RU2584195C1 - Method of making cylindrical components with conical part - Google Patents

Method of making cylindrical components with conical part Download PDF

Info

Publication number
RU2584195C1
RU2584195C1 RU2014143524/02A RU2014143524A RU2584195C1 RU 2584195 C1 RU2584195 C1 RU 2584195C1 RU 2014143524/02 A RU2014143524/02 A RU 2014143524/02A RU 2014143524 A RU2014143524 A RU 2014143524A RU 2584195 C1 RU2584195 C1 RU 2584195C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
conical part
conical
punch
height
Prior art date
Application number
RU2014143524/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тынгиз Амиранович Саникидзе
Павел Евгеньевич Крук
Игорь Петрович Попов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Часовой Завод Ника"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Часовой Завод Ника" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Часовой Завод Ника"
Priority to RU2014143524/02A priority Critical patent/RU2584195C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2584195C1 publication Critical patent/RU2584195C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used for production of cylindrical workpieces with conical part, including thin-walled ones. One performs production of cylindrical billet with bottom, its installation in matrix with conical cavity and forming in one pass in two stages. First stage involves pressing billet by puncheon with conical part on blank inner surface to contact tops of its conical part of bottom part, and at second stage simultaneously with squeezing of billet bottom part is drawn. At that, male die is used, diameter of which exceeds internal diameter of workpiece, and height of conical part is less than height of workpiece.
EFFECT: higher quality of manufactured parts.
1 cl, 3 dwg

Description

Способ изготовления цилиндрических деталей с конической частьюA method of manufacturing cylindrical parts with a conical part

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения цилиндрических деталей с конической частью, в том числе тонкостенных, и с глубокой конической частью, методом холодной листовой штамповки.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used to produce cylindrical parts with a conical part, including thin-walled, and with a deep conical part, by cold sheet stamping.

Тонкостенные конические детали различной формы имеют широкое распространение в технике. Одним из высокопроизводительных способов производства таких деталей является операция вытяжки из листовой заготовки. Получаемые при этом детали можно классифицировать по соотношению высоты и наибольшего диаметра конуса. По этому признаку детали условно подразделяют на мелкие детали h≤(0.25-0.3)d, детали средней глубины h=(0.4-0.7)d и глубокие детали h>0.8d. Основные сложности при проектировании технологического процесса вызывают глубокие детали, которые зачастую требуют в отличие от мелких и средней глубины деталей нескольких переходов вытяжки. Проектирование технологического процесса также осложняется тем, что зачастую цилиндрические детали являются только частью более сложных деталей. Примером могут служить трубчатые детали с цилиндрической частью на конце. Основной технологической операцией используемой для получения цилиндрических трубчатых заготовок с конусом на конце является вытяжка.Thin-walled conical parts of various shapes are widely used in engineering. One of the high-performance methods for the production of such parts is the operation of drawing from a sheet blank. The resulting parts can be classified by the ratio of the height and the largest diameter of the cone. According to this criterion, parts are conventionally divided into small parts h≤ (0.25-0.3) d, details of average depth h = (0.4-0.7) d and deep parts h> 0.8d. The main difficulties in the design of the technological process cause deep parts, which often require, in contrast to the shallow and medium depths of parts, several transitions of the hood. Process design is also complicated by the fact that often cylindrical parts are only part of more complex parts. An example is tubular parts with a cylindrical part at the end. The main technological operation used to obtain cylindrical tubular billets with a cone at the end is the hood.

(Данилов Г.А., Огородников В.П. Теория и расчеты процессов комбинированного пластического формоизменения. - Балт. гос. техн. ун-т, СПб., 2004)(Danilov G.A., Ogorodnikov V.P. Theory and calculations of processes of combined plastic shaping. - Balt. State. Tech. University, St. Petersburg, 2004)

Применение технологий вытяжки в данном случае затруднено тем, что давление пуансона передается лишь небольшой поверхности в центре донной части заготовки вызывая значительное местное утонение что может привести к прорыву донной части заготовки. Для того чтобы этого избежать, данную операцию ведут за несколько переходов последовательно приближаясь к конечной форме детали, что делает данные способы трудоемкими.The application of drawing technologies in this case is complicated by the fact that the pressure of the punch is transmitted only to a small surface in the center of the bottom of the workpiece, causing significant local thinning, which can lead to a breakthrough of the bottom of the workpiece. In order to avoid this, this operation is carried out over several transitions, successively approaching the final shape of the part, which makes these methods laborious.

Примером донного процесса может служить способ изготовления тонкостенных деталей средней конусности, включающий изготовление заготовки и последующий обжим, при котором заготовку штампуют с изгибом дна по радиусу, величина которого больше радиуса сгиба готовой детали, а процесс обжима проводят в два этапа, на первом при обжиме выбирают зазор между пуансоном поддержки и дном, а на втором одновременно с обжимом осуществляют вытяжку данного участка.An example of the bottom process can be a method of manufacturing thin-walled parts of medium taper, including the manufacture of a workpiece and subsequent crimping, in which the workpiece is stamped with a bend of the bottom along a radius, the value of which is greater than the bend radius of the finished part, and the crimping process is carried out in two stages; the gap between the support punch and the bottom, and on the second simultaneously with the crimp, this section is drawn out.

(Патент РФ №2070467, МПК B21K 21/08, опубл. 20.12.1996 г.)(RF patent No. 2070467, IPC B21K 21/08, publ. 12/20/1996)

Основными недостатками вышеприведенного способа изготовления конических деталей или деталей с конической частью является ограничение по высоте конусной части и невозможность изготовления цилиндрических деталей с конической частью в виду конструктивных особенностей оснастки представленной в данном способе.The main disadvantages of the above method of manufacturing conical parts or parts with a conical part is the restriction on the height of the conical part and the inability to manufacture cylindrical parts with a conical part in view of the design features of the tooling presented in this method.

Известен также способ изготовления деталей типа тел вращения, взятый за прототип, включающий последовательный обжим на конус полой цилиндрической заготовки и калибровку, преимущественно обкаткой, при этом обжим осуществляют путем встречного осевого перемещения заготовки и инструмента, при этом в качестве инструмента используют набор матриц, а обжим заготовки осуществляют с одновременным образованием на ее наружной поверхности сопряженных между собой кольцевых вогнутых канавок.There is also a known method of manufacturing parts such as bodies of revolution, taken as a prototype, comprising sequential crimping on a cone of a hollow cylindrical workpiece and calibration, mainly by rolling, while crimping is carried out by oncoming axial movement of the workpiece and tool, using a set of dies as a tool, and crimping the workpieces are carried out with the simultaneous formation of annular concave grooves interconnected on its outer surface.

(Авторское свидетельство СССР №1196081, МПК D62D 41/04, опубл. 07.12.1985 г., Бюл. №45).(USSR Author's Certificate No. 1196081, IPC D62D 41/04, publ. 07.12.1985, Bull. No. 45).

Недостатком прототипа является сложность процесса, заключающаяся в необходимости проведения после операции обжима дополнительной операции калибровки, преимущественно обкаткой.The disadvantage of the prototype is the complexity of the process, which consists in the need to conduct after the crimping operation an additional calibration operation, mainly by running.

Задачей изобретения является создание эффективного и технологичного способа изготовления цилиндрических деталей с конической частью, позволяющего за один ход пуансона создавать тонкостенные детали, в том числе с глубокой конической частью, исключающего опасность прорыва дна заготовки и упрощающего процесс изготовления.The objective of the invention is to provide an efficient and technologically advanced method for manufacturing cylindrical parts with a conical part, which allows creating thin-walled parts in one stroke of the punch, including with a deep conical part, eliminating the risk of breaking through the bottom of the workpiece and simplifying the manufacturing process.

Технический результат изобретения заключается в возможности изготовления тонкостенных деталей, а также в повышении технологичности процесса и качества изготавливаемых деталей.The technical result of the invention lies in the possibility of manufacturing thin-walled parts, as well as in improving the processability and quality of manufactured parts.

Это достигается тем, что в заявляемом способе изготовления цилиндрических деталей с конической частью, включающем изготовление цилиндрической заготовки с дном, ее установку в матрицу с конической полостью и штамповку за один ход в два этапа, причем на первом этапе осуществляют обжим заготовки путем воздействия пуансоном с конической частью на внутреннюю поверхность заготовки до касания вершины его конической части донной части заготовки, а на втором этапе одновременно с обжимом осуществляют вытяжку донной части заготовки, при этом используют пуансон, диаметр которого превышает внутренний диаметр заготовки, а высота конусной части меньше высоты заготовки.This is achieved by the fact that in the inventive method of manufacturing cylindrical parts with a conical part, including the manufacture of a cylindrical billet with a bottom, its installation in a matrix with a conical cavity and stamping in one step in two stages, and at the first stage, the workpiece is crimped by means of a punch with a conical part on the inner surface of the workpiece until touching the top of its conical part of the bottom part of the workpiece, and in the second stage, simultaneously with crimping, the bottom part of the workpiece is drawn out, while Use a punch whose diameter exceeds the inner diameter of the workpiece, and the height of the conical part is less than the height of the workpiece.

Чтобы снизить трудоемкость производства подобного вида изделий процесс осуществляется при помощи совмещения методов вытяжки и обжима в одной технологической операции.To reduce the complexity of the production of this type of product, the process is carried out by combining the drawing and crimping methods in one technological operation.

Далее осуществление способа изготовления цилиндрических деталей с конической частью будет приведено со ссылкой на поясняющие чертежи.Next, the implementation of the method of manufacturing cylindrical parts with a conical part will be given with reference to the explanatory drawings.

Фиг. 1 - Начальный этап процесса получения цилиндрической детали с конической частью.FIG. 1 - The initial stage of the process of obtaining a cylindrical part with a conical part.

Фиг. 2 - Начальный этап процесса на стадии обжима.FIG. 2 - The initial stage of the process at the crimp stage.

Фиг. 3 - Заключительный этап процесса на стадии обжима и вытяжки,FIG. 3 - The final stage of the process at the stage of crimping and drawing,

где 1 - матрица, 2 - пуансон, 3 - заготовка.where 1 is the matrix, 2 is the punch, 3 is the workpiece.

Из листовой заготовки формируют заготовку 3. В области дна заготовка 3 может иметь как плоскую, так и полусферическую часть. Высоту заготовки 3 рассчитывают для каждого конкретного случая. Заготовку 3 устанавливают в матрицу 1 с конической полостью (Фиг. 1).A blank 3 is formed from a sheet blank. In the bottom region, the blank 3 can have both a flat and a hemispherical part. The height of the workpiece 3 is calculated for each specific case. The workpiece 3 is installed in the matrix 1 with a conical cavity (Fig. 1).

Высота конусной части пуансона 2 должна быть меньше высоты заготовки 3, в соответствии с расчетами по формулам для каждого конкретного случая.The height of the conical part of the punch 2 should be less than the height of the workpiece 3, in accordance with the calculations according to the formulas for each specific case.

Заготовка 3 погружается в полость матрицы 1.The workpiece 3 is immersed in the cavity of the matrix 1.

Пуансон 2 входит в матрицу 1 и в процессе воздействует на заготовку, при этом диаметр пуансона 2 больше внутреннего диаметра заготовки 3. При подаче усилия на пуансон 2 последний воздействует на внутреннюю поверхность заготовки 3 посредством сил трения, осуществляя на начальном этапе только обжим (Фиг. 2).The punch 2 enters the matrix 1 and acts on the workpiece in the process, while the diameter of the punch 2 is greater than the inner diameter of the workpiece 3. When applying force to the punch 2, the latter acts on the inner surface of the workpiece 3 by means of friction, performing only crimping at the initial stage (Fig. 2).

Стенки заготовки 3 деформируются, принимая форму полости матрицы 1.The walls of the workpiece 3 are deformed, taking the form of a cavity of the matrix 1.

В процессе обжима пуансон 2, двигаясь, выбирает зазор между донной частью заготовки 3 и торцом пуансона 2.In the process of crimping the punch 2, moving, selects the gap between the bottom of the workpiece 3 and the end face of the punch 2.

В момент касания пуансоном его рабочей частью, донной части заготовки 3 начинается процесс вытяжки, при этом процесс обжима продолжается.At the moment the punch touches its working part, the bottom of the workpiece 3, the drawing process begins, while the crimping process continues.

На завершающем этапе процессы вытяжки и обжима заготовки происходят одновременно (Фиг. 3). Их взаимное влияние позволяет разгрузить опасные сечения, возникающие в каждом из этих процессов.At the final stage, the processes of drawing and crimping the workpiece occur simultaneously (Fig. 3). Their mutual influence allows you to unload the dangerous sections arising in each of these processes.

Процесс обжима, согласно настоящему изобретению, происходит за счет сил трения пуансона о заготовку. Возникновение необходимых для прохождения процесса обжима сил трения обусловлено наличием внутреннего давления и деформации стенки из-за разницы диаметров пуансона и внутреннего диаметра заготовки Dпуансон>Dвнутренний заготовки.The crimping process, according to the present invention, occurs due to the friction forces of the punch on the workpiece. The occurrence of friction forces necessary for the crimping process is due to the presence of internal pressure and wall deformation due to the difference in the diameters of the punch and the inner diameter of the workpiece D punch > D inner workpiece .

Основными технологическими параметрами, влияющими на заявляемый процесс, являются силы трения. В литературе силы трения такого типа называют активными силами трения. Активные силы трения вызывают максимальное меридиональное напряжение

Figure 00000001
которое находят, опираясь на уравнения безмоментной теории оболочек (уравнение Лапласа) и уравнение равновесия, учитывая при этом эффект упрочнения:The main technological parameters affecting the claimed process are friction forces. In the literature, friction forces of this type are called active friction forces. Active friction forces cause maximum meridional stress
Figure 00000001
which is found based on the equations of the momentless theory of shells (Laplace equation) and the equilibrium equation, taking into account the hardening effect:

Figure 00000002
Figure 00000002

где hmax - высота контактной зоны трения в конечный момент процесса, µ - коэффициент трения между пуансоном и заготовкой, σт0 - напряжение трения для материала заготовки, А - аппроксимация кривой упрочнения материала заготовки, Rθ - радиус заготовки, δ - логарифмическая деформация.where h max is the height of the contact zone of friction at the final moment of the process, μ is the coefficient of friction between the punch and the workpiece, σ t0 is the friction stress for the workpiece material, A is the approximation of the hardening curve of the workpiece material, R θ is the radius of the workpiece, δ is the logarithmic deformation.

Из формулы видно, что при заданных значениях свойств материала и геометрических параметрах детали, основным параметром с помощью которого возможно влиять на ход процесса проталкивания заготовки в рабочую часть матрицы является логарифмическая деформация δ.It can be seen from the formula that for given values of the material properties and geometric parameters of the part, the main parameter with which it is possible to influence the process of pushing the workpiece into the working part of the matrix is the logarithmic deformation δ.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

При отработке технологии штамповки конических деталей из листа сплава латуни марки Л70 толщиной 0.5 мм формовали заготовку в виде цилиндра с наружным диаметром 8 мм и высотой, равной 18.5 мм. Затем заготовку помещали в коническую матрицу с углом образующей 6° и осуществляли обжим в два этапа. На первом этапе осуществляли чистый обжим, когда усилие от пресса передавалось по средствам активных сил трения на вертикальной стенке заготовки. Заготовка частично заполняла полость матрицы, а движение пуансона приводило к выборке зазора между вершиной конической части пуансона и донной частью заготовки. После касания пуансоном дна заготовки начинался второй этап процесса штамповки. Одновременно реализовался процесс обжима и вытяжки. Вытяжка осуществлялась пуансоном при передаче усилия на донную часть заготовки.When developing the technology for stamping conical parts from an alloy sheet of L70 grade brass alloy with a thickness of 0.5 mm, the billet was formed in the form of a cylinder with an outer diameter of 8 mm and a height of 18.5 mm. Then the workpiece was placed in a conical matrix with an angle of 6 ° and crimping was carried out in two stages. At the first stage, pure crimping was performed, when the force from the press was transmitted by means of active friction forces on the vertical wall of the workpiece. The workpiece partially filled the cavity of the matrix, and the movement of the punch led to the sampling of the gap between the top of the conical part of the punch and the bottom of the workpiece. After the punch touches the bottom of the workpiece, the second stage of the stamping process begins. At the same time, the crimping and drawing process was realized. The extract was carried out by the punch during the transfer of force to the bottom of the workpiece.

В результате реализации процесса штамповки были получены цилиндрическая деталь с конической частью на конце общей высотой 40 мм, высотой конической части 20 мм и углом образующей в конусной части соответствующим углу образующей конической части матрицы в 6°.As a result of the stamping process, a cylindrical part with a conical part at the end with a total height of 40 mm, a height of the conical part of 20 mm and an angle forming in the conical part corresponding to the angle of the generatrix of the conical part of the matrix at 6 ° was obtained.

Таким образом, по заявляемому способу можно получить тонкостенные конические детали за один рабочий ход пуансона. Это значительно повышает технологичность процесса изготовления деталей.Thus, according to the claimed method, it is possible to obtain thin-walled conical parts in one working stroke of the punch. This significantly increases the manufacturability of the manufacturing process of parts.

Claims (1)

Способ изготовления цилиндрических деталей с конической частью, включающий изготовление цилиндрической заготовки с дном, ее установку в матрицу с конической полостью и штамповку за один ход в два этапа, причем на первом этапе осуществляют обжим заготовки путем воздействия пуансоном с конической частью на внутреннюю поверхность заготовки до касания вершины его конической части донной части заготовки, а на втором этапе одновременно с обжимом осуществляют вытяжку донной части заготовки, при этом используют пуансон, диаметр которого превышает внутренний диаметр заготовки, а высота конусной части меньше высоты заготовки. A method of manufacturing cylindrical parts with a conical part, including the manufacture of a cylindrical workpiece with a bottom, its installation in a matrix with a conical cavity and stamping in one step in two stages, and at the first stage, the workpiece is crimped by exposing the punch with the conical part to the inner surface of the workpiece until it touches the tops of its conical part of the bottom of the workpiece, and in the second stage, simultaneously with the crimping, the bottom of the workpiece is drawn out, using a punch whose diameter is greater than It increases the inner diameter of the workpiece, and the height of the conical part is less than the height of the workpiece.
RU2014143524/02A 2014-10-29 2014-10-29 Method of making cylindrical components with conical part RU2584195C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014143524/02A RU2584195C1 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Method of making cylindrical components with conical part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014143524/02A RU2584195C1 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Method of making cylindrical components with conical part

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2584195C1 true RU2584195C1 (en) 2016-05-20

Family

ID=56012005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014143524/02A RU2584195C1 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Method of making cylindrical components with conical part

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2584195C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2644209C2 (en) * 2016-06-16 2018-02-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" Method for forming conical parts from flat round parts
RU2677450C1 (en) * 2017-12-15 2019-01-16 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Method of plastic formation of cone holes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1602973A (en) * 1977-07-07 1981-11-18 Spence G M Process for producing tubular articles
SU1646648A1 (en) * 1989-05-12 1991-05-07 Предприятие П/Я В-8597 Method of making tapered workpieces
RU2070467C1 (en) * 1994-11-02 1996-12-20 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики Method of conical pieces production
RU2280525C1 (en) * 2005-02-14 2006-07-27 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Die set for forming cone parts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1602973A (en) * 1977-07-07 1981-11-18 Spence G M Process for producing tubular articles
SU1646648A1 (en) * 1989-05-12 1991-05-07 Предприятие П/Я В-8597 Method of making tapered workpieces
RU2070467C1 (en) * 1994-11-02 1996-12-20 Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики Method of conical pieces production
RU2280525C1 (en) * 2005-02-14 2006-07-27 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Die set for forming cone parts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2644209C2 (en) * 2016-06-16 2018-02-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" Method for forming conical parts from flat round parts
RU2677450C1 (en) * 2017-12-15 2019-01-16 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Method of plastic formation of cone holes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2584195C1 (en) Method of making cylindrical components with conical part
US2751676A (en) Method of cold working metal
RU2620219C2 (en) Method of drawing thin-wall products of complex form
RU2591904C2 (en) Method of making grid of grooves on inner surface of shell and device therefor
RU2572687C1 (en) Method of production of steel forgings of ball valve half-casings
RU2484915C1 (en) Method of making forged pieces shaped to hemisphere with throat
RU2706392C1 (en) Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves
RU2451569C2 (en) Method of mass extruding of barrel-type parts by angular extrusion at horizontal hydraulic extruder
RU2586174C1 (en) Method for production of shells from sheet workpiece and device therefor
JP6605006B2 (en) Forging method
RU48287U1 (en) STAMP FOR MANUFACTURE OF HOLLOW DETAILS
RU2461436C1 (en) Method of producing variable cross-section thin-wall shells
RU2628444C1 (en) Manufacture method of thick-walled short-radius elbows
RU2707456C1 (en) Method and device for production of shell with variable wall thickness in height
RU2791478C1 (en) Method for producing thin-walled spherical shells
RU2706395C1 (en) Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves
RU80370U1 (en) DEVICE FOR EXTRACTION OF PARTS WITH VARIABLE THICKNESS
RU2644091C2 (en) Method for rolling parts with curvilinear surface
RU2584103C2 (en) Hardening of metal sleeve at heating
RU2389582C2 (en) Method of barrel hot die forging
RU2540026C1 (en) Method of manufacturing of hollow forgings with flange
RU2245211C2 (en) Method for hot forming of flange with sleeve
RU2780004C1 (en) Method for hardening an annular workpiece or sleeve by channel angular pressing and apparatus for implementation thereof
RU2677450C1 (en) Method of plastic formation of cone holes
RU2514531C2 (en) MAKING AXIALLY SYMMETRIC FORGED BLANKS OF BARREL- AND BOWL-TYPE FROM HIGH-STRENGTH ALUMINIUM ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM ALLOYED WITH SCANDIUM AND ZIRCONIUM

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210329