RU2606818C1 - Способ секционной штамповки осесимметричных изделий и комплект инструмента для его осуществления - Google Patents
Способ секционной штамповки осесимметричных изделий и комплект инструмента для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606818C1 RU2606818C1 RU2015136183A RU2015136183A RU2606818C1 RU 2606818 C1 RU2606818 C1 RU 2606818C1 RU 2015136183 A RU2015136183 A RU 2015136183A RU 2015136183 A RU2015136183 A RU 2015136183A RU 2606818 C1 RU2606818 C1 RU 2606818C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working surface
- thickness
- punch
- workpiece
- matrix
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/02—Producing blanks in the shape of discs or cups as semifinished articles for making hollow articles, e.g. to be deep-drawn or extruded
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области горячей штамповки и может быть использовано в машиностроении при изготовлении осесимметричных изделий типа диска, крышки, днища. Нагретую до ковочной температуры цилиндрическую заготовку размещают в матрице с вогнутой рабочей поверхностью и осуществляют предварительное формообразование изделия. При этом получают кольцевую зону заготовки, имеющую толщину, составляющую 1,1-1,3 толщины стенки конечного изделия, и глубину, составляющую 0,5-0,8 глубины конечного изделия. Для предварительного формообразования используют разгонный пуансон с рабочей поверхностью, форма которой повторяет форму вогнутой рабочей поверхности матрицы. В нижней части разгонного пуансона имеется криволинейная выемка. Высота выемки составляет 0,1-0,5 толщины конечного изделия. Затем производят завершающее формообразование изделия посредством калибрующего пуансона. Форма рабочей поверхности калибрующего пуансона повторяет форму вогнутой рабочей поверхности матрицы. Разгонному и калибрующему пуансонам сообщают возвратно-поступательное движение. При этом производят поворот вокруг вертикальной оси матрицы с заготовкой или разгонного и калибрующего пуансонов. В результате обеспечивается повышение качества поверхности полученных изделий и уменьшение разнотолщинности их стенок. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области изготовления горячей штамповкой толстостенных осесимметричных изделий, в частности методом последовательных местных обжатий в матрице с использованием матриц и пуансонов с криволинейными рабочими поверхностями, и может найти применение при изготовлении на кузнечно-прессовом оборудовании эллиптических, сферических и других осесимметричных изделий (диски, крышки, днища) в машиностроении.
Известен способ секционной штамповки сферического изделия, включающий размещение в матрице, снабженной вогнутой рабочей поверхностью, цилиндрической заготовки, нагретой до ковочных температур, и последовательное обжатие заготовки инструментом в виде узкого пуансона с боковой рабочей поверхностью, повторяющей кривизну внутренней поверхности матрицы, причем пуансон совершает возвратно-поступательное движение, а заготовку или пуансон поворачивают вокруг вертикальной оси на определенный угол. Поворот инструмента относительной заготовки осуществляют или поворотом пуансона, или поворотом матрицы с заготовкой. При этом толщина заготовки равна 1,5 толщины конечного изделия.
Для реализации известного способа используют узкий пуансон с криволинейной боковой рабочей поверхностью, повторяющей верхнюю часть вогнутой поверхности матрицы, и плоской горизонтальной нижней частью, причем толщина пуансона увеличивается от центра к рабочей поверхности.
(JPS 5581094, B21J 13/06; B21K 21/06; B21K 23/00, опубликовано 1980.06.18).
Недостатком известного способа является невозможность получения осесимметричного изделия, например, днища с одинаковой толщиной стенки по всему сечению, т.к. использование пуансона, который снабжен в своем основании горизонтальной нижней частью, в обязательном порядке приведет к образованию утолщения в донной части днища, даже с учетом более интенсивного течения металла в этой области. Кроме того, такая плоская рабочая поверхность пуансона приводит к поверхностному торможению предписанных потоков металла в радиальном направлении. Также из-за отсутствия бокового подпора с внутренней поверхности заготовки при одновременном течении металла в тангенциальном направлении свободная внутренняя поверхность металла заготовки стремится выгнуться вовнутрь, что ведет к заковам - наложению друг на друга соседних слоев металла заготовки.
Наиболее близким по технической сущности является способ секционной штамповки осесимметричного изделия в форме чаши, включающий размещение в матрице, имеющей вогнутую рабочую поверхность, дисковой заготовки, нагретой до температуры 700-1250°C, и формообразование изделия последовательными обжатиями заготовки инструментом в виде узкого пуансона с боковой рабочей поверхностью, повторяющей кривизну внутренней поверхности матрицы, при этом пуансон совершает возвратно-поступательное движение, а заготовку или пуансон поворачивают вокруг вертикальной оси на определенный угол. Поворот пуансона относительно заготовки осуществляют или поворотом пуансона, или поворотом матрицы с заготовкой.
Для реализации известного способа используют узкий пуансон, выполненный в вертикальном сечении в виде сегмента диска постоянной толщины с криволинейной рабочей поверхностью, повторяющей вогнутую поверхность матрицы, который в нижней части по его толщине снабжен выемкой с криволинейной поверхностью. При этом ширина указанной выемки составляет 0,05-0,75 радиуса кривизны круговой рабочей поверхности пуансона (JP 201206629, B21J 5/02; B21K 21/06, опубликовано 2012.04.05).
Недостатком известного способа является невозможность получения тонкостенного осесимметричного изделия с требуемым качеством внутренней поверхности при использовании одного пуансона, а также сложность обеспечения равномерности толщины стенок конечного изделия. Это связано с тем, что на заключительных этапах штамповки узкий пуансон обеспечивает поддержку стенок только в прилегающих к нему слоях металла, свободный же металл стенок будет стремиться выгнуться вовнутрь, что может привести к заковам, и, учитывая конечную незначительную толщину стенок конечного изделия, к браку изделия в целом.
Задачей и техническим результатом изобретения является повышение качества поверхности осесимметричных изделий типа дисков, крышек и днищ, а также уменьшение разнотолщинности стенок конечного изделия.
Технический результат достигают тем, что способ секционной штамповки осесимметричных изделий включает размещение нагретой до ковочной температуры цилиндрической заготовки в матрице с вогнутой рабочей поверхностью и формообразование осесимметричного изделия путем последовательного местного обжатия заготовки, причем осуществляют предварительное формообразование осесимметричного изделия с получением кольцевой зоны, имеющей толщину, составляющую 1,1-1,3 толщины стенки конечного изделия, и глубину, составляющую 0,5-0,8 глубины конечного изделия, посредством разгонного пуансона, выполненного с рабочей поверхностью, имеющей форму, повторяющую форму вогнутой рабочей поверхности матрицы, и с криволинейной выемкой в нижней части, имеющей высоту, составляющую 0,1-0,5 толщины конечного изделия, и завершающее формообразование осесимметричного изделия посредством калибрующего пуансона с рабочей поверхностью, имеющей форму, повторяющую форму вогнутой рабочей поверхности матрицы, при этом разгонному и калибрующему пуансонам сообщают возвратно-поступательное движение и производят поворот вокруг вертикальной оси матрицы с заготовкой или разгонного и калибрующего пуансона.
Технический результат также достигают тем, что поворот матрицы с заготовкой или пуансона осуществляют вокруг вертикальной оси, проходящей через центр заготовки, на угол, обеспечивающий перекрытие пуансоном 10-50% площади предыдущего обжатия; ковочную температуру выбирают из интервала температур 700-1250°С и используют цилиндрическую заготовку, толщина которой более чем в 1,5 раза превышает толщину конечного осесимметричного изделия.
Технический результат также достигают тем, что инструмент для секционной штамповки осесимметричных изделий содержит матрицу с вогнутой рабочей поверхностью, при этом он снабжен разгонным и калибрующим пуансонами, каждый из которых выполнен в виде сегмента диска с рабочей поверхностью, имеющей форму, повторяющую форму вогнутой рабочей поверхности матрицы, при этом разгонный пуансон выполнен с расположенной в нижней части выемкой высотой, составляющей 0,1-0,5 толщины конечного изделия, и с увеличенной толщиной в области рабочей поверхности, а калибрующий пуансон выполнен с увеличенной толщиной в области рабочей поверхности и в центральной части.
Технический результат также достигают тем, что ширина выемки разгонного пуансона составляет 0,1-0,5 диаметра цилиндрической заготовки, а увеличенная толщина разгонного и калибрующего пуансонов составляют 1-5 толщин цилиндрической заготовки.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером изготовления осесимметричного изделия - сферического днища комплектом инструмента по изобретению с использованием фиг. 1-4, где:
1 - разгонный пуансон с криволинейной выемкой в нижней части;
2 - матрица с вогнутой рабочей поверхностью;
3 - цилиндрическая заготовка;
4 - калибрующий пуансон;
5 - конечное осесимметричное изделие;
DЗ - диаметр заготовки;
L - ширина выемки разгонного пуансона;
НЗ - толщина заготовки;
НП - толщина кольцевой зоны заготовки;
Н - толщина конечного изделия;
hК - глубина кольцевой зоны заготовки;
h - глубина конечного изделия.
Разогретую до ковочной рабочей температуры 1100±50°С (из интервала температур 700-1250°С) цилиндрическую заготовку 3 диаметром DЗ и толщиной НЗ размещали в матрице 2 (на зеркале матрицы), снабженной вогнутой сферической рабочей поверхностью. При этом толщина НЗ заготовки 3 более чем в 1,5 раза (1,8 раза) превышала толщину Н конечного осесимметричного изделия. Для осуществления способа секционной штамповки по изобретению использовали комплект инструмента, который включал два пуансона: разгонный 1 и калибрующий 4 пуансоны, выполненные в вертикальном сечении в виде сегмента диска с рабочей поверхностью, повторяющей кривизну внутренней рабочей поверхности матрицы 2. Разгонный пуансон 1 был выполнен с увеличенной толщиной в области рабочей поверхности и в нижней части по толщине был снабжен выемкой с криволинейной (в виде поверхности цилиндра) поверхностью высотой 0,4 толщины конечного изделия - сферического днища и шириной L, равной 0,35 диаметра заготовки DЗ, а калибрующий пуансон выполнен с увеличенной толщиной в области рабочей поверхности и в центральной части. При этом увеличенная толщина разгонного и калибровочного пуансонов составила три толщины заготовки НЗ. Увеличенная толщина разгонного 1 и калибрующего 4 пуансонов (1-5 толщины заготовки) обеспечивает стабильность формы инструмента в рабочем интервале температур штамповки и требуемое качество внутренней поверхности готового изделия. Наличие выемки у разгонного пуансона 1, заявленных размеров, которая заполняется металлом при обжатиях, в конечном счете обеспечивает уменьшение разнотолщинности стенок конечного изделия после обработки калибрующим пуансоном.
Предварительное формообразование изделия ведут разгонным пуансоном 1. При этом разгонный пуансон 1 совершал возвратно-поступательное движение, а матрицу с заготовкой (или пуансон) поворачивали вокруг вертикальной оси, проходящей через центр заготовки, на угол, обеспечивающий перекрытие пуансоном 25% (10-50%) площади предыдущего обжатия. Глубина каждого обжатия составила 0,05 (0,01-0,1) глубины конечного изделия.
После образования кольцевой зоны с толщиной стенки 1,2 (1,1-1,3) толщины стенки конечного изделия заготовки и глубиной 0,6 (0,5-0,8) глубины конечного изделия формообразование с использованием разгонного пуансона завершали, производили его замену на прессовом оборудовании на калибровочный пуансон, которым завершали формообразование конечного осесимметричного изделия - днища. При этом калибровочный пуансон также совершал возвратно-поступательное движение, а матрицу с заготовкой поворачивали вокруг вертикальной оси, проходящей через центр заготовки, на угол, обеспечивающий перекрытие пуансоном 15% (10-50%) площади предыдущего обжатия. Глубина каждого обжатия составила 0,02 (0,01-0,1) глубины конечного изделия. Перед использованием калибровочного пуансона 4 заготовку подогревали на 50-80°С, не выходя из интервала ковочных температур заготовки при штамповке 700-1250°С.
Осуществление способа секционной штамповки с использованием комплекта инструмента для его осуществления по изобретению обеспечил повышение качества поверхности изделия и уменьшение разнотолщинности стенок, что позволило уменьшить припуски на последующую механическую обработку, а также значительно снизить усилия применяемого кузнечно-прессового оборудования.
Claims (7)
1. Способ секционной штамповки осесимметричных изделий, включающий размещение нагретой до ковочной температуры цилиндрической заготовки в матрице с вогнутой рабочей поверхностью и формообразование осесимметричного изделия путем последовательного местного обжатия заготовки, отличающийся тем, что осуществляют предварительное формообразование осесимметричного изделия с получением кольцевой зоны, имеющей толщину, составляющую 1,1-1,3 толщины стенки конечного изделия, и глубину, составляющую 0,5-0,8 глубины конечного изделия, посредством разгонного пуансона, выполненного с рабочей поверхностью, имеющей форму, повторяющую форму вогнутой рабочей поверхности матрицы, и с криволинейной выемкой в нижней части, имеющей высоту, составляющую 0,1-0,5 толщины конечного изделия, и завершающее формообразование осесимметричного изделия посредством калибрующего пуансона с рабочей поверхностью, имеющей форму, повторяющую форму вогнутой рабочей поверхности матрицы, при этом разгонному и калибрующему пуансонам сообщают возвратно-поступательное движение и производят поворот вокруг вертикальной оси матрицы с заготовкой или разгонного и калибрующего пуансонов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поворот матрицы с заготовкой или разгонного и калибрующего пуансонов осуществляют вокруг вертикальной оси, проходящей через центр заготовки, на угол, обеспечивающий перекрытие пуансоном 10-50% площади предыдущего обжатия.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ковочную температуру выбирают из интервала температур 700-1250°С.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют цилиндрическую заготовку, толщина которой более чем в 1,5 раза превышает толщину конечного осесимметричного изделия.
5. Инструмент для секционной штамповки осесимметричных изделий, содержащий матрицу с вогнутой рабочей поверхностью, отличающийся тем, что он снабжен разгонным и калибрующим пуансонами, каждый из которых выполнен в виде сегмента диска с рабочей поверхностью, имеющей форму, повторяющую форму вогнутой рабочей поверхности матрицы, при этом разгонный пуансон выполнен с расположенной в нижней части выемкой высотой, составляющей 0,1-0,5 толщины конечного изделия, и с увеличенной толщиной в области рабочей поверхности, а калибрующий пуансон выполнен с увеличенной толщиной в области рабочей поверхности и в центральной части.
6. Инструмент по п. 5, отличающийся тем, что ширина выемки разгонного пуансона составляет 0,1-0,5 диаметра цилиндрической заготовки.
7. Инструмент по п. 5, отличающийся тем, что увеличенная толщина разгонного и калибрующего пуансонов составляют 1-5 толщин цилиндрической заготовки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015136183A RU2606818C1 (ru) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Способ секционной штамповки осесимметричных изделий и комплект инструмента для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015136183A RU2606818C1 (ru) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Способ секционной штамповки осесимметричных изделий и комплект инструмента для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2606818C1 true RU2606818C1 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015136183A RU2606818C1 (ru) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Способ секционной штамповки осесимметричных изделий и комплект инструмента для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606818C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1227307A1 (ru) * | 1984-04-06 | 1986-04-30 | Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Способ штамповки чашеобразных деталей |
JP2001300684A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-10-30 | Sanyo Special Steel Co Ltd | ステンレス製カップ状部品の熱間鍛造方法 |
RU2339483C1 (ru) * | 2007-01-30 | 2008-11-27 | Семар Тимофеевич Басюк | Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши |
RU2443497C2 (ru) * | 2009-07-17 | 2012-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Минобороны Российской Федерации | Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши |
JP2012066291A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Kobe Steel Ltd | プレス金型及びこのプレス金型を用いたプレス方法 |
-
2015
- 2015-08-26 RU RU2015136183A patent/RU2606818C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1227307A1 (ru) * | 1984-04-06 | 1986-04-30 | Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Способ штамповки чашеобразных деталей |
JP2001300684A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-10-30 | Sanyo Special Steel Co Ltd | ステンレス製カップ状部品の熱間鍛造方法 |
RU2339483C1 (ru) * | 2007-01-30 | 2008-11-27 | Семар Тимофеевич Басюк | Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши |
RU2443497C2 (ru) * | 2009-07-17 | 2012-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Минобороны Российской Федерации | Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши |
JP2012066291A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Kobe Steel Ltd | プレス金型及びこのプレス金型を用いたプレス方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2634830C2 (ru) | Устройство, установка и способ формования листовой металлической заготовки, и полученная таким образом деталь | |
US9630240B2 (en) | Forged material sizing method and apparatus | |
JP6803336B2 (ja) | リング圧延方法及びリング圧延用装置 | |
Lee et al. | Design method for intermediate roll in multi-stage profile ring rolling process: the case for excavator idler rim | |
CN107671132A (zh) | 一种车速变矩器盘毂的成形工艺 | |
RU2606818C1 (ru) | Способ секционной штамповки осесимметричных изделий и комплект инструмента для его осуществления | |
CN107186160A (zh) | 新能源汽车空调压缩机静盘两步成形法 | |
KR101932605B1 (ko) | 밸런스 샤프트 제조방법 | |
RU2560474C2 (ru) | Способ непрерывного равноканального углового прессования металлических заготовок в виде прутка | |
RU2586174C1 (ru) | Способ изготовления оболочек из листовой заготовки и устройство для его осуществления | |
JPH01197020A (ja) | 超塑性ブロー成形法による所望肉厚の成形品の製造法 | |
RU2584195C1 (ru) | Способ изготовления цилиндрических деталей с конической частью | |
Jawad et al. | The influence of punch profile radius on deep drawing process in case of a low carbon steel cylindrical cup | |
EP2807651A1 (en) | A method for the manufacture of a vessel bottom with a flange | |
US1965446A (en) | Manufacture of annular objects | |
CN101947568A (zh) | 非等截面多腔薄壳件的多次冷挤压成型方法 | |
RU2601840C2 (ru) | Способ изготовления полых сферических поковок | |
KR101334900B1 (ko) | 펨너트용 와셔캡의 제조방법 | |
RU2460605C1 (ru) | Способ изготовления оболочек с локальными утолщениями | |
Jo et al. | Development of hot and cold forging process for manufacturing a hub of dual clutch transmission | |
RU2389580C1 (ru) | Способ получения металлических втулок с градиентным субмикро- и нанокристаллическим состоянием материала | |
RU2443497C2 (ru) | Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши | |
RU2574908C2 (ru) | Способ изготовления оболочек из листовой заготовки и устройство для его осуществления | |
RU2250150C1 (ru) | Способ изготовления стаканов с двумя фланцами | |
RU169154U1 (ru) | Пакет для совмещенного процесса прокатки и штамповки деталей с криволинейной поверхностью |