RU2791720C1 - Method for manufacturing of piercer plug - Google Patents

Method for manufacturing of piercer plug Download PDF

Info

Publication number
RU2791720C1
RU2791720C1 RU2022118000A RU2022118000A RU2791720C1 RU 2791720 C1 RU2791720 C1 RU 2791720C1 RU 2022118000 A RU2022118000 A RU 2022118000A RU 2022118000 A RU2022118000 A RU 2022118000A RU 2791720 C1 RU2791720 C1 RU 2791720C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mandrel
transition
diameter
workpiece
plug
Prior art date
Application number
RU2022118000A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Александрович Мышечкин
Владимир Сабитович Юсупов
Илья Владимирович Белоусов
Илья Владиславович Кудрявцев
Сергей Васильевич Скрипник
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" (РТУ МИРЭА)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" (РТУ МИРЭА) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" (РТУ МИРЭА)
Application granted granted Critical
Publication of RU2791720C1 publication Critical patent/RU2791720C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: pressure processing of metals.
SUBSTANCE: invention can be used in manufacturing of piercer plug. At the first transition, the original blank is upset to form the input cone of the blank. At the second transition, by direct extrusion, a conical blank is obtained without an end protrusion with a height equal to 0.75-0.90 of the height of the finished plug. The maximum cone diameter in the upper part is equal to 0.95-0.98 of the plug diameter, in the lower part - 1.0-1.3 of the plug diameter adjacent to the end shoulder of the plug. In the middle part, the diameter is 0.7-0.9 of the diameter of the finished plug in the corresponding section. At the third transition, the combined extrusion of the inner cavity of the plug and the end protrusion is performed, at the fourth transition - the final shaping by open stamping of the rear conical section of the plug.
EFFECT: reduction in technological effort, increase of durability of the piercing tool, and increase of the depth of the plug cavity.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к методам объемной штамповки.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods of volumetric stamping.

Способ включает получение оправки для прошивного стана методом горячей объемной штамповки путем предварительного формообразования заготовки в виде конического стакана и окончательного формообразования наружного и внутреннего профиля оправки.The method includes obtaining a mandrel for a piercing mill by hot forging by preliminary shaping of a workpiece in the form of a conical cup and final shaping of the outer and inner profile of the mandrel.

Известен способ для изготовления деталей с глубокими, узкими, глухими полостями, заключающийся в том, что для формообразования полости сначала изготовляют заготовку с полостью более глубокой и широкой, чем заданная, а затем заготовку осаживают в торец со стороны полости до получения ее диаметра и глубины, равными диаметру и глубине полости готового изделия, оформляя при этом окончательно наружную поверхность (Копыский Б.Д., Касьян В.Х., Кандыба Л.Ф. и др. Способ изготовления деталей с глубокими, узкими и глухими полостями. Авторское свидетельство СССР № 599904, опубликовано 30.03.1978, бюллетень №12).There is a known method for manufacturing parts with deep, narrow, blind cavities, which consists in the fact that in order to form a cavity, a workpiece is first made with a cavity deeper and wider than a given one, and then the workpiece is upset at the end from the side of the cavity until its diameter and depth are obtained, equal to the diameter and depth of the cavity of the finished product, while finalizing the outer surface (Kopysky B.D., Kasyan V.Kh., Kandyba L.F. and others. Method for manufacturing parts with deep, narrow and blind cavities. USSR author's certificate No. 599904, published 03/30/1978, Bulletin No. 12).

Недостатком известного способа является низкая точность внутренней полости оправки и недостаточная глубина полости, так как при осадке заготовки в торец происходит неконтролируемая деформация стенок полости и искажение ее формы.The disadvantage of the known method is the low accuracy of the inner cavity of the mandrel and the insufficient depth of the cavity, since when the workpiece is upset in the end face, uncontrolled deformation of the cavity walls and distortion of its shape occur.

Прототипом изобретения является способ изготовления оправок для прошивного стана, включающий операции предварительного формообразования заготовки с получением полуфабриката в виде конического стакана с выступом в донной части и окончательного формообразования с формированием рабочего и крепежного участков, а также калибрующего пояска, при этом полуфабрикат получают с размерами по наружному диаметру у торца крепежного участка 0,98-1,02 диаметра калибрующего пояска оправки, по наружному диаметру рабочего участка оправки, по толщине стенки на крепежном участке – равном, а на рабочем участке – составляющем 0,7-1 толщины стенки оправки, при этом при окончательном формообразовании производят одновременно обжим крепежного и осадку рабочего участка (Копыский Б.Д., Дмитриев В.Д., Хаустов Г.И. Способ изготовления оправки для прошивного стана. Авторское свидетельство СССР № 904855, опубликовано 15.02.1982, бюллетень № 6).The prototype of the invention is a method for manufacturing mandrels for a piercing mill, including the operations of preliminary shaping of the workpiece to obtain a semi-finished product in the form of a conical cup with a protrusion in the bottom part and final shaping with the formation of a working and fastening sections, as well as a sizing belt, while the semi-finished product is obtained with dimensions according to the outer the diameter at the end of the fastening section is 0.98-1.02 of the diameter of the mandrel gauge band, along the outer diameter of the working section of the mandrel, along the wall thickness in the fastening section - equal, and in the working section - equal to 0.7-1 of the wall thickness of the mandrel, while at the final shaping, the fastening and upsetting of the working section are simultaneously crimped (Kopysky B.D., Dmitriev V.D., Khaustov G.I. Method for manufacturing a mandrel for a piercing mill. USSR author's certificate No. 904855, published on February 15, 1982, Bulletin No. 6 ).

Недостатком известного способа является низкая стойкость прошивного инструмента, не достаточная глубина прошиваемого отверстия и необходимость его до сверловки при обработке оправки.The disadvantage of this method is the low durability of the piercing tool, the insufficient depth of the pierced hole and the need for it before drilling when processing the mandrel.

Цель изобретения – повышение стойкости прошивного инструмента, глубины прошиваемого отверстия, повышения точности получаемого изделия, экономичности процесса за счет уменьшения окончательной механической обработки оправки.The purpose of the invention is to increase the durability of the piercing tool, the depth of the pierced hole, improve the accuracy of the resulting product, the efficiency of the process by reducing the final machining of the mandrel.

Техническая задача изобретения состояла в устранении недостатков известных технических решений. The technical task of the invention was to eliminate the shortcomings of the known technical solutions.

Технический результат предлагаемого изобретения - снижение технологического усилия, повышение стойкости инструмента, увеличения глубины полости оправки, повышения точности получаемого изделия.The technical result of the invention is to reduce the technological effort, increase tool life, increase the depth of the mandrel cavity, and increase the accuracy of the resulting product.

Технический результат достигается тем, что формообразование оправки происходит за четыре перехода, причем вначале на первом переходе осадкой исходной заготовки происходит оформление входного конуса заготовки с углом конусности 25-35о, затем на втором переходе прямым выдавливанием получают коническую заготовку без концевого выступа с высотой, равной 0,75-0,90 высоты готовой оправки, причем максимальный диаметр конуса в верхней части равен 0,95-0,98 диаметра готовой оправки, в нижней части – 1,0-1,3 диаметра оправки, примыкающей к концевому выступу оправки, а в средней части – 0,7-0,9 диаметра готовой оправки в соответствующем сечении, далее на третьем переходе происходит комбинированное выдавливание внутренней профиля оправки и концевого выступа и на четвертом переходе происходит окончательное формообразование открытой штамповкой заднего участка оправки для прошивного стана.The technical result is achieved by the fact that the shaping of the mandrel occurs in four transitions, and at first, at the first transition, the draft of the original workpiece forms the input cone of the workpiece with a taper angle of 25-35 o , then, at the second transition, by direct extrusion, a conical workpiece is obtained without an end protrusion with a height equal to 0.75-0.90 of the height of the finished mandrel, with the maximum diameter of the cone in the upper part equal to 0.95-0.98 of the diameter of the finished mandrel, in the lower part - 1.0-1.3 of the diameter of the mandrel adjacent to the end ledge of the mandrel, and in the middle part - 0.7-0.9 of the diameter of the finished mandrel in the corresponding section, then at the third transition there is a combined extrusion of the inner profile of the mandrel and the end ledge, and at the fourth transition the final shaping by open stamping of the rear section of the mandrel for the piercing mill takes place.

При этом для снижения усилия выдавливания полости на третьем переходе в процессе прямого выдавливания конической заготовки на втором переходе происходит также предварительное выдавливание конической полости глубиной 0,3-0,5 от общей глубины полости готовой оправки, а высота конической заготовки при этом равна 0,9-1,1 высоты готовой оправки.At the same time, in order to reduce the force of extrusion of the cavity at the third transition, in the process of direct extrusion of the conical blank at the second transition, a preliminary extrusion of the conical cavity with a depth of 0.3-0.5 of the total depth of the cavity of the finished mandrel occurs, and the height of the conical blank is 0.9 -1.1 height of the finished mandrel.

Для реализации предложенного способа изготовления оправок для прошивного стана предложен штамп, содержащий четыре позиции для осадки заготовки, прямого выдавливания конического стакана, комбинированного выдавливания внутренней полости и концевого выступа, открытой штамповки заднего конического участка. При этом верхняя часть штампа для открытой штамповки на четвертой позиции состоит из пуансона для калибровки внутренней полости и матрицы для формообразования заднего конического участка, причем пуансон выполнен с возможностью осевого перемещения относительно матрицы.To implement the proposed method for manufacturing mandrels for a piercing mill, a stamp is proposed that contains four positions for upsetting the workpiece, direct extrusion of a conical nozzle, combined extrusion of the inner cavity and end protrusion, open stamping of the rear conical section. At the same time, the upper part of the stamp for open stamping at the fourth position consists of a punch for calibrating the internal cavity and a matrix for shaping the rear conical section, and the punch is made with the possibility of axial movement relative to the matrix.

При получении оправки прошивного стана методом горячей объемной штамповки путем предварительного формообразования заготовки в виде конического стакана и окончательного формообразования с формированием рабочего и крепежного участков, а также калибрующего пояска в процессе предварительного формообразования происходит образование наружного профиля оправки без выступа в донной части (концевого выступа) с высотой, равной 0,75-0,90 высоты готовой оправки, причем максимальный диаметр конуса в верхней части равен 0,95-0,98 диаметра готовой оправки, в нижней части – 1,0-1,3 диаметра оправки, примыкающей к концевому выступу оправки. Для снижения усилия комбинированного выдавливания полости на третьем переходе в процессе прямого выдавливания конической заготовки на втором переходе происходит также предварительное выдавливание конической полости глубиной 0,3-0,5 от общей глубины полости готовой оправки, а высота конической заготовки при этом равна 0,9-1,1 высоты готовой оправки.Upon receipt of the mandrel of the piercing mill by hot die forging by preliminary shaping of the workpiece in the form of a conical cup and final shaping with the formation of the working and fastening sections, as well as the sizing belt, in the process of preliminary shaping, the outer profile of the mandrel is formed without a protrusion in the bottom part (end protrusion) with with a height equal to 0.75-0.90 of the height of the finished mandrel, and the maximum diameter of the cone in the upper part is 0.95-0.98 of the diameter of the finished mandrel, in the lower part - 1.0-1.3 of the diameter of the mandrel adjacent to the end mandrel protrusion. To reduce the force of the combined extrusion of the cavity at the third transition in the process of direct extrusion of the conical blank at the second transition, a preliminary extrusion of the conical cavity with a depth of 0.3-0.5 of the total depth of the cavity of the finished mandrel occurs, and the height of the conical blank is 0.9- 1.1 finished mandrel height.

При этом экспериментальными исследованиями и математическим моделированием установлено, что для снижения усилия комбинированного выдавливания на третьем переходе и повышения стойкости инструмента наружный диаметр в средней части заготовки (конического стакана) после предварительного формообразования на втором переходе равен 0,7-0,9 диаметра готовой оправки в соответствующем сечении. Поэтому, на третьем переходе в процессе выдавливания полости происходит свободная раздача заготовки и выдавливание металла в носик заготовки, это снижает технологическое усилие и повышает стойкость инструмента. At the same time, experimental studies and mathematical modeling have established that in order to reduce the combined extrusion force at the third transition and increase tool life, the outer diameter in the middle part of the workpiece (conical nozzle) after preliminary shaping at the second transition is 0.7-0.9 of the diameter of the finished mandrel in corresponding section. Therefore, at the third transition in the process of extrusion of the cavity, the workpiece is freely distributed and the metal is extruded into the workpiece nose, this reduces the technological effort and increases the tool life.

Окончательное формообразование заднего конического участка оправки прошивного стана осуществляется открытой штамповкой (обжимом) заднего участка оправки после третьего перехода.The final shaping of the rear conical section of the mandrel of the piercing mill is carried out by open stamping (crimping) of the rear section of the mandrel after the third transition.

В связи с тем, что при проведении патентно-информационного поиска и анализа предлагаемого способа не было обнаружено технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемый способ и устройство от прототипа, заявляемое техническое решение удовлетворяет критерию "существенные отличия".Due to the fact that during the patent information search and analysis of the proposed method, no technical solutions were found that have features similar to those that distinguish the proposed method and device from the prototype, the claimed technical solution satisfies the criterion of "significant differences".

Сущность предложенного способа поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.The essence of the proposed method is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular case of execution.

На фиг. 1 представлена схема первого перехода - осадка исходной заготовки с формированием входного конуса.In FIG. 1 shows the scheme of the first transition - the draft of the original workpiece with the formation of the input cone.

На фиг. 2 (а,б) представлена схема второго перехода - прямое выдавливание конической заготовки без концевого выступа.In FIG. 2 (a, b) shows a diagram of the second transition - direct extrusion of a conical blank without an end protrusion.

На фиг.3 представлена схема третьего перехода – комбинированное выдавливание внутренней полости, рабочего конуса и концевого выступа оправки прошивного стана. Figure 3 shows a diagram of the third transition - the combined extrusion of the inner cavity, the working cone and the end protrusion of the mandrel of the piercing mill.

На фиг. 4 представлена схема четвертого перехода – окончательное формообразование открытой штамповкой заднего участка оправки для прошивного стана.In FIG. 4 shows the scheme of the fourth transition - the final shaping by open stamping of the rear section of the mandrel for the piercing mill.

На фиг. 5 представлен штамп для горячей штамповки оправки прошивного стана.In FIG. 5 shows a stamp for hot stamping a mandrel of a piercing mill.

При производстве оправки прошивного стана вначале на первом переходе происходит осадка предварительно нагретой заготовки с предварительным оформлением входного конуса (фиг.1). Степень деформации, угол и размеры конуса определяются беспрепятственным заходом заготовки в полость матрицы на втором переходе. Исследованиями установлено, что угол заходного конуса рекомендуется выбирать в пределах 25-35°. При производстве оправки D=72 мм исходя из равенства объема оправки с учетом отходов выбирается заготовка диаметром Dз=60мм, высотой Hз =148 мм. После осадки диаметр заготовки находится в пределах D1=68мм, высота вместе с коническим выступом – H1 ≈ 123 мм.In the production of mandrel piercing mill first at the first transition is the precipitation of a preheated workpiece with a preliminary design of the input cone (figure 1). The degree of deformation, the angle and dimensions of the cone are determined by the free entry of the workpiece into the cavity of the die at the second transition. Studies have found that the angle of the lead-in cone is recommended to be chosen within 25-35°. In the production of a mandrel D=72 mm, based on the equality of the volume of the mandrel, taking into account waste, a workpiece with a diameter D h = 60 mm and a height H h = 148 mm is selected. After upsetting, the workpiece diameter is within D 1 = 68 mm, the height together with the conical protrusion is H 1 ≈ 123 mm.

На втором переходе (фиг.2а) происходит прямое выдавливание осаженной заготовки с предварительным оформлением наружного профиля заготовки в виде конического стакана без образования концевого выступа (носика) оправки. Для снижения усилия выдавливания, нагрева и износа прошивного пуансона на следующем переходе в процессе данного перехода может происходит предварительное выдавливание внутренней полости на глубину 0,3-0,5 от общей глубины (рис. 2б). Наружный диаметр заготовки после второго перехода для удобства установки на следующем переходе принимается на 2-4мм меньше, чем диаметр готовой оправки, т.е. D2 /Dоп = 0,95-0,98. Например, для оправки диаметром Dоп =72 мм диаметр заготовки после второго перехода при экспериментальном исследовании данного процесса принимался равным D2 =70 мм. Для снижения усилия комбинированного выдавливания на следующем (третьем) переходе и повышения стойкости инструмента наружный диаметр в средней части заготовки (конического стакана) после предварительного формообразования на втором переходе равен 0,7-0,9 диаметра готовой оправки в соответствующем сечении (D'2 /D'3 = 0,7-0,9). В процессе комбинированного выдавливания полости на следующем переходе происходит свободная раздача заготовки и выдавливание металла в носик заготовки, это снижает технологическое усилие и повышает стойкость инструмента. At the second transition (fig.2a) there is a direct extrusion of the upset workpiece with the preliminary design of the outer profile of the workpiece in the form of a conical cup without the formation of an end protrusion (nose) of the mandrel. To reduce the extrusion force, heating and wear of the piercing punch at the next transition, during this transition, the internal cavity may be preliminary extruded to a depth of 0.3–0.5 of the total depth (Fig. 2b). The outer diameter of the workpiece after the second transition, for ease of installation at the next transition, is taken 2-4 mm less than the diameter of the finished mandrel, i.e. D 2 /D op = 0.95-0.98. For example, for a mandrel with a diameter of D op =72 mm, the diameter of the workpiece after the second transition in the experimental study of this process was taken equal to D 2 =70 mm. To reduce the combined extrusion force at the next (third) transition and increase tool life, the outer diameter in the middle part of the workpiece (conical nozzle) after preliminary shaping at the second transition is 0.7-0.9 of the diameter of the finished mandrel in the corresponding section (D' 2 / D' 3 = 0.7-0.9). In the process of combined cavity extrusion at the next transition, the workpiece is freely distributed and the metal is extruded into the workpiece nose, which reduces the technological effort and increases tool life.

На третьем переходе (фиг.3) осуществляется комбинированное выдавливание полости оправки с формированием рабочего конуса оправки и концевого выступа. Заготовка после второго перехода устанавливается в матрицу и прошивается пуансоном. Внутренняя водоохлаждаемая полость оправки глубиной Hотв, наружный профиль ниже калибрующего пояска и концевой выступ после третьего перехода имеют окончательные размеры. Так как после второго перехода наружный диаметр заготовки меньше размеров готовой оправки (D'2 /D'3 = 0,7-0,9), то при комбинированном выдавливании происходит свободная раздача заготовки, а также выдавливание металла в концевой выступ (носик) заготовки. Это снижает технологическое усилие, улучшает условия работы и повышает стойкость инструмента. On the third transition (figure 3) is combined extrusion of the cavity of the mandrel with the formation of the working cone of the mandrel and the end protrusion. The workpiece after the second transition is installed in the matrix and stitched with a punch. The inner water-cooled cavity of the mandrel depth H holes , the outer profile below the sizing band and the end ledge after the third transition have the final dimensions. Since, after the second transition, the outer diameter of the workpiece is smaller than the dimensions of the finished mandrel (D'2 /D'3 = 0.7-0.9), then with combined extrusion, the free distribution of the workpiece occurs, as well as extrusion of the metal into the end protrusion (nose) of the workpiece . This reduces the process force, improves working conditions and increases tool life.

На четвертой стадии происходит окончательное формообразование открытой штамповкой в разъемной матрице с горизонтальной плоскостью разъема заднего участка оправки 3 для прошивного стана (фиг.4). Оправка приобретает окончательные размеры. Верхняя часть инструмента на четвертой позиции выполнена сборной, состоящей из пуансона 2 и матрицы 1. При этом пуансон 2 выполнен с возможностью перемещения относительно верхней матрицы 1. При рабочем ходе пресса вначале пуансон входит в полученную на третьем переходе полость и контролирует ее форму и размеры при смыкании штампа и формировании заднего участка оправки. При этом пуансон выполнен с возможностью осевого перемещения и не испытывает осевой нагрузки, что снижает общее технологическое усилие на переходе и резко повышает стойкость пуансона. Исследования данного технологического процесса показало, что при использовании подвижного (подпружиненного) пуансона технологическое усилие снижается на 20-35%. процессе смыкания штампа и оформлении заднего участка оправки для прошивного стана в плоскости разъема матрицы (зазор Hм) возможно образование не большого заусенца, который впоследствии удаляется последующей обработкой резанием. At the fourth stage, the final shaping takes place by open stamping in a detachable matrix with a horizontal plane of separation of the rear section of the mandrel 3 for the piercing mill (figure 4). The mandrel acquires its final dimensions. The upper part of the tool in the fourth position is made of a team, consisting of a punch 2 and a matrix 1. At the same time, the punch 2 is made with the possibility of moving relative to the upper matrix 1. During the working stroke of the press, the punch first enters the cavity obtained at the third transition and controls its shape and dimensions when closing the die and forming the back portion of the mandrel. In this case, the punch is made with the possibility of axial movement and does not experience axial load, which reduces the overall technological force at the transition and sharply increases the durability of the punch. Studies of this technological process showed that when using a movable (spring-loaded) punch, the technological force is reduced by 20-35%. In the process of closing the die and designing the rear section of the mandrel for the piercing mill in the plane of the die split (gap Hm), a small burr may form, which is subsequently removed by subsequent machining.

Штамп для изготовления оправки прошивного стана (рис.5) имеет четыре позиции штамповки (I, II, III, IV). Штамп состоит из пуансонов 1, 2, 3, 4, осадочной плиты 5, матриц 6, 7, 8, 16, выталкивателей 9, 10, 11, пуансонодержателей 12, 13, верхней 14 и нижней 15 плит, пружины (упругого элемента) 17 для возврата пуансона 4 в исходное положение после размыкания штампа.The stamp for the manufacture of the mandrel of the piercing mill (Fig. 5) has four stamping positions (I, II, III, IV). The stamp consists of punches 1, 2, 3, 4, sedimentary plate 5, matrices 6, 7, 8, 16, ejectors 9, 10, 11, punch holders 12, 13, upper 14 and lower 15 plates, spring (elastic element) 17 to return the punch 4 to its original position after opening the stamp.

Пуансон 1 осуществляет осадку заготовки 18 на позиции I. Пуансон 2 на позиции II производит прямое выдавливание конического стакана 19 в матрице 6 без образования концевого выступа (носика) оправки. Высота конической заготовки на втором переходе равна 0,75-0,90 высоты готовой оправки. При выдавливании на втором переходе конической заготовки с предварительной конической полостью глубиной 0,3-0,5 от общей глубины полости готовой оправки высота конической заготовки увеличивается до 0,9-1,1 высоты готовой оправки. На III позиции пуансоном 3 в матрице 7 комбинированным выдавливанием получают внутреннею полость и концевой выступ оправки 20. На позиции IV открытой штамповкой выполняют окончательное формообразование заднего конического участка 22 оправки 21 матрицей 16 и пуансоном 4. При этом пуансон 4 выполнен с возможностью осевого перемещения после начала рабочего хода и введения его в водоохлаждаемую полость оправки, полученной на позиции (III). После введения пуансона в оправку и начала оформления открытой штамповкой заднего участка оправки пуансон 4 осевой нагрузки не испытывает, его функция заключается в сохранении формы и размеров полости оправки. Величина осевого перемещения пуансона «h» определяется разностью высоты оправки после третьего и четвертого переходов.Punch 1 upsets workpiece 18 at position I. Punch 2 at position II produces direct extrusion of conical cup 19 in matrix 6 without forming an end protrusion (nose) of the mandrel. The height of the conical workpiece at the second transition is 0.75-0.90 of the height of the finished mandrel. When extruding at the second transition a conical blank with a preliminary conical cavity with a depth of 0.3-0.5 of the total depth of the cavity of the finished mandrel, the height of the conical blank increases to 0.9-1.1 of the height of the finished mandrel. At the III position, the punch 3 in the matrix 7, by combined extrusion, an internal cavity and the end protrusion of the mandrel 20 are obtained. stroke and its introduction into the water-cooled cavity of the mandrel obtained in position (III). After the insertion of the punch into the mandrel and the beginning of the clearance of the rear section of the mandrel by open stamping, the punch 4 does not experience axial load, its function is to maintain the shape and dimensions of the mandrel cavity. The value of the axial movement of the punch "h" is determined by the difference in the height of the mandrel after the third and fourth transitions.

Для облегчения введения пуансона 4 в полость оправки в начале рабочего хода пуансон 3 для выдавливания полости оправки на третьем переходе может иметь поперечные размеры (диаметр) на 2-5% больше, чем размеры пуансона 4, соответствующего размерам полости готовой оправки.To facilitate the introduction of the punch 4 into the cavity of the mandrel at the beginning of the working stroke, the punch 3 for extruding the cavity of the mandrel at the third transition can have transverse dimensions (diameter) 2-5% larger than the dimensions of the punch 4 corresponding to the dimensions of the cavity of the finished mandrel.

Экспериментальное и аналитическое исследование моделированием предложенного способа изготовления оправок диаметром 72 мм для прошивного стана показало, что температура поверхности пуансона достигает 600°С, в центре – 200°С, максимальное значение среднего напряжения в нижней и наиболее нагруженной части пуансона достигает «-578» МПа. Поэтому материал инструмента должен выбираться с учетом этих показателей. На основе анализа условий работы инструмента и механических свойств теплостойких штамповых сталей при различной температуре для изготовления пуансона для выдавливания рекомендуется использовать стали 4Х2В5МФ, 5Х3В3МФ, 2Х6В8М2К8. Сравнение механических свойств предлагаемых штамповых сталей и условий работы инструмента (напряжение, температура) показывает, что данные стали соответствуют условиям работы инструмента по всем параметрам.An experimental and analytical study by modeling the proposed method for manufacturing mandrels with a diameter of 72 mm for a piercing mill showed that the temperature of the surface of the punch reaches 600°C, in the center - 200°C, the maximum value of the average stress in the lower and most loaded part of the punch reaches "-578" MPa . Therefore, the material of the tool must be selected taking into account these indicators. Based on the analysis of the working conditions of the tool and the mechanical properties of heat-resistant die steels at different temperatures, it is recommended to use steels 4Kh2V5MF, 5Kh3V3MF, 2Kh6V8M2K8 for the manufacture of a punch for extrusion. Comparison of the mechanical properties of the proposed die steels and tool operating conditions (stress, temperature) shows that these steels correspond to the tool operating conditions in all respects.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования в промышленности предложенного способа изготовления оправок прошивных станов.The results obtained indicate the possibility of using the proposed method for manufacturing mandrels for piercing mills in industry.

Claims (4)

1. Способ изготовления оправки для прошивного стана, включающий операции формирования на исходной заготовке рабочего конуса, концевого выступа, внутренней водоохлаждаемой полости и заднего конического участка, отличающийся тем, что на первом переходе осадкой исходной заготовки осуществляют оформление входного конуса заготовки, на втором переходе прямым выдавливанием получают коническую заготовку без концевого выступа, которая имеет высоту, равную 0,75-0,90 высоты готовой оправки, максимальный диаметр конуса в верхней части, равный 0,95-0,98 диаметра оправки, диаметр в нижней части, равный 1,0-1,3 диаметра оправки, примыкающей к концевому выступу, диаметр в средней части, равный 0,7-0,9 диаметра оправки в соответствующем сечении, на третьем переходе комбинированным выдавливанием получают внутреннюю водоохлаждаемую полость, рабочий конус и концевой выступ оправки, а на четвертом переходе открытой штамповкой осуществляют окончательное формообразование заднего конического участка оправки.1. A method for manufacturing a mandrel for a piercing mill, including the operations of forming a working cone, an end protrusion, an internal water-cooled cavity and a rear conical section on the original workpiece, characterized in that at the first transition, the draft of the original workpiece is used to shape the input cone of the workpiece, at the second transition, by direct extrusion a conical billet without an end protrusion is obtained, which has a height equal to 0.75-0.90 of the height of the finished mandrel, a maximum cone diameter in the upper part equal to 0.95-0.98 of the mandrel diameter, a diameter in the lower part equal to 1.0 -1.3 of the diameter of the mandrel adjacent to the end ledge, the diameter in the middle part is equal to 0.7-0.9 of the diameter of the mandrel in the corresponding section; the fourth transition by open stamping, the final shaping of the rear conical section of the mandrel is carried out. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом переходе оформляют входной конус заготовки с углом, равным 25-35°.2. The method according to claim 1, characterized in that the input cone of the workpiece is formed at the first transition with an angle equal to 25-35°. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на втором переходе осуществляют предварительное выдавливание в конической заготовке конической полости глубиной, равной 0,3-0,5 от общей глубины внутренней водоохлаждаемой полости оправки, и высоту, равную 0,9-1,1 высоты оправки.3. The method according to claim 1, characterized in that at the second transition, preliminary extrusion is carried out in the conical blank of a conical cavity with a depth equal to 0.3-0.5 of the total depth of the internal water-cooled cavity of the mandrel, and a height equal to 0.9-1 .1 mandrel height. 4. Штамп для изготовления оправки для прошивного стана способом по пп. 1-3, характеризующийся тем, что он выполнен с позициями для осадки исходной заготовки, прямого выдавливания с получением конической заготовки без концевого выступа, комбинированного выдавливания внутренней водоохлаждаемой полости, рабочего конуса и концевого выступа оправки, открытой штамповки заднего конического участка оправки, при этом на позиции для открытой штамповки заднего конического участка оправки верхняя часть штампа выполнена сборной и состоит из пуансона для сохранения формы и размеров внутренней полости оправки и матрицы для формообразования заднего конического участка, причем пуансон выполнен с возможностью осевого перемещения относительно матрицы.4. A stamp for the manufacture of a mandrel for a piercing mill by the method according to paragraphs. 1-3, characterized in that it is made with positions for upsetting the original workpiece, direct extrusion to obtain a conical workpiece without an end protrusion, combined extrusion of the internal water-cooled cavity, the working cone and the end protrusion of the mandrel, open stamping of the rear conical section of the mandrel, while on positions for open stamping of the rear conical section of the mandrel.
RU2022118000A 2022-07-01 Method for manufacturing of piercer plug RU2791720C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791720C1 true RU2791720C1 (en) 2023-03-13

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU104319A1 (en) * 1955-10-07 1955-11-30 М.Ш. Кауфман Method of making mandrels for piercing mills
US3990330A (en) * 1973-04-20 1976-11-09 Youngstown Sheet And Tube Company Method of producing seamless tube mill piercer mandrel
SU599904A1 (en) * 1975-07-29 1978-03-30 Всесоюзный заочный машиностроительный институт Method of manufacturing components with deep narrow blind cavities
SU904855A1 (en) * 1978-04-14 1982-02-15 Всесоюзный заочный машиностроительный институт Method of producing mandrel for broaching mill
US4370879A (en) * 1980-08-26 1983-02-01 Kopysky Boris D Method for manufacturing a piercing mandrel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU104319A1 (en) * 1955-10-07 1955-11-30 М.Ш. Кауфман Method of making mandrels for piercing mills
US3990330A (en) * 1973-04-20 1976-11-09 Youngstown Sheet And Tube Company Method of producing seamless tube mill piercer mandrel
SU599904A1 (en) * 1975-07-29 1978-03-30 Всесоюзный заочный машиностроительный институт Method of manufacturing components with deep narrow blind cavities
SU904855A1 (en) * 1978-04-14 1982-02-15 Всесоюзный заочный машиностроительный институт Method of producing mandrel for broaching mill
US4370879A (en) * 1980-08-26 1983-02-01 Kopysky Boris D Method for manufacturing a piercing mandrel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100022448A (en) Method and device for manufacturing fastenings and fasteners with radial outer contours, especially screws or threaded bolts
EP2121221B1 (en) Method of making a powder metal forging
CN109175175B (en) Precise hot-working forming method for automobile steering ball joint
RU2491147C2 (en) Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part
RU2791720C1 (en) Method for manufacturing of piercer plug
CN111889531B (en) Positive and negative extrusion forming die and forming method for curved bus type shell
US2077519A (en) Method of making metal articles
RU2419505C1 (en) Method of producing rod-plus-flange forgings
US3010186A (en) Piston manufacture
RU2572687C1 (en) Method of production of steel forgings of ball valve half-casings
RU2374027C1 (en) Manufacturing method of forgings of variable cross-section by hot extrusion with movable dies
JP4054153B2 (en) Method and apparatus for manufacturing forged parts having holes
RU2218230C2 (en) Method of manufacture of die forgings
RU2707456C1 (en) Method and device for production of shell with variable wall thickness in height
RU2540026C1 (en) Method of manufacturing of hollow forgings with flange
RU2217262C1 (en) Method for making hollow flanged forgings
RU2729520C1 (en) Hollow articles stamping method with external flange
Jadhav et al. Assessment & Optimization of influence of some process parameters on sheet metal blanking
RU2816967C1 (en) Water-cooled mandrel of skew-roll piercing mill, method of making said mandrel and die tooling for manufacture thereof
RU2804236C1 (en) Method for manufacturing water-cooled piercing mill mandrel in form of two-layer hollow body and stamp for its implementation
RU2245211C2 (en) Method for hot forming of flange with sleeve
SU1082513A1 (en) Method of manufacturing tee-joint from tube billets
RU2781933C1 (en) Method for cold stamping of half couplings
RU2273542C1 (en) Rod having forgings making method
RU2280528C2 (en) Forging with rod producing method