 10 of the pusher 8, the cams 25 and 26 of the rods 12 and 13 are opened and out of contact with the ejector 23, which, moving upward under the action of the pusher 8, removes the forging 24 from the lower matrix 3. At this point, the crosshead 5, acting on the cams 25 and 26, by means of rods 12 and 13 raises the upper matrix 14, forming a gap between the matrices 3 and 14, smaller than the height of the workpiece 27 (figure 3).

Для удержания поковки 24 в нижней матрице 3 после штамповки штамповочные уклоны в этой матрице выполняют меньшими, чем в верхней матрице 14.To hold the forging 24 in the lower die 3 after stamping, the stamping slopes in this die are smaller than in the upper die 14.

Пример. Отштампована опытная партия поковок 24 крестовины из стали 18X2H4BA. Диаметр ступицы Dc=42 мм; высота поковки 24 Hк=26 мм; диаметр отростка d0=21 мм; длина отростка l0=24 мм; диаметр заготовки 27 D3=40 мм; высота заготовки 27 H3=64 мм. Температура штамповки T=1100°C.Example. A pilot batch of 24 forgings from 18X2H4BA steel is stamped. The diameter of the hub D c = 42 mm; forging height 24 H to = 26 mm; appendix diameter d 0 = 21 mm; process length l 0 = 24 mm; workpiece diameter 27 D 3 = 40 mm; workpiece height 27 H 3 = 64 mm. Stamping temperature T = 1100 ° C.

Расчет параметров процесса штамповки осуществляют в следующем порядке.The calculation of the parameters of the stamping process is carried out in the following order.

1. Определяют усилие закрытой штамповки поковки 24 типа крестовины по формуле1. Determine the force of the closed stamping forgings 24 type of cross according to the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где r1 - радиус закругления в верхней матрице 14, r1=1 мм;where r 1 is the radius of curvature in the upper matrix 14, r 1 = 1 mm;

r2 - радиус закругления в нижней матрице 3, r2=1 мм;r 2 is the radius of curvature in the lower matrix 3, r 2 = 1 mm;

d - диаметр поковки, мм;d is the diameter of the forging, mm;

σв - предел прочности стали при температуре окончания штамповки;σ in - the tensile strength of steel at the temperature of stamping;

σв=56 МПа для стали 18Х2Н4 ВА при температуре 1000°C;σ in = 56 MPa for steel 18X2H4 VA at a temperature of 1000 ° C;

Fn - площадь проекции поковки 24 в плане, мм2.F n - the projection area of the forgings 24 in plan, mm 2 .

(Ковка и штамповка: справочник: в 4 т. Т.2. Горячая штамповка / Ред. совет Е.И. Семенов и др. - М.: Машиностроение, 1986, с.202).(Forging and stamping: a reference book: in 4 vol. T.2. Hot stamping / Ed. Advice EI Semenov et al. - M.: Mashinostroenie, 1986, p.202).

Figure 00000003
Figure 00000003

Удельное усилие p=288,4 МПа.Specific force p = 288.4 MPa.

Для уточнения величину удельного усилия р при деформировании стали 18X2H4BA в зависимости от степени деформации и температуры выбирают по графику на рис.5.25 (Атрошенко А.П. Горячая штамповка труднодеформируемых материалов / А.П. Атрошенко, В.И. Федоров. - Л.: Машиностроение, 1979, с.174).To clarify, the value of the specific force p during the deformation of 18X2H4BA steel, depending on the degree of deformation and temperature, is selected according to the schedule in Fig. 5.25 (A. Atroshenko, Hot stamping of difficult to deform materials / A. P. Atroshenko, V. I. Fedorov. - L. : Engineering, 1979, p. 174).

Степень деформации ε находят по формулеThe degree of deformation ε is found by the formula

ε = ln F f , ( 3 )

Figure 00000004
ε = ln F f , ( 3 )
Figure 00000004

где F - площадь поперечного сечения заготовки 27, мм2;where F is the cross-sectional area of the workpiece 27, mm 2 ;

f - площадь поперечного сечения отростка крестовины, мм2;f is the cross-sectional area of the appendix of the cross, mm 2 ;

F = π 4 D 3 2 = π 4 40 2 = 1256   мм 2

Figure 00000005
; F = π four D 3 2 = π four 40 2 = 1256 mm 2
Figure 00000005
;

f = π 4 d 0 2 = π 4 21 2 = 346,2   мм 2

Figure 00000006
; f = π four d 0 2 = π four 21 2 = 346.2 mm 2
Figure 00000006
;

ε = ln 1256 346,2 = 1.28

Figure 00000007
. ε = ln 1256 346.2 = 1.28
Figure 00000007
.

По графику находят p=360 МПа, что превышает удельное усилие, полученное расчетом. Выбирают большее значение, равное p=360 МПа.According to the schedule, p = 360 MPa, which exceeds the specific force obtained by the calculation. Choose a larger value equal to p = 360 MPa.

Тогда усилие штамповкиThen the stamping force

P=p Fn=360*3401=1224360 H=1224 кH.P = p Fn = 360 * 3401 = 1224360 H = 1224 kH.

Выбирают горячештамповочный пресс модели КБ 0034B усилием 2500 кH.Select hot stamping press model KB 0034B with an effort of 2500 kN.

2. Определяют максимальное усилие зажима матриц 14 и 3 по усилию, приходящемуся на выталкиватель 23 в момент окончания штамповки:2. Determine the maximum clamping force of the matrices 14 and 3 by the force attributable to the ejector 23 at the end of stamping:

Р з = Р в = p f в , ( 4 )

Figure 00000008
R s = R at = p f at , ( four )
Figure 00000008

где Pз - усилие зажима матриц 14 и 3, кН;where P s - clamping force of the matrices 14 and 3, kN;

Pв - усилие на выталкивателе 23, кН.P in - force on the ejector 23, kN.

fв - площадь торца выталкивателя 23, равная площади торца ступицы поковки 24, мм2.f in - the area of the end face of the ejector 23, equal to the area of the end face of the hub forgings 24, mm 2 .

P з = 360 π 4 42 2 = 500 к H ,

Figure 00000009
P s = 360 π four 42 2 = 500 to H ,
Figure 00000009

что не превышает 50% усилия штамповки P=1224 кН (Соколов Н.Л. Горячая штамповка выдавливанием стальных деталей / Н.Л. Соколов. - М.: Машиностроение, 1967, с.62).which does not exceed 50% of the stamping force P = 1224 kN (Sokolov NL Hot stamping by extrusion of steel parts / NL Sokolov. - M.: Mechanical Engineering, 1967, p.62).

3. Определяют площадь сопряженной поверхности матриц 14 и 3 по формуле (1).3. Determine the area of the conjugate surface of the matrices 14 and 3 according to the formula (1).

В качестве материала матриц 14 и 3 выбирают сталь марки 4Х4ВМФС; предел упругости стали принимают равным пределу текучести этой стали, т.е. σy≈σ0,2=1080 МПа при температуре нагрева матриц 14 и 3 в процессе штамповки до 600°C (см. книгу Геллер Ю.А. Инструментальные стали. / Ю.А. Геллер. - М.: Металлургия, 1983, с.439).As the material of the matrices 14 and 3 choose steel grade 4X4VMFS; the elastic limit of steel is taken equal to the yield strength of this steel, i.e. σ y ≈σ 0.2 = 1080 MPa at a heating temperature of matrices 14 and 3 during stamping to 600 ° C (see the book Geller Yu.A. Tool steel. / Yu.A. Geller. - M .: Metallurgy, 1983 , p. 439).

Fс=Pзу=(0,5/1080)·106, мм2=463 мм2.F c = P s / σ y = (0.5 / 1080) · 10 6 , mm 2 = 463 mm 2 .

Поскольку наличие макронеровностей и волнистости поверхностей матриц 14 и 3 после шлифования уменьшают фактическую площадь контакта в 5-10 раз (см. книгу Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора / Р.И. Гжиров. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1983, с.160), то площадь фактического зажима матриц 14 и 3 увеличивается в 8 раз. ТогдаSince the presence of macro-irregularities and waviness of the surfaces of the matrices 14 and 3 after grinding reduce the actual contact area by 5-10 times (see the book RI Gzhirov, Designer's Quick Reference / RI Gzhirov. - L .: Engineering, Leningrad Branch, 1983 , p.160), then the area of the actual clamping of the matrices 14 and 3 increases by 8 times. Then

Fсф=8·Fс=8·463=2904 мм2.F sf = 8 · F s = 8 · 463 = 2904 mm 2 .

Форму площади зажима матриц 14 и 3 принимают в виде полосы центрального участка 15 или 16 поверхностей разъема 19 или 20, примыкающих к контуру поковки 24 в плоскости разъема 31 матриц 14 и 3, т.е.The shape of the clamping area of the matrices 14 and 3 is taken in the form of a strip of the central portion 15 or 16 of the surfaces of the connector 19 or 20 adjacent to the contour of the forging 24 in the plane of the connector 31 of the matrices 14 and 3, i.e.

F с ф = в п о л п е р , ( 5 )

Figure 00000010
F from f = at P about l P e R , ( 5 )
Figure 00000010

где впол - ширина полосы центрального участка 15 или 16 поверхностей разъема 19 и 20 матриц 14 и 3, мм;where in the floor is the width of the strip of the central section 15 or 16 of the surfaces of the connector 19 and 20 of the matrices 14 and 3, mm;

пер - длина периметра контура поковки 24 в плоскости разъема 31 матриц 14 и 3, равная 342 мм.per - the length of the perimeter of the contour of the forgings 24 in the plane of the connector 31 of the matrix 14 and 3, equal to 342 mm

ОтсюдаFrom here

впол=Fсф/ℓпер=2904/342=8,5 мм.to the floor = F sf / ℓ per = 2904/342 = 8.5 mm.

Принимают впол=10 мм.Take in the floor = 10 mm.

4. Определяют площадь поперечного сечения тяг 12 и 13, передающих усилие на верхнюю матрицу 144. Determine the cross-sectional area of the rods 12 and 13, transmitting force to the upper matrix 14

Pт=Pв/2=500/2=250 кН,P t = P in / 2 = 500/2 = 250 kN,

где Pт - усилие, приходящееся на одну тягу.where P t is the force per one thrust.

Рабочее напряжение σр в тягеOperating stress σ p in traction

σ р = P т / S т , ( 6 )

Figure 00000011
σ R = P t / S t , ( 6 )
Figure 00000011

где Sт=а·в - площадь поперечного сечения тяги. Здесь а - толщина сечения тяги, мм; в - ширина сечения тяги, мм.where S t = a · in - the cross-sectional area of the thrust. Here a is the thickness of the thrust section, mm; in - the width of the thrust section, mm

Чтобы исключить остаточную деформацию, принимают σр=0,5σm,To exclude residual deformation, take σ p = 0,5σ m ,

где σm - предел текучести материала тяги.where σ m is the yield strength of the traction material.

В качестве материала тяги принимают сталь 30ХГСА, σm=850 МПа.Steel 30KhGSA, σ m = 850 MPa, are taken as the traction material.

Поскольку ширина В паза 4 в нижней плите штампа 22 должна быть больше диаметра выталкивателя 23, равного диаметру ступицы Dc поковки 24 на величину зазора, тоSince the width In the groove 4 in the lower plate of the stamp 22 should be greater than the diameter of the ejector 23, equal to the diameter of the hub D c of the forging 24 by the amount of clearance, then

B=Dc+Z,B = D c + Z,

где Z=3 мм - зазор между боковой поверхностью выталкивателя 23 и стенками паза 4;where Z = 3 mm is the gap between the lateral surface of the ejector 23 and the walls of the groove 4;

B=42+3=45 мм.B = 42 + 3 = 45 mm.

Принимают ширину сечения тяги в=40 мм, тогда толщина сечения тяги будет равнаTake the width of the thrust section in = 40 mm, then the thickness of the thrust section will be equal to

Figure 00000012
.
Figure 00000012
.

Принимают а=20 мм.Take a = 20 mm.

5. Рассчитывают ход верхней матрицы5. Calculate the course of the upper matrix

hвм=Hс+Zм,h vm = H s + Z m ,

где Zм=10 мм - принятый зазор между верхним торцом поковки 24 и поверхностью разъема 19 верхней матрицы 14, необходимый для удобства удаления поковки 24;where Z m = 10 mm is the accepted gap between the upper end face of the forgings 24 and the surface of the connector 19 of the upper matrix 14, necessary for the convenience of removing the forgings 24;

hвм=26+10=36 мм,h VM = 26 + 10 = 36 mm,

что вдвое меньше высоты заготовки 27, равной H3=64 мм, размещаемой на торце выталкивателя 23 в верхней матрице 14.which is half the height of the workpiece 27, equal to H 3 = 64 mm, placed at the end of the ejector 23 in the upper matrix 14.

6. Рассчитывают ход выталкивателя 23 (hв), равный6. Calculate the stroke of the ejector 23 (h in ) equal to

h в = ( H с / 2 ) + Z в ,    (7)

Figure 00000013
h at = ( H from / 2 ) + Z at , (7)
Figure 00000013

где Zв=4 мм - принятый зазор между опорой выталкивателя 23 и нижней поверхностью нижней матрицы 3;where Z in = 4 mm is the accepted gap between the support of the ejector 23 and the lower surface of the lower matrix 3;

hв=(26/2)+4=17 мм.h in = (26/2) + 4 = 17 mm.

Полученные предложенным способом поковки 24 не имели следов заусенцев по плоскости разъема 31 матриц 14 и 3.Forgings 24 obtained by the proposed method had no burrs on the plane of the connector 31 of the matrices 14 and 3.

Таким образом, предложенное изобретение существенно повышает качество поковок типа крестовин, так как обеспечивает плотный зажим матриц по контуру поковки в результате пластического деформирования макронеровностей и волнистости, неизбежных после шлифования контактных поверхностей матриц, а использование тяг зажима матриц в качестве направляющих обеспечивает более точное совмещение матриц и дополнительно повышает качество поковок.Thus, the proposed invention significantly improves the quality of forgings such as crosses, as it provides tight clamping of the matrices along the contour of the forgings as a result of plastic deformation of macro-irregularities and waviness that are inevitable after grinding of the contact surfaces of the matrices, and the use of tie rods of the matrices as guides provides more accurate combination of matrices and further improves the quality of forgings.

Claims (1)

Штамп с горизонтальным разъемом матриц для штамповки поковок типа крестовин, содержащий верхнюю плиту с установленным на ней пуансоном, нижнюю плиту, на которой смонтирована нижняя матрица, траверсу, размещенную в нижней плите, верхнюю матрицу, которая связана с траверсой посредством тяг, выполнена с центральным и периферийным участками поверхности разъема, равными центральному и периферийному участкам поверхности разъема нижней матрицы, и имеет возможность перемещения относительно нижней матрицы с образованием сопрягаемыми центральными участками поверхностей разъема обеих матриц замкнутой полости штампа, а также выталкиватель, размещенный в нижней матрице с опорой через подпружиненный толкатель на траверсу, отличающийся тем, что периферийные участки поверхностей разъема нижней и верхней матриц выполнены с уклонами в тело матриц в сторону их боковых поверхностей, при этом площадь сопрягаемых центральных участков поверхностей разъема нижней и верхней матриц Fc определена из соотношения:
Fc= Pзу,
где Pз - усилие зажима нижней и верхней матриц;
σу - предел упругости материала нижней и верхней матриц,
а тяги размещены в сквозных прямолинейных пазах, выполненных в противолежащих боковых стенках нижней и верхней матриц параллельно оси симметрии штампа.
A stamp with a horizontal die connector for stamping cross-type forgings, comprising a top plate with a punch installed on it, a bottom plate on which the lower die is mounted, a cross-arm placed in the lower plate, an upper die that is connected to the cross-arm by means of rods, is made with a central and peripheral portions of the surface of the connector equal to the Central and peripheral portions of the surface of the connector of the lower matrix, and has the ability to move relative to the lower matrix with the formation of mating central parts of the surfaces of the connector of both matrices of the closed die cavity, as well as an ejector placed in the lower matrix with support through a spring-loaded pusher on the beam, characterized in that the peripheral parts of the surfaces of the connector of the lower and upper matrices are made with slopes in the matrix body towards their side surfaces, the area of the mating Central sections of the surfaces of the connector of the lower and upper matrices F c is determined from the ratio:
F c = P s / σ y
where P s - the clamping force of the lower and upper matrices;
σ y - the elastic limit of the material of the lower and upper matrices,
and the rods are placed in straight through grooves made in the opposite side walls of the lower and upper matrices parallel to the axis of symmetry of the stamp.
RU2013147208/02A 2013-10-22 2013-10-22 A die with horizontally parting female dies for cross-piece forgings RU2550067C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013147208/02A RU2550067C1 (en) 2013-10-22 2013-10-22 A die with horizontally parting female dies for cross-piece forgings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013147208/02A RU2550067C1 (en) 2013-10-22 2013-10-22 A die with horizontally parting female dies for cross-piece forgings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013147208A RU2013147208A (en) 2015-04-27
RU2550067C1 true RU2550067C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53283077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013147208/02A RU2550067C1 (en) 2013-10-22 2013-10-22 A die with horizontally parting female dies for cross-piece forgings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550067C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1047574A1 (en) * 1982-04-08 1983-10-15 Специализированное Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро По Холодноштамповочному И Сварочному Оборудованию Stamp with split dies
JP2000140978A (en) * 1998-11-10 2000-05-23 Komatsu Ltd Die device for fully enclosed forging and fully enclosed forging method
RU2165329C2 (en) * 1999-03-22 2001-04-20 Открытое акционерное общество "Алтайский научно-исследовательский институт технологии машиностроения" Method for making forgings such as cross pieces
JP2001334340A (en) * 2000-03-24 2001-12-04 Honda Motor Co Ltd Forging apparatus
RU2399456C1 (en) * 2009-06-09 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method for stamping of forged pieces of crosspiece type in stamp with horizontal connector of matrices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1047574A1 (en) * 1982-04-08 1983-10-15 Специализированное Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро По Холодноштамповочному И Сварочному Оборудованию Stamp with split dies
JP2000140978A (en) * 1998-11-10 2000-05-23 Komatsu Ltd Die device for fully enclosed forging and fully enclosed forging method
RU2165329C2 (en) * 1999-03-22 2001-04-20 Открытое акционерное общество "Алтайский научно-исследовательский институт технологии машиностроения" Method for making forgings such as cross pieces
JP2001334340A (en) * 2000-03-24 2001-12-04 Honda Motor Co Ltd Forging apparatus
RU2399456C1 (en) * 2009-06-09 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method for stamping of forged pieces of crosspiece type in stamp with horizontal connector of matrices

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013147208A (en) 2015-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101644260B1 (en) Method and apparatus for forming closed cross-sectional structure
KR101863469B1 (en) Steel plate material, method for producing same and device for producing same, and method for producing press molded article using said steel plate material
CN102764807B (en) Manufacturing method of press product and press forming apparatus
CN105792957B (en) Compression molding device, used the shaped device compressing product manufacture method and compressing product
JP5740099B2 (en) Manufacturing method of hot press products
JP4086216B2 (en) Hydroforming method of pipe material
CN110935759B (en) U-O shaping of members bent about three spatial axes
CN1325185C (en) Bent-forming method
KR20150115784A (en) Hot die forming assembly and method of making a heat treated part
US9943898B2 (en) Hot-forming and press hardening tool and method for operating the hot-forming and press hardening tool
JP2017113782A (en) Hot press device and hot press molding method
RU2550067C1 (en) A die with horizontally parting female dies for cross-piece forgings
JP3544300B2 (en) Forging method and forging device for end-shaped bar-shaped product
TW201302342A (en) Fabricating method of forging material
JP2016198806A (en) Method for forging semi-solidified alloy and forging device thereof
JP2006289453A (en) Press forming method, and forming device
CN107186141B (en) Double-punch upsetting machine
RU2614224C2 (en) Method and upsetting device for manufacturing of ledged parts, such as shafts and rods
JP7394945B2 (en) die casting mold
CN107855447A (en) A kind of sector hot forging and drop stamping compound plasticity shaping process
US2066186A (en) Truing die and method
KR101647211B1 (en) Flexible die apparatus and pressing method using thereof
CN105817535A (en) Stamping forming die for automobile girder
JP2021058896A (en) Metal pipe molding device and metal pipe molding method
RU164760U1 (en) STAMP FOR HOT COMBINED EXPLOSION OF A CYLINDRICAL HOLLOW PRODUCT WITH A FLANGE ON A HYDRAULIC PRESS FOR DOUBLE ACTION

Legal Events

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

Effective date: 20151023