RU2773958C1 - Forming part of the hot mold for the shaft workpiece with a gear at the end - Google Patents
Forming part of the hot mold for the shaft workpiece with a gear at the end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773958C1 RU2773958C1 RU2021123015A RU2021123015A RU2773958C1 RU 2773958 C1 RU2773958 C1 RU 2773958C1 RU 2021123015 A RU2021123015 A RU 2021123015A RU 2021123015 A RU2021123015 A RU 2021123015A RU 2773958 C1 RU2773958 C1 RU 2773958C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- cage
- cavity
- holder
- slots
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 6
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 claims description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 5
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 claims description 5
- 230000000284 resting Effects 0.000 claims description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургическому производству для получения горячей штамповкой заготовок- валов с конической шестерней на конце. Известна нижняя часть штампа для получения поковок типа стержней с головкой на конце, например болтов, содержащая обойму с закрепленной в ней матрицей с формообразующей полостью и выталкивателем в ее нижней части (см. книгу Ковка и штамповка. Е.Н. Семенов и др. - М.: Машиностроение, 1986. - Т. 2, с. 32-33).The invention relates to metallurgical production for the production of blanks by hot stamping - shafts with a bevel gear at the end. Known lower part of the stamp for forgings such as rods with a head at the end, such as bolts, containing a cage with a matrix fixed in it with a forming cavity and an ejector in its lower part (see the book Forging and stamping. E.N. Semenov and others - M .: Mashinostroenie, 1986. - T. 2, pp. 32-33).
Его недостатки: незначительная стойкость формообразующей полости матрицы из- за значительных тепловых и силовых нагрузок, действующих на нее при получении поковки.Its disadvantages are: insignificant resistance of the forming cavity of the matrix due to significant thermal and power loads acting on it during the production of the forging.
Известна формообразующая часть горячего штампа для получения заготовки- вала с шестерней на конце, содержащая обойму с верхней и нижней полостями соответственно большего и меньшего диаметров и расположенными на их поверхностях наклонными верхними канавками, открытыми концами в ее верхнюю кольцевую канавку с поперечным окном под хладагент и среднюю кольцевую канавку, размещенную в зоне сопряжения частей формообразующей полости матрицы, и нижними канавками, открытыми концами в кольцевую проточку дна верхней полости большего диаметра обоймы, и в нижнюю кольцевую канавку с поперечным окном под хладагент на поверхности ее нижней полости, в которых размещена матрица, выполненная с наружной боковой поверхностью большего диаметра в верхней части и установленная с упором торца этой части в дно верхней полости обоймы, а в нижней полости - ее нижняя боковая поверхность меньшего диаметра с выступанием за задний торец обоймы ее хвостовика с зафиксированной на нем гайкой, контактирующей передним торцом с этим торцом; при этом на наружной боковой поверхности матрицы в зоне сопряжения частей ее полости выполнены каналы-прорези с криволинейным дном, открытые началом в среднюю кольцевую канавку обоймы, концом в кольцевую проточку дна верхней полости обоймы (см. патент РФ 2691817 С1 от 27.12. 2018.) Ее недостаток: неэффективное охлаждение зоны сопряжения полости матрицы из-за недостаточной площади охлаждения ее внешней боковой стороны; уменьшение площади дна верхней полости обоймы за счет его кольцевой проточки вызывает там пластическую деформацию контактирующих поверхностей обоймы и матрицы; увеличение трудоемкости обоймы за счет изготовления на поверхности ее малой полости наклонных канавок.Known shaping part of a hot stamp to obtain a workpiece with a gear at the end, containing a cage with upper and lower cavities, respectively, of larger and smaller diameters and inclined upper grooves located on their surfaces, open ends into its upper annular groove with a transverse window for the coolant and the middle an annular groove located in the mating zone of the parts of the shaping cavity of the matrix, and lower grooves, open ends into the annular groove of the bottom of the upper cavity of a larger diameter of the cage, and into the lower annular groove with a transverse window for the coolant on the surface of its lower cavity, in which the matrix is placed, made with an outer side surface of a larger diameter in the upper part and installed with the end of this part resting against the bottom of the upper cavity of the cage, and in the lower cavity - its lower side surface of a smaller diameter protruding beyond the rear end of the cage of its shank with a nut fixed on it, in contact with the front torus tsom with this butt; at the same time, on the outer side surface of the matrix in the zone of conjugation of parts of its cavity, channels-slots with a curved bottom are made, open with the beginning into the middle annular groove of the cage, with the end into the annular groove of the bottom of the upper cavity of the cage (see RF patent 2691817 C1 dated December 27, 2018.) Its disadvantage: inefficient cooling of the mating zone of the matrix cavity due to insufficient cooling area of its outer side; a decrease in the area of the bottom of the upper cavity of the holder due to its annular groove causes plastic deformation of the contacting surfaces of the holder and the matrix there; an increase in the complexity of the clip due to the manufacture of inclined grooves on the surface of its small cavity.
Задачей предлагаемого решения является повышение эффективности охлаждения матрицы в данной зоне путем увеличения площади этой поверхности, а также упрощение изготовления обоймы Технический результат от него: повышение стойкости матрицы в этой зоне и снижение трудоемкости этой части штампа.The objective of the proposed solution is to increase the efficiency of cooling the matrix in this area by increasing the area of this surface, as well as simplifying the manufacture of the holder. The technical result from it is to increase the durability of the matrix in this area and reduce the labor intensity of this part of the stamp.
Он достигается тем, что в формообразующей части горячего штампа для получения заготовки в виде вала с шестерней на конце, содержащей матрицу, выполненную с наружной боковой поверхностью большего диаметра в верхней части, с нижней боковой поверхностью меньшего диаметра с хвостовиком и с формообразующей полостью, состоящей из частей, и обойму с верхней и нижней полостями соответственно большего и меньшего диаметров, с верхним поперечным окном под хладоагент, выходящим в ее верхнюю внутреннюю кольцевую канавку, средней и нижней кольцевыми канавками, в последнюю из которых выходит поперечное окно под хладоагент, выполненное на поверхности нижней полости обоймы, и с расположенными на поверхности верхней полости под углом к продольной оси верхними канавками, открытыми концами в верхнюю и среднюю кольцевые канавки, матрица размещена в полостях обоймы с упором торца верхней части в дно верхней полости обоймы, при этом средняя кольцевая канавка обоймы расположена в зоне сопряжения частей формообразующей полости матрицы, в которую открыты началом выполненные на наружной боковой поверхности матрицы каналы-прорези с криволинейным дном, а нижняя боковая поверхность меньшего диаметра матрицы размещена в нижней полости обоймы с выступанием за задний торец обоймы ее хвостовика, на котором зафиксирована гайка, контактирующая передним торцом с задним торцом обоймы, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО каналы-прорези расположены до нижней кольцевой канавки обоймы, в которую выходят их криволинейные донья, и выполнены с боковыми стенками, наклоненными наружу на угол 90°, и стенкой, расположенной посередине упомянутого дна в контакте вершиной с поверхностью полости обоймы, при этом в доньях упомянутых каналов-прорезей выполнена по меньшей мере одна канавка с увеличивающейся к периферии матрицы глубиной.It is achieved by the fact that in the shaping part of the hot stamp to obtain a workpiece in the form of a shaft with a gear at the end, containing a matrix made with an outer side surface of a larger diameter in the upper part, with a lower side surface of a smaller diameter with a shank and with a shaping cavity consisting of parts, and a cage with upper and lower cavities, respectively, of larger and smaller diameters, with an upper transverse window for the coolant opening into its upper internal annular groove, middle and lower annular grooves, into the last of which there is a transverse window for the coolant, made on the surface of the lower cavity of the holder, and with upper grooves located on the surface of the upper cavity at an angle to the longitudinal axis, with open ends in the upper and middle annular grooves, the matrix is placed in the cavities of the holder with the end of the upper part resting against the bottom of the upper cavity of the holder, while the middle annular groove of the holder is located in the zone of conjugation of parts of the formoo the forming cavity of the matrix, into which the channels-slots with a curved bottom made on the outer side surface of the matrix are opened, and the lower side surface of the matrix of smaller diameter is located in the lower cavity of the holder with protrusion beyond the rear end of the holder of its shank, on which the nut is fixed, contacting the front end with the rear end of the cage, the NEW IS THAT the channels-slots are located up to the lower annular groove of the cage, into which their curved bottoms go, and are made with side walls inclined outward at an angle of 90 °, and a wall located in the middle of the mentioned bottom in contact with the top with the surface of the cavity of the holder, while in the bottoms of the mentioned channels-slots, at least one groove is made with a depth increasing towards the periphery of the matrix.
Расположением до нижней кольцевой канавки обоймы каналов-прорезей матрицы, выходящих в эту канавку своими криволинейными доньями, повышается эффективность охлаждения из-за приближения этих прорезей к внутренней поверхности матрицы, также упрощается изготовление обоймы и в целом формообразующей части штампа по сравнению с формированием канавок на поверхности нижней части обоймы.The location of the lower annular groove of the holder of the channels-slots of the matrix, which extend into this groove with their curved bottoms, increases the cooling efficiency due to the approach of these slots to the inner surface of the matrix, it also simplifies the manufacture of the holder and, in general, the shaping part of the stamp compared to the formation of grooves on the surface the bottom of the cage.
Наклоном на 90° наружу боковых стенок каналов-прорезей, выполненных на наружной боковой поверхности матрицы, увеличивается ее охлаждаемая поверхность и повышается эффективность охлаждения ее.The 90° outward inclination of the side walls of the channels-slots made on the outer side surface of the matrix increases its cooled surface and increases its cooling efficiency.
Выполнением по середине дна канала-прорези стенки, контактирующей вершиной с поверхностью полости обоймы, увеличивается охлаждаемая поверхность матрицы и повышаются эффективность охлаждения ее и прочность в зоне стенки.By making the channel-slot in the middle of the bottom of the wall with its vertex in contact with the surface of the cage cavity, the cooled surface of the matrix increases and its cooling efficiency and strength in the wall zone increase.
Формированием в таких доньях каналов-прорезей как минимум одной канавки с увеличивающейся к периферии матрицы глубиной увеличивается охлаждаемая поверхность этих доньев и, следовательно, повышается стойкость этой части матрицы.Formation in such bottoms of channels-slots of at least one groove with increasing depth towards the periphery of the matrix increases the cooled surface of these bottoms and, consequently, increases the resistance of this part of the matrix.
Предлагаемыми доньями каналов-прорезей исключается их «запаривание» при кипении в них хладагента и, следовательно, устраняется кризис теплообмена 1-го рода на охлаждаемой поверхности матрицы с повышением ее стойкости.The proposed bottoms of the channels-slots exclude their “steaming” when the refrigerant boils in them and, therefore, the crisis of heat transfer of the 1st kind on the cooled surface of the matrix is eliminated with an increase in its resistance.
Анализ предлагаемого с известными решениями показывает его новизну, существенные отличия, промышленную пригодность и соответствие критериям ИЗОБРЕТЕНИЕ. An analysis of the proposed with known solutions shows its novelty, significant differences, industrial suitability and compliance with the INVENTION criteria.
Оно представлено на чертеже фиг. 1 и 2 и содержит обойму 1 с цилиндрической ступенчатой полостью большего вверху и меньшего внизу диаметров, в которой с зазором расположена матрица 2 с такими же наружными диаметрами и с формообразующей полостью 3 в верхней части большего диаметра, чем в остальной части ее, соединенными между собой радиусами сопряжениями; при этом в обойме 1 выполнено верхнее поперечное окно 4 под отводимый нагретый теплом матрицы хладагент, выходящее в ее верхнюю внутреннюю кольцевую канавку 5, куда открыты также и наклонные канавки 6, образованные на ее внутренней поверхности и выходящие концами в ее среднюю кольцевую канавку 7, выполненную в зоне сопряжения радиусов частей полости 3 матрицы 2; в нее выходят своим началом криволинейные по стенкам и доньям каналы-прорези 8 матрицы, расположенные в зоне сопряжения частей полости 3 матрицы 2, продолженные на матрице и открытые концами в нижнюю кольцевую проточку 9 обоймы 1, куда выходит ее поперечное окно 10 под хладагент; за торец обоймы 1 выступает задняя часть матрицы, на которой зафиксирована, например, штифтом (не показанным на фиг. 1) гайка 11, упирающаяся передним торцом в ее задний торец; герметичность зоны циркуляции хладагента обеспечивается уплотнительными элементами 12 и 13, расположенными в канавках обоймы с омыванием их хладагентом. На поперечном сечении А-А фиг.2 приведены разновидности каналов –прорезей матрицы. В верхней части сечения А-А приведен канал-прорезь матрицы, боковые стенки 14 которого наклонены под углом α=90° и образуют плоское дно 15; в нижней части его по середине дна 15 образована стенка 16, контактирующая вершиной с поверхностью полости обоймы 1, а в дне 15 сформированы канавки 17 с увеличивающейся к периферии матрицы глубиной. Предлагаемое устройство охлаждается так: хладагент по окну 10 обоймы 1 подается в ее кольцевую канавку 9, а из нее в каналы-прорези 8, по которым поступает в зону сопряжения частей 3 формообразующей полости матрицы 2; из нее поступает в среднюю кольцевую канавку 7 обоймы 1, из которой по ее наклонным канавкам 6 попадает в кольцевую канавку 5 и затем через ее поперечное окно 4 нагретый теплом матрицы 2 хладагент отводится за пределы обоймы 1.It is shown in Fig. 1 and 2 and contains a holder 1 with a cylindrical stepped cavity larger at the top and smaller at the bottom of diameters, in which a matrix 2 with the same outer diameters is located with a gap and with a forming cavity 3 in the upper part of a larger diameter than in the rest of it, interconnected radii mates; at the same time, in the holder 1, an upper transverse window 4 is made for the refrigerant heated by the heat of the matrix, which exits into its upper internal annular groove 5, where inclined grooves 6 are also open, formed on its inner surface and exiting at its ends into its middle annular groove 7, made in the zone of conjugation of the radii of the parts of the cavity 3 of the matrix 2; channels-slots 8 of the matrix curved along the walls and bottoms, located in the zone of conjugation of the parts of the cavity 3 of the matrix 2, continue on the matrix and open with their ends into the lower annular groove 9 of the holder 1, where its transverse window 10 goes under the refrigerant; behind the end of the cage 1 protrudes the rear of the matrix, which is fixed, for example, a pin (not shown in Fig. 1) nut 11, abutting the front end against its rear end; the tightness of the refrigerant circulation zone is ensured by the sealing elements 12 and 13 located in the grooves of the cage with their washing with refrigerant. On the cross section A-A figure 2 shows the variety of channels-slots of the matrix. In the upper part of the section A-A, a matrix channel-slot is shown, the
Эффект охлаждения матрицы 2 определяется величиной ее охлаждаемой поверхности, перепадом температур между ней и хладагентом, скоростью и продолжительностью циркуляции последнего но ее каналам- прорезям и канавкам обоймы и допустимыми толщинами стенок теплообменных поверхностей ее и особенно в зоне сопряжения частей полости матрицы, где максимальны тепловое, механическое, эрозионное и прочие воздействия деформируемого металла заготовки.The cooling effect of the matrix 2 is determined by the size of its cooled surface, the temperature difference between it and the refrigerant, the speed and duration of the circulation of the latter along its channels - slots and grooves of the cage and the permissible wall thicknesses of its heat exchange surfaces, and especially in the zone of mating of the parts of the matrix cavity, where the thermal, mechanical, erosive and other effects of the deformable metal of the workpiece.
Выполнением на доньях каналов-прорезей еще дополнительных канавок переменной глубины увеличивается охлаждаемая поверхность матрицы и, в итоге, повышается эффект охлаждения ее внутренней поверхности и стойкость ее. При оптимальных толщинах стенок матрицы установившийся к очередной запрессовке заготовки перепад температур между ее теплообменными поверхностями будет минимальным, чем повышается ее стойкость в 1,5 раза. Таким образом, данным решением возрастает примерно в 1,5 раза наружная охлаждаемая поверхность матрицы в зоне ее каналов-прорезей и повышается эффективность охлаждения с увеличением в 1,5 раза стойкости ее и снижается трудоемкость этой части штампа.By making additional grooves of variable depth on the bottoms of the channels-slots, the cooled surface of the matrix increases and, as a result, the effect of cooling its inner surface and its durability increase. With the optimal thickness of the walls of the matrix, the temperature difference between its heat exchange surfaces, which has been established by the next pressing of the workpiece, will be minimal, which increases its resistance by 1.5 times. Thus, this solution increases the outer cooled surface of the die in the area of its channels-slots by about 1.5 times and increases the cooling efficiency with a 1.5-fold increase in its durability and reduces the complexity of this part of the stamp.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773958C1 true RU2773958C1 (en) | 2022-06-14 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7043955B2 (en) * | 1997-12-05 | 2006-05-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Forging die apparatus |
| RU2629790C2 (en) * | 2013-02-06 | 2017-09-04 | Сименс Энерджи, Инк. | Part, containing cooling channels with hour glass cross-section and relevant part of aerofoil turbine profile |
| RU2691817C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-06-18 | Тимофей Иванович Кожокин | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end |
| RU2694094C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-07-09 | Тимофей Иванович Кожокин | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end |
| RU2705153C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-11-05 | Тимофей Иванович Кожокин | Shaping part of hot die for billet-shaft with gear at end |
| RU2705157C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-11-05 | Тимофей Иванович Кожокин | Shaping part of hot die for billet-shaft with gear at end |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7043955B2 (en) * | 1997-12-05 | 2006-05-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Forging die apparatus |
| RU2629790C2 (en) * | 2013-02-06 | 2017-09-04 | Сименс Энерджи, Инк. | Part, containing cooling channels with hour glass cross-section and relevant part of aerofoil turbine profile |
| RU2691817C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-06-18 | Тимофей Иванович Кожокин | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end |
| RU2694094C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-07-09 | Тимофей Иванович Кожокин | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end |
| RU2705153C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-11-05 | Тимофей Иванович Кожокин | Shaping part of hot die for billet-shaft with gear at end |
| RU2705157C1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-11-05 | Тимофей Иванович Кожокин | Shaping part of hot die for billet-shaft with gear at end |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2670508C1 (en) | Method of cooling the lower part of the hot stamp and the device for its implementation | |
| CN101181730A (en) | Drill pipe joint precision die forging process | |
| US3399560A (en) | Method of cold forming a solid ring | |
| CN102756011A (en) | Manufacture method of irregular pipe | |
| RU2773958C1 (en) | Forming part of the hot mold for the shaft workpiece with a gear at the end | |
| CN104551545B (en) | The strain-induced formula semisolid state forming device of a kind of fine grained texture bearing shell and technique | |
| JP5982477B2 (en) | Forging method for producing a piston or piston shaft | |
| RU2691817C1 (en) | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end | |
| CN108704950B (en) | Saddle-shaped cross beam member hot extrusion forming die and member forming method | |
| RU2718242C1 (en) | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end | |
| RU2705153C1 (en) | Shaping part of hot die for billet-shaft with gear at end | |
| RU2691818C1 (en) | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end | |
| RU2694094C1 (en) | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end | |
| RU2703080C1 (en) | Puncheon for closed matrix of hot die | |
| JPH01197020A (en) | Manufacture of formed product having required wall thickness by superplastic blow forming method | |
| RU2281823C1 (en) | Method for forming body parts of pipeline fittings | |
| CN114178455A (en) | Hot-cold composite forming process for large-caliber thin-wall elastomer | |
| RU2705151C1 (en) | Hot die | |
| RU2679855C1 (en) | Injection molding machine piston assembly | |
| RU2709300C1 (en) | Piston unit of injection moulding machine | |
| RU2691816C1 (en) | Forming part of hot die for billet-shaft with gear at end | |
| JP5766190B2 (en) | Multi-step molding method of piston assembly | |
| US1854271A (en) | Method of making pistons | |
| JP4899494B2 (en) | Forging molding apparatus and forging molding method | |
| RU2056209C1 (en) | Method of making builtup parts |