RU2596511C1

RU2596511C1 - Method of producing rod with bulge

Info

Publication number: RU2596511C1
Application number: RU2015119337/02A
Authority: RU
Inventors: Виталий Вениаминович Девятов
Original assignee: Виталий Вениаминович Девятов
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used for production of the rod parts with bulges. Rod is placed in the hole of the matrix to rest on pusher. Rod is upsetting, and bulge is shaping. Matrix consists of two half-matrixes with through axial holes. Half-matrixes are set so that a gap between their end working surfaces does not exceed the height of fixed part and to be located in the area of bulge forming. Upsetting is performed at fixed half-matrixes by an action on the rod end by male die. Bulge is formed with required shape and dimensions by combined action on it of male die and half-matrix.

EFFECT: as a result increase of quality of manufactured parts and expansion of their assortment is provided.

1 cl, 1 dwg

Description

Способ изготовления деталей типа стержня с утолщениемA method of manufacturing parts such as a rod with a thickening

Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа стержня с утолщениями, расположенными на конце или в средней части стержня, преимущественно с утолщениями больших объемов за один переход. Это клапаны, разного рода болты с высокими подголовками, оси с головками типа шестерен. Подобные детали изготавливают преимущественно высадкой или выдавливанием.The invention relates to processes for the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of parts such as a rod with thickenings located on the end or in the middle part of the rod, mainly with thickenings of large volumes in one transition. These are valves, various bolts with high head restraints, axles with gear-type heads. Such parts are made mainly by upsetting or extrusion.

Число переходов при изготовлении стержневых деталей с утолщениями, осуществляемых высадкой, зависит от объема металла, высаживаемого в утолщение, точнее от отношения допустимой высоты h высаживаемой части стержня, при которой стержень не теряет устойчивости при приложении нагрузки, к диаметру стержня d. Установлены зависимости необходимого числа переходов от отношения h/d: при h/d менее 2,3 требуется один переход, при h/d менее 5 - два перехода, при h/d менее 8 - три перехода.The number of transitions in the manufacture of rod parts with bulges carried out by upsetting depends on the volume of metal being planted into the bulge, more precisely, on the ratio of the permissible height h of the planted part of the rod, at which the rod does not lose stability when a load is applied, to the diameter of the rod d. The dependences of the required number of transitions on the h / d ratio are established: for h / d less than 2.3, one transition is required, for h / d less than 5, two transitions, for h / d less than 8, three transitions.

Известен способ однопереходной штамповки стержневых деталей с полостью в головке, сущность которого заключается в размещении заготовки в полости штампа таким образом, чтобы деформируемая часть заготовки, относительная высота которой менее допустимой (h/d менее 2,3), выступала над плоскостью штампа. Затем эту часть подвергают высадке, прошивке и формовке под действием пуансона и прошивня, при этом вначале деформируемую часть заготовки подвергают высадке-прошивке, а затем прошивают одновременным воздействием на деформируемую заготовку пуансоном и прошивнем. При этом к прошивню прикладывают усилие противодавления с целью вытеснения излишек металла в компенсационную полость (авт. свид. SU 1063519). Основным недостатком этого способа является неизбежное смещение оси заготовки относительно оси прошивня, что приводит к одностороннему незаполнению полости штампа металлом (Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка М.: Машиностроение, с. 975 - с. 281) и ухудшает качество изделий.A known method of single-pass stamping of rod parts with a cavity in the head, the essence of which is to place the workpiece in the die cavity so that the deformable part of the workpiece, the relative height of which is less than acceptable (h / d less than 2.3), protrudes above the plane of the stamp. Then this part is subjected to upsetting, flashing and molding under the action of a punch and flashing, while at first the deformable part of the workpiece is subjected to landing-flashing, and then flashing it by simultaneously acting on the wrought blank with a punch and flashing. At the same time, a backpressure force is applied to the firmware to displace the excess metal in the compensation cavity (ed. Certificate SU 1063519). The main disadvantage of this method is the inevitable displacement of the axis of the workpiece relative to the axis of the piercing, which leads to one-sided non-filling of the die cavity with metal (Brukhanov A.N. Kovka and die forging M .: Mechanical Engineering, p. 975 - p. 281) and impairs the quality of the products.

Известен способ изготовления стержневых крепежных деталей с головкой, осуществляемый за один переход (патент RU 2092267). Сущность способа заключается в сжатии цилиндрической заготовки между пуансоном и редуцирующей матрицей с одновременным формообразованием стержневой части и головки деталей. Недостатком способа является ограниченная возможность получение заготовок больших длин при значительной разнице диаметров стержня и головки. При больших длинах стержня требуется исходная заготовка большой высоты, процесс осадки которой потребует дополнительных усовершенствований для придания устойчивости заготовке при осадке.A known method of manufacturing rod fasteners with a head, carried out in one transition (patent RU 2092267). The essence of the method is to compress the cylindrical workpiece between the punch and the reducing matrix with the simultaneous formation of the core part and the parts head. The disadvantage of this method is the limited ability to obtain blanks of large lengths with a significant difference in the diameters of the rod and head. For large lengths of the rod, an initial billet of high height is required, the upsetting process of which will require additional improvements to give stability to the billet during upsetting.

Наиболее близким по совокупности признаков к предложенному способу изготовления деталей типа стержня с утолщением, является способ изготовления болтов с высоким подголовком (патент RU 2110352) B21K 1/46. В данном способе с целью сокращения переходов путем увеличения допустимой высоты h высаживаемой части, стержневую заготовку устанавливают в калибровочное отверстие нижней полуматрицы и в шестигранное углубление верхней полуматрицы, в донной части которой выполнено калибровочное отверстие для фиксации конца заготовки. Формообразование головки с подголовником осуществляют в два этапа: на первом одновременно с шестигранной головкой формуют подголовок, на втором - формуют подголовок требуемых размеров путем выдавливания металла стержня в зону головки выталкивателем.The closest set of features to the proposed method of manufacturing parts such as a rod with a thickening is a method of manufacturing bolts with a high head (patent RU 2110352) B21K 1/46. In this method, in order to reduce transitions by increasing the permissible height h of the upsetting part, the core blank is installed in the calibration hole of the lower half-matrix and in the hexagonal recess of the upper half-matrix, in the bottom of which a calibration hole is made to fix the end of the workpiece. The shaping of the head with the head restraint is carried out in two stages: on the first, the head is formed simultaneously with the hex head, on the second, the head of the required size is formed by extruding the metal of the rod into the head area with the ejector.

Недостатками данного способа является то, что выдавливание металла стержня в зону головки, практически заполненной ранее высаженным металлом, под действием выталкивателя довольно проблематично из-за больших усилий и возможной потери устойчивости стержня, вызывающих расклинивание.The disadvantages of this method is that the extrusion of the metal of the rod into the head area, almost filled with previously planted metal, under the action of the ejector is quite problematic due to the great efforts and possible loss of stability of the rod, causing wedging.

Задачей, на решение которой направлено изобретение и обеспечиваемый им технический результат, является повышение производительности труда, качества продукции, снижение энергозатрат и трудоемкости изготовления путем увеличения высаживаемого объема металла в область утолщения за один переход при сохранении первоначальной точности и прочности недеформированных элементов стержней, расширение номенклатуры выпускаемых деталей за счет обеспечения возможности образования утолщений в любой части заготовки по ее длине и их формообразования в соответствии с требованиями заказчика.The task to which the invention is directed and the technical result provided by it is to increase labor productivity, product quality, reduce energy costs and labor input of manufacturing by increasing the deposited metal volume in the area of thickening in one transition while maintaining the original accuracy and strength of undeformed elements of the rods, expanding the range of products parts by providing the possibility of the formation of thickenings in any part of the workpiece along its length and their shape in accordance with customer requirements.

Поставленная задача в предложенном изобретении, включающем размещение стержня (исходной заготовки) в отверстие матрицы с опорой на выталкиватель, высадку металла и формообразование утолщения, решена путем выполнения матрицы из двух полуматриц со сквозными осевыми отверстиями, расположенными соосно, с возможностью осевого перемещения и фиксации, размещения стержня в упомянутых отверстиях полуматриц, которые первоначально устанавливают таким образом, чтобы зазор h между их торцевыми рабочими поверхностями не превышал высоты высаживаемой части стержня и располагался в области формообразования утолщения, высадки стержня с образованием утолщения осуществляемой при зафиксированных полуматрицах воздействием на торец стержня пуансоном с обеспечением заполнения пространства между торцевыми рабочими поверхностями полуматриц металлом стержня, после чего производят формообразование утолщения с приданием ему требуемых формы и размеров совместным воздействием на него пуансоном и полуматрицей.The problem in the proposed invention, including the placement of the rod (the original workpiece) in the hole of the matrix with support on the ejector, the metal upset and the shaping of the thickening, is solved by performing a matrix of two half-matrices with through axial holes located coaxially, with the possibility of axial movement and fixing, placement rod in the said holes of the half-matrix, which is initially set so that the gap h between their end working surfaces does not exceed the height planted My part of the rod was located in the area of the formation of the thickening, disembarkation of the rod with the formation of the thickening carried out with fixed semi-matrices by acting on the end of the rod with a punch to fill the space between the end working surfaces of the semi-matrices with the metal of the rod, after which the thickening is shaped to give it the required shape and size by joint action on it with a punch and a half-matrix.

Использование предложенного способа позволит в разы увеличить объемы высаживаемых элементов за один переход путем обеспечения устойчивости стержня заготовки в течение всего процесса высадки.Using the proposed method will significantly increase the volume of planted elements in one transition by ensuring the stability of the workpiece rod during the entire process of planting.

Для получения утолщения в центральной части стержня полуматрицы устанавливают так, чтобы зазор h между их рабочими поверхностями находился в зоне расположения утолщения, после чего металл вначале высаживают под действием пуансона при неподвижных полуматрицах, а затем штампуют.To obtain a thickening in the central part of the rod, the half-matrix is set so that the gap h between their working surfaces is in the area where the thickening is located, after which the metal is first planted under the action of a punch with stationary half-matrixes, and then stamped.

В целях снижения усилий деформирования и избежания появления дефектов при изготовлении изделий из труднодеформируемых металлов применяют локальный нагрев металла в зонах деформирования.In order to reduce the efforts of deformation and to avoid the appearance of defects in the manufacture of products from hardly deformed metals, local heating of the metal in the deformation zones is used.

В целом предлагаемый способ изготовления деталей типа стержня с утолщениями расширяет технологические возможности и позволяет изготавливать штамповкой обширную номенклатуру деталей с большим набором металла в утолщении за один переход.In general, the proposed method of manufacturing parts such as a rod with thickenings extends technological capabilities and allows stamping to produce an extensive range of parts with a large set of metal in the thickening in one transition.

Этапы осуществления способа изготовления стержня с утолщением на конце представлены на фиг. 1. На левой стороне фиг. 1 показано окончание первого этапа высадки, при котором металл высаживаемого конца стержня (1), изображенного пунктиром, при неподвижной полуматрице (2) под действием пуансона (5) высаживают, заполняя часть пространства между торцовыми поверхностями полуматриц (2) и (3), установленных на расстоянии h друг от друга. На правой стороне фиг. 1 показано окончание второго этапа однопереходного способа изготовления деталей типа стержня с утолщением, в процессе которого при совместном воздействии полуматрицы (2) и пуансона (5) путем осадки, производят формообразование головки, придавая ей требуемую форму и размеры.The stages of the method for manufacturing a rod with a thickening at the end are shown in FIG. 1. On the left side of FIG. 1 shows the end of the first stage of upsetting, in which the metal of the upsetting end of the rod (1), shown in dashed lines, is stationary when the semi-matrix (2) is stationary under the action of the punch (5), filling part of the space between the end surfaces of the half-matrices (2) and (3) installed at a distance h from each other. On the right side of FIG. Figure 1 shows the end of the second stage of a single-junction method of manufacturing parts of the type of a core with a thickening, during which, when the half-matrix (2) and punch (5) are combined by precipitation, the head is shaped to give it the desired shape and size.

Использование способа изготовления стержневых деталей с утолщением позволит повысить производительность за счет снижения количества переходов до одного, расширить номенклатуру выпускаемых изделий, снизить энерго- и материалозатраты за счет сокращения единиц оборудования и уменьшения усилий деформирования и др.Using a method of manufacturing core parts with a thickening will increase productivity by reducing the number of transitions to one, expand the range of products, reduce energy and material costs by reducing equipment units and reducing deformation forces, etc.

Claims

A method of manufacturing parts such as a rod with a thickening, including placing the rod in the hole of the matrix with support on the ejector, disembarking the rod with the formation of a thickening and shaping the latter, characterized in that they use a matrix of two half-matrixes with through axial holes located coaxially with the possibility of axial movement and fixing , the rod is placed in the said axial holes of the semi-matrices, which are installed with a gap between their end working surfaces not exceeding the heights In the case of the planted part of the rod and located in the area of the forming of the thickening, the landing of the rod with the formation of the thickening is carried out at fixed semi-matrices by impacting the end of the rod with a punch to fill the space between the end working surfaces of the half-matrices with the metal of the rod, after which the forming of the thickening is done with giving it the required shape and size with exposure to it with a punch and a semi-matrix.