SU1348049A1

SU1348049A1 - Extrusion die assembly

Info

Publication number: SU1348049A1
Application number: SU853946121A
Authority: SU
Inventors: Андрей Львович Воронцов
Original assignee: Всесоюзный заочный машиностроительный институт
Priority date: 1985-08-19
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1987-10-30
Also published as: SU1348050A1

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а именно к конструкци м инструментальных узлов штампов дл выдавливани изделий типа стаканов. Целью изобретени вл етс повышение качества получаемых изделий за счет увеличени их ударной в зкости. Дл этого установлены зависимости между радиусом сферической поверхности рабочего концевого участка г пуансона, радиусом рабочей полости матрицы R и радиусом калибрующего по ска г пуансона. Эти зависимости имеют вид г 6 г 1,42г, RR - i 1,3 или - ь 1,7. Соблюдение заданных соотношений указанных параметров обеспечивает уменьшение угла выхода волокон макроструктуры на внутреннюю поверхность издели . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л со 4 эо The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to the structures of tool assemblies of dies for extruding articles such as cups. The aim of the invention is to improve the quality of the products obtained by increasing their toughness. For this, relationships have been established between the radius of the spherical surface of the working end section of the plug, the radius of the working cavity of the matrix R, and the radius of the plug calibrating it. These dependencies are of the form g 6 g 1.42 g, RR - i 1.3 or - 1.7. Compliance with the specified ratios of these parameters ensures a reduction in the angle of emergence of the fibers of the macrostructure on the inner surface of the product. 1 hp f-ly, 3 ill. (L with 4 eo

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, а именно к штампам дл вьщавливани изделий типа стаканов.The invention relates to the processing of metals by pressure, namely to dies for the insertion of articles such as glasses.

Цель изобретени - повышение качества получаемых изделий путем увеличени их ударной в зкости.The purpose of the invention is to improve the quality of the products obtained by increasing their impact toughness.

На фиг. 1 схематически показан предлагаемый узел с изделием, на котором показано типовое воЛокно макроструктуры , получаемое при выдавливании издели типа стакана , на фиг. 2 пуансон с рабочим концевым участком в виде части сферической поверхнос- ти, соответствующим меньшему из указанных пределов; на фиг, 3 - зависимости угла выхода волокна макроструктуры ° на внутреннюю поверхность издели от отношени ралиуса рабочей полости матрицы R к радиусу калибрующего по ска пуансона г и геометрии торца.FIG. 1 schematically shows the proposed unit with the product, which shows a typical fiber macrostructure structure obtained by extruding a glass-like product; FIG. 2 punch with a working end section as a part of a spherical surface corresponding to the smaller of the specified limits; FIG. 3 shows the dependences of the angle of emergence of the fiber of the macrostructure ° on the inner surface of the product on the ratio of the radius of the working cavity of the matrix R to the radius of the scaling gauge g and the geometry of the end face.

Уезл штампа дл вьщавлинвани (фиг. 1) содержит пуансон 1 с калиб- рующим по ском, переход щим в рабочи торец, матрицу 2 с рабочей полостью, дно которой образует выталкиватель 3The end of the die for pressing (Fig. 1) contains a punch 1 with a calibrating transverse, passing into the working end, the die 2 with the working cavity, the bottom of which forms the ejector 3

Узел работает следующим образом. В рабочую полость матрицы загру- жаетс заготовка 4, котора выдав- «ливаетс пуансоном 1. В результате выдавливани в изделии волокна макроструктуры , образующие стенку стакана которые до выдавливани были пр мыми и параллельными оси пуансона, искривл ютс , как показано на фиг. 1, и выход т на внутреннюю поверхность издели под углом (р к ее образующей (или к оси пуансона). Затем изделие извлекаетс из матрицы выталкивателем ЗоThe node works as follows. The workpiece 4 is loaded into the working cavity of the matrix 4, which is extruded by the punch 1. As a result of extrusion of the fiber in the product, the macrostructures forming the glass wall, which before extrusion were straight and parallel to the axis of the punch, are curved, as shown in FIG. 1, and exit to the inner surface of the product at an angle (p to its forming (or to the axis of the punch). The product is then removed from the die by the ejector

Угол С|) сильно вли ет на ударную в зкость стенок издели . Чем этот угол меньше, чем больше ударна в з- кость, т.е. динамическа прочность издели . Установлено, что независимо от материала заготовки (вьщавливали заготовки из меди, алюминиевых сплавов АД-0, АВ, Д 16Т, сталей 3, 10, 20, 30, 45) наибольший угол выхода волокна tf наблюдаетс у пуансонов с опоским торцом (г 00 ), а при уменьшении радиуса сферической поверхности торца этот угол также уменьшаетс , причем наиболее резко это уменьшение происходит (фиг. 4) в интервале значений г t г. 1,42г (это соответствует углам об (фиг. 1),The angle C |) strongly influences the toughness of the walls of the product. Than this angle is less than the more shock to dagger, i.e. dynamic strength of the product. It was found that regardless of the material of the workpiece (blanks made of copper, aluminum alloys AD-0, AV, D 16T, steels 3, 10, 20, 30, 45), the largest angle of exit of the fiber tf is observed at the end face punches (g 00) , and with a decrease in the radius of the spherical surface of the end, this angle also decreases, and this decrease occurs most dramatically (Fig. 4) in the range of values of t t g 1.42 g (this corresponds to the angles about (Fig. 1),

сwith

5 0 50

5 five

о g 0 about g 0

5 Q 5 Q

5five

расположенным в интервале 45°(У, 90f Наименьший угол образует пуансон в виде полусферы (фиг. 2), т.е. когда г г. Если г,г, то это означает, что между калибрующим по ском и рабочим торцом имеетс плоский уступ, который приводит к задирам и трещи- нообразованию на внутренней поверхности издели , а это резко снижает ударную в зкость (т.е. динамическую прочность) и потому недопустимо. . Вместе с тем, нельз дл всех случаев выдавливани считать пуансон в виде полусферы наилучшим, поскольку, например , при выдавливании таким пуансоном изделий большой глубины полости из алюминиевых сплавов наблюдаетс разрыв смазочного сло , привод - к недопустимым дл динамической прочности задирам внутренней поверхности , а кроме того, к резкому росту усили . Устранить данные нежелательные влени позвол ет оптимизаци торца пуансона путем увеличени его радиуса до верхнего указанного предела (т.е. в указанном диапазоне). Выше этого интервала (т.е. при г, 1,42) угол cf отличаетс от угла Cf при пуансоне с плоским торцом менее чем на 10%, и вследствие всегда имеющегос .разброса термомеханических условий вьщавливани эффект практически не достигаетс .located in the range of 45 ° (Y, 90f The smallest angle forms a punch in the form of a hemisphere (Fig. 2), i.e. when r g. If r, r, this means that there is a flat ledge between the calibrating rim and the working end. , which leads to scuffing and cracking on the inner surface of the product, and this drastically reduces toughness (i.e. dynamic strength) and is therefore unacceptable. At the same time, it is impossible for all cases of extrusion to consider a hemisphere punch to be the best since, for example, when extruding such a punch into a large g The aluminum alloys have a ruptured lubricating layer, the drive leads to an unacceptable for the dynamic strength of the inner surface burrs, and, in addition, a sharp increase in force. To eliminate these undesirable phenomena, the end of the punch can be optimized by increasing its radius to the upper specified limit (t. e. in the indicated range.) Above this interval (i.e., at g, 1.42), the angle cf differs from the angle Cf when the punch with a flat face is less than 10%, and as a result of the always uncovered thermomechanical conditions capitation effect practically achieved.

На фиг. 3 треугольниками обозначены экспериментальные точки, соответствующие пуансону со сферическим торцом, радиус которого г 1,42г (т.е. ci 45°) и при котором получаютс углы f на 10% меньше, чем опасные (при пуансоне с плоским торцом ) .FIG. 3 triangles indicate experimental points corresponding to a punch with a spherical end, the radius of which is 1.42 g (i.e. ci 45 °) and at which the angles f are 10% smaller than the dangerous ones (with a flat face punch).

Поскольку дл большинства изделий типа стакана требуемой формой дна вл етс коническа и, кроме того, конический пуансон лучше удерживает смазку, то были проведены эксперименты по определению параметров конических торцов, совмещаю1цих указанные преимущества с повьшенной динамической прочностью изделий, т.е. малым углом qi . Установлено, что наименьший угол выхода волокна обеспечивают конические пуансоны, основани которых лежат на поверхности сферы, центр которой расположен на оси пуансона за участком рабочего торца (т.е. не ниже линии перехода калибрующего по ска в рабочий торец), а радиус находитс в пределах г г 1,42г (т.е. по существу, пуансоны, конус которых вписан в сферу предлагаемых пуансонов). С точки зрени улучшаемого показател качества такие пуансоны практически эквивалентно позвол ют заменить пуансоны со сферическим торцом. На фиг. 3 (крестиками) показаны результаты экспериментов с пу- Q лись на ударную в зкость. Ее величинаSince for most products of the type of glass the required bottom shape is conical and, moreover, the conical punch holds the lubricant better, experiments were carried out to determine the parameters of the conical ends, combining these advantages with the increased dynamic strength of the products, i.e. small angle qi. It has been established that the smallest exit angle of the fiber is provided by conical punches, the bases of which lie on the surface of a sphere, whose center is located on the axis of the punch, behind a portion of the working end (i.e., not below the transition line of the gauge to the working end) g g 1.42g (i.e. essentially, punches, the cone of which is inscribed in the scope of the proposed punches). From the point of view of an improved quality index, such punches almost equivalently allow replacing punches with a spherical face. FIG. 3 (crosses) show the results of the experiments with a pull on the toughness. Its value

ансонами, конический торец которых вписан в полусферу (г г.). Аналогичные эксперименты, показывающие эквивалентность, были проведены и сannons, the conical end of which is inscribed in the hemisphere (r). Similar experiments showing equivalence were also carried out with

составила: по базовому варианту 538 кДж/м , по предлагаемому - 654 кДж/м , т.е. на 22% выше.-Дл контрол было также проведено выдав- пуансонами, конус которых был вписан 5 ливание тем же вписанным пуансоном в в сферу радиуса г. 1,42г. матрице с радиусом полости 34 ммamounted to: according to the basic version, 538 kJ / m, according to the proposed version - 654 kJ / m, i.e. 22% higher. For control, it was also carried out by issuing punches, the cone of which was inscribed with the same inscribed punch in the sphere of a radius of 1.42g. matrix with a cavity radius of 34 mm

(т.е. R/r 1,7). У полученного издели ударна в зкость равн лась 719 кДж/м, т.е. была на 10% выше, 2Q чем при вьадавливании в диапазоне R/r 1,5.(i.e. R / r 1.7). In the resulting product, the impact strength was 719 kJ / m, i.e. was 10% higher, 2Q than with vadavlenii in the range of R / r 1.5.

Установлено, что угол ( имеет экстремум в зависимости от R/r, причем максимальное (наиболее опасное) его значение находитс в области, близкой к R/r 1,5. Таким образом, условие, исключающее опасную область, т.е. R/r 1,3 или R/r ь 1,7, дл всех форм торцов пуансонов усиливает положительный эффект. Альтернативность данного признака не вл етс недостатком, так как позвол ет в зависимости от требуемой толщины стенок издели выбрать оптимальное соотношение как дл тонкостенных (R/r 61,3) так и дл толстостенных (R/r i1,7) стаканов. При необходимости получени стакана с толщиной стенки , расположенной в опасной области (например, R/r 1,5), можно выдавить стакан в рекомендованной области с R/r э: 1,7, а затем известной выт жкой с утонением стенки или пр мым выдавливанием получить требуемую толщину стенки, не ухудша динамической прочности, так как данные операции лишь уменьшают полученный при обратном вьщавливании угол выхода волокна.It is established that the angle (has an extremum depending on R / r, and the maximum (most dangerous) its value is in the region close to R / r 1.5. Thus, the condition excluding the dangerous region, i.e. R / r 1,3 or R / r 1,7 1.7, for all forms of the ends of the punches enhances the positive effect. The alternative of this feature is not a disadvantage, since it allows depending on the desired wall thickness of the product to choose the optimal ratio for thin-walled (R / r 61.3) as well for thick-walled (R / r i1.7) glasses. A tank with a wall thickness located in a hazardous area (for example, R / r 1.5), you can squeeze out a glass in the recommended area with R / r e: 1.7, and then use the known extrusion with wall thinning or direct extrusion to obtain the required wall thickness, without compromising the dynamic strength, since these operations only reduce the angle of fiber yield obtained with reverse pressing.

Дл подтверждени эффeктивнoqти изобретени была проведена опытна штамповка изделий из стали Ст.З. Радиус калибрующего по ска пуансона составл л 20 мм. Вьщавливание осуществл лось в матрице, радиус рабочей полости которой был равен 30 мм (т.е. R/r 1,5). В соответствии с изобретением выдавливание осуществл лось коническим пуансоном, радиус меньшего основани которого был как и в базовом узле прин т равном 0,5г, т.е. 10 мм, но высота и угол конической поверхности выбраны из услови впиФормула изобретени To confirm the effectiveness of the invention, an experimental stamping of steel products of Art. The radius of the calibration punch was 20 mm. The pressing was carried out in a matrix, the radius of the working cavity of which was equal to 30 mm (i.e. R / r 1.5). In accordance with the invention, the extrusion was carried out with a conical punch, the radius of the smaller base of which was, as in the base unit, assumed to be 0.5 g, i.e. 10 mm, but the height and angle of the conical surface are chosen from the conditions of the invention.

25 1. Узел штампа дл выдавливани изделий типа стаканов, содержащий пуансон с калибрующим по ском, сопр женным с рабочим концевым участком, выполненным в виде части сферической25 1. Stamp assembly for extruding articles of the type of glasses, containing a punch with a calibrating mouth, coupled with a working end section, made as part of a spherical

30 поверхности, центр которой расположен на продольной оси пуансона и смещен в сторону нерабочей его части, а также матрицу с цилиндрической рабочей полостью и выталкиватель, о т- личающийс тем, что, с целью повышени качества получаемых изделий за счет увеличени их ударной в зкости, радиус сферической поверхности рабочего концевого участка выполнен в пределах30, the center of which is located on the longitudinal axis of the punch and is displaced toward its non-working part, as well as a matrix with a cylindrical working cavity and an ejector, in order to improve the quality of the products obtained by increasing their toughness, the radius of the spherical surface of the working end section is made within

3535

4040

4545

5050

г г S 1,42г,g g S 1.42g

где г - радиус калибрующего по ска, Гт - радиус сферической поверхности .where r is the radius of the gage calibrator, Gt is the radius of the spherical surface.

2. Узел по п. 1, отличающийс тем, что радиус рабочей полости матрицы и радиус калибрующего по ска пуансона св заны соотношением2. An assembly according to claim 1, characterized in that the radius of the working cavity of the matrix and the radius of the probe calibrating are related by the relation

- 1,3 или - г 1,7 г г - 1.3 or - g 1.7 g

5555

где R - радиус рабочей полости матрицы; г - радиус калибрующего по ска.where R is the radius of the working cavity of the matrix; r is the radius of the calibrating ska.

4949

санности конуса в полусферическую поверхность (т.е. г г), согласно чему высота конуса составила 17,3 мм а центральный угол конуса - 60° (вsanitation of the cone to a hemispherical surface (i.e., g), according to which the cone height was 17.3 mm and the central angle of the cone was 60 ° (in

базовом объекте - 150 ). После выдавливани вдоль оси стаканов посередине высоты их стенки вьфезались стандартные образцы Менаже, которые испытываФормула изобретени base object - 150). After extrusion along the axis of the glasses in the middle of the height of their wall, standardized samples of the Menage were produced, which were tested in the Formula

3535

4040

4545

5050

г г S 1,42г,g g S 1.42g

- 1,3 или - г 1,7 г г - 1.3 or - g 1.7 g

5555

Фиг.11

Фиг. 2FIG. 2

аbut

1Э1E

gg

еe

Редактор С.ЛисинаEditor S. Lisin

Составитель А.Быстров Техред Л.СердюковаCompiled by A. Bystrov Tehred L. Serdyukova

Заказ 5145/9 Тираж 582ПодписноеOrder 5145/9 Circulation 582Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

Корректор А.Т скоProofreader A.T. sko

Claims

Claim

25 1 · A stamp assembly for extruding products such as glasses, containing a punch with a calibrating girdle associated with a working end section made in the form of a spherical part

30 of the surface, the center of which is located on the longitudinal axis of the punch and is shifted towards the inactive part, as well as a matrix with a cylindrical working cavity and an ejector, characterized in that, in order to improve the quality of the products obtained by increasing their impact strength, the radius of the spherical surface the working end section is made within the range r <r _T t 1.42 g, where r is the radius of the calibrating belt, and r _t is the radius of the spherical surface.

2. Knot pop. 1, characterized in that the radius of the working cavity of the matrix and the radius of the calibrating punch belt are connected by the ratio

- ¢ 1.3 or - g - 1.7 g ’g’ where R is the radius of the working cavity of the matrix;

g is the radius of the calibrating girdle.

FIG. 1 FIG. 2