RU70636U1

RU70636U1 - RING FORM STAMPING UNIT

Info

Publication number: RU70636U1
Application number: RU2007129891/22U
Authority: RU
Inventors: Федор Павлович Михаленко; Алексей Михайлович Шнейберг
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2008-02-10

Abstract

Решение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении объемной штамповкой кольцевых заготовок из материалов, способных к пластической деформации в холодном состоянии. Предложено в качестве деформирующего инструмента использовать бойки с одинаковой шероховатостью рабочей поверхности, по меньшей мере, один из которых имеет коническую рабочую поверхность, а на основании нижнего бойка установить калибровочную втулку. Исключается смещение и деформация заготовок, повышается коэффициент использования металла за счет исключения необходимости исправлять геометрию механическим путем. 1 с.п. ф-лы, 2 илл.The solution relates to the field of metal forming and can be used in the manufacture of die-casting ring blanks from materials capable of plastic deformation in the cold state. It is proposed to use strikers with the same roughness of the working surface, at least one of which has a conical working surface, as a deforming tool, and install a calibration sleeve on the basis of the lower striker. Excluded offset and deformation of the workpieces, increases the utilization of metal by eliminating the need to correct the geometry mechanically. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Решение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении объемной штамповкой кольцевых заготовок из материалов, способных к пластической деформации в холодном состоянии.The solution relates to the field of metal forming and can be used in the manufacture of die-casting ring blanks from materials capable of plastic deformation in the cold state.

Существует несколько способов штамповки кольцевых заготовок (А.С.Львов, Ю.Л.Рождественский, А.В.Абрамов, Л.К.Литвак. Штамповка кольцевых заготовок. М.: Машгиз, 1958).При данных способах раздачи используется дорогостоящая штамповая оснастка. Наряду с этим, наличие пластического течения металла в двух взаимно противоположных направлениях обусловливает различное деформированное состояние на различных участках кольца. Для процесса осадки традиционным способом характерна потеря устойчивости, а следовательно, и формы по внутреннему контуру, кроме того, возникают сложности с управлением формообразованием, что снижает коэффициент использования металла.There are several methods for stamping ring blanks (A.S. Lvov, Yu.L. Rozhdestvensky, A.V. Abramov, L.K. Litvak. Stamping ring blanks. M .: Mashgiz, 1958). With these methods of distribution, an expensive die rigging. Along with this, the presence of plastic flow of metal in two mutually opposite directions causes a different deformed state in different parts of the ring. The precipitation process in the traditional way is characterized by a loss of stability, and consequently, the shape along the inner contour, in addition, difficulties arise in controlling the formation, which reduces the utilization of the metal.

В качестве прототипа принята установка для комбинированного нагружения при обработке металлов давлением (патент РФ на полезную модель №38304, B21J 13/02, опуб. 10.06.2004). Установка содержит штамп с верхним и нижним деформирующим инструментом в виде пуансона и матрицы с обоймой и выталкивателем, один из которых снабжен приводом вращательного движения, причем, приводы поступательного и вращательного движения деформирующего инструмента выполнены в виде двух независимых агрегатов с регулируемыми скоростями при большей скорости вращательного движения, матрица или пуансон установлены в червячном колесе с приводом от электродвигателя через вариатор, смонтированный на подвижной или неподвижной траверсе установки, а обойма выполнена плавающей вдоль оси матрицы и ее движение ограничено подшипником, установленным на верхнем торце матрицы и направляющим пуансон. Установка используется для изготовления полых заготовок типа втулок, трубок или стаканов методом холодного выдавливания.As a prototype, an installation for combined loading during metal forming was adopted (RF patent for utility model No. 38304, B21J 13/02, publ. 06/10/2004). The installation contains a stamp with an upper and lower deforming tool in the form of a punch and a matrix with a holder and an ejector, one of which is equipped with a rotary motion drive, and, the translational and rotational motion drives of the deforming tool are made in the form of two independent units with adjustable speeds at a higher rotational speed , die or punch is installed in a worm wheel driven by an electric motor through a variator mounted on a movable or fixed traverse anovki and floating ferrule is formed along the axis of the matrix and its movement is limited by a bearing mounted on the top end of the matrix and the punch guide. The installation is used for the manufacture of hollow billets such as bushings, tubes or glasses by cold extrusion.

Однако при изготовлении на этой установке кольцевых заготовок осадкой и раздачей возникают следующие недостатки, обусловленные спецификой данной детали (небольшая высота, небольшая разница внутреннего и внешнего диаметров):However, in the manufacture of ring blanks at this installation by draft and distribution, the following disadvantages arise due to the specifics of this part (small height, small difference in internal and external diameters):

- неравномерное распределение деформаций по стенкам кольца при осадке и раздаче,- uneven distribution of deformations along the walls of the ring during settlement and distribution,

- возможность смещения заготовок (эти причины вызывают нарушение формы заготовки),- the possibility of displacement of the workpieces (these reasons cause a violation of the shape of the workpiece),

- снижение коэффициента использования металла по вышеназванным причинам, хотя они несколько снижаются благодаря совместному действию поступательного и вращательного движений при большей скорости последнего.- a decrease in the utilization of metal for the above reasons, although they are somewhat reduced due to the combined action of translational and rotational movements at a higher speed of the latter.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.These shortcomings are eliminated by the proposed solution.

Решаемая задача - совершенствование установки в плане использования ее дня изготовления качественных кольцевых заготовок осадкой и раздачей.The problem to be solved is the improvement of the installation in terms of using its day of manufacturing high-quality annular blanks by draft and distribution.

Технический результат - повышение технологичности установки за счет обеспечения направленного объемного течения металла и исключения смещения при осадке и раздаче заготовок, а следовательно, повышение их качества с точки зрения геометрии при повышении коэффициента использования металла.The technical result is to increase the manufacturability of the installation by providing a directed volumetric flow of metal and eliminating displacement during upsetting and distribution of blanks, and therefore, improving their quality in terms of geometry while increasing the utilization of metal.

Этот технический результат достигается тем, что в установке для штамповки кольцевых заготовок, содержащей штамп с верхним и нижним деформирующими инструментами, один из которых установлен с возможностью поступательного и вращательного движений, приводы которых выполнены в виде двух независимых агрегатов с регулируемыми скоростями, в качестве деформирующих инструментов использованы бойки, по меньшей мере, один из которых имеет коническую рабочую поверхность, причем, шероховатость рабочих поверхностей одинакова, а на нижнем бойке установлена калибровочная втулка.This technical result is achieved by the fact that in the installation for stamping ring blanks containing a stamp with upper and lower deforming tools, one of which is installed with the possibility of translational and rotational movements, the drives of which are made in the form of two independent units with adjustable speeds, as deforming tools used strikers, at least one of which has a conical working surface, and the roughness of the working surfaces is the same, and on the lower striker mouth The calibration sleeve has been updated.

Использование бойков с конической рабочей поверхностью в сочетании с подачей и вращением инструмента обеспечивает надежное центрирование инструмента и способствует равномерному объемному распределению деформации по стенке кольца. Даже использование одного из бойков с конической рабочей поверхностью обеспечивает этот результат, а если используются оба таких бойка, эффект увеличивается. Одинаковая шероховатость рабочих поверхностей бойков исключает дефект формы кольца из-за более интенсивной раздачи кольца со стороны бойка с меньшей величиной шероховатости. Калибровочная втулка позволяет формировать наружную поверхность кольца, совмещая ее с процессом штамповки, исключить бочкообразность, а следовательно, снизить трудоемкость последующей механической обработки и экономить при этом металл, который шел бы в отход.The use of strikers with a conical working surface in combination with the feed and rotation of the tool ensures reliable centering of the tool and contributes to a uniform volume distribution of deformation along the wall of the ring. Even the use of one of the strikers with a conical working surface provides this result, and if both such strikers are used, the effect increases. The same roughness of the working surfaces of the strikers eliminates the defect in the shape of the ring due to more intensive distribution of the ring from the striker side with a lower roughness. The calibration sleeve allows you to form the outer surface of the ring, combining it with the stamping process, to exclude barrel-shaped, and therefore, reduce the complexity of subsequent machining and save metal, which would go to waste.

На фиг.1 показан общий вид установки, на фиг.2 - вид спереди (увеличено).Figure 1 shows a General view of the installation, figure 2 is a front view (enlarged).

Установка состоит из электродвигателя 1 с реверсом, клиноременной передачи 2, вариатора 3, муфты 4, червячного вала 5 и червячного колеса 6. Червячный вал 5 установлен в подшипниках 7. На червячном колесе 6 установлен нижний боек 8. Вариатор 3 снабжен регулятором 9 числа оборотов. Установка монтируется на The installation consists of an electric motor 1 with a reverse, a V-belt drive 2, a variator 3, a clutch 4, a worm shaft 5 and a worm wheel 6. The worm shaft 5 is installed in the bearings 7. The lower hammer is installed on the worm wheel 6. The variator 3 is equipped with a speed controller 9 . Installation is mounted on

гидропрессе. Продольное перемещение нижнего бойка 8 осуществляется за счет перемещения траверсы 10 гидропресса по колоннам 11. Верхний боек 12 крепится на верхней неподвижной траверсе 13 пресса. На нижнем бойке 8 может быть установлена калибровочная втулка 14 для калибровки колец по внешнему диаметру. Бойки 8 и 12 (или один из них) имеют конусную рабочую поверхность с одинаковой шероховатостью.hydraulic press. The longitudinal movement of the lower hammer 8 is carried out by moving the crosshead 10 of the hydraulic press along the columns 11. The upper hammer 12 is mounted on the upper stationary beam 13 of the press. On the lower striker 8, a calibration sleeve 14 can be installed to calibrate the rings to the outer diameter. The strikers 8 and 12 (or one of them) have a conical working surface with the same roughness.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Кольцевую заготовку 15 устанавливают на нижний конический боек 8. Перед деформацией для получения конической торцевой поверхности кольца его слегка обжимают бойком 12 без вращения инструмента при его статическом нагружении. Затем включают привод вращательного и поступательного движения и подвергают заготовку осадке. При этом нижний боек 8 вращается и перемещается навстречу верхнему бойку 12. По окончании процесса раздачи и калибровки нижний боек 8 опускается и готовая деталь удаляется из штампа. Калибровочную втулку 14 подбирают в зависимости от того, какой наружный диаметр кольца надо получить.An annular blank 15 is installed on the lower conical hammer 8. Before deformation to obtain a conical end surface of the ring, it is slightly squeezed by the hammer 12 without rotation of the tool during its static loading. Then turn on the drive of rotational and translational motion and subject the billet to sludge. In this case, the lower firing pin 8 rotates and moves towards the upper firing pin 12. At the end of the process of distribution and calibration, the lower firing pin 8 is lowered and the finished part is removed from the stamp. The calibration sleeve 14 is selected depending on the outer diameter of the ring to be obtained.

Эксперименты проводили на установке с кинематическим параметром i=v/n=1-4 (исходя из возможностей установки), гдеThe experiments were carried out on a setup with the kinematic parameter i = v / n = 1-4 (based on the capabilities of the setup), where

v - скорость осевого перемещения инструмента м/мин,v is the axial velocity of the tool m / min,

n - число оборотов инструмента в минуту,n is the number of revolutions of the tool per minute,

угол конусности бойков 4-6°,angle of taper of the strikers 4-6 °,

шероховатость бойков Ra 6,3",roughness of strikers Ra 6.3 ",

материал заготовок - медь и алюминиевый сплав АМц,blank material - copper and aluminum alloy AMts,

исходные параметры заготовок:initial parameters of blanks: конечные параметры:final parameters: внутренний диаметрinner diameter d_o=10 ммd _o = 10 mm d=21,04 ммd = 21.04 mm наружный диаметрoutside diameter D_o=25 ммD _o = 25 mm D=47,4 ммD = 47.4 mm высотаheight h_o=10 ммh _o = 10 mm h=3,3 мм.h = 3.3 mm.

Проверяли влияние конусности бойков на качество колец. Сравнивали обработку плоскими бойками и коническими бойками с вращением. В первом случае имела место эллипсность и бочкообразность осаживаемого кольца, смещение заготовки, во втором - эти дефекты отсутствовали.Checked the effect of the taper of the strikers on the quality of the rings. The treatment was compared with flat strikers and conical strikers with rotation. In the first case, there was an ellipse and barrel-like shape of the deposited ring, displacement of the workpiece, in the second - these defects were absent.

Использовали один боек с конической рабочей поверхностью, затем - два таких бойка. Значительной разницы в результатах не было.We used one striker with a conical working surface, then two such strikers. There was no significant difference in results.

Изучали влияние шероховатости рабочей поверхности бойков на качество колец. При осадке бойками с разной шероховатостью деформация колец была неравномерной, более интенсивная раздача кольца происходила со стороны бойка с меньшей величиной шероховатости. При осадке бойками с одинаковой шероховатостью дефект формы отсутствовал.We studied the effect of roughness of the working surface of the strikers on the quality of the rings. During upsetting by strikers with different roughness, the deformation of the rings was uneven, more intensive distribution of the ring occurred from the striker side with a lower roughness value. When upsetting by strikers with the same roughness, a shape defect was absent.

Проверяли влияние предлагаемого устройства на коэффициент использования металла. Осуществляли осадку и раздачу плоскими бойками одинаковой шероховатости и без калибровочной втулки. Кольца имели нарушения геометрии, которые приходилось исправлять последующей механической обработкой. Коэффициент использования металла составлял 0,47. При использовании предлагаемой установки коэффициент использования металла составил 0,65. Это было определено компьютерным моделированием и лабораторными испытаниями.Checked the effect of the proposed device on the utilization of metal. Draft and distribution were carried out by flat strikers of the same roughness and without a calibration sleeve. The rings had a geometry violation, which had to be corrected by subsequent machining. The metal utilization rate was 0.47. When using the proposed installation, the utilization of metal was 0.65. This was determined by computer simulation and laboratory tests.

Предлагаемая установка рекомендована для использования в производственных условиях.The proposed installation is recommended for use in a production environment.

Claims

1. Installation for stamping ring billets, containing a stamp with upper and lower deforming tools, one of which is installed with the possibility of translational and rotational movements, the drives of which are made in the form of two independent units with adjustable speeds, characterized in that the strikers are used as deforming tools at least one of which has a conical working surface, and the roughness of the working surfaces of the strikers is the same.

2. Installation for stamping ring blanks according to claim 1, characterized in that a calibration sleeve is installed on the lower hammer.