SU1669630A1 - Способ штамповки полых изделий с наружным фланцем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к получению полых деталей закрытой объемной штамповкой. Цель изобретени  - повышение качества изделий путем исключени  образовани  зажимов и других штамповочных дефектов. В первой стадии процесса осуществл ют прошивку (обратное выдавливание) полости в заготовке 1 и одновременно поперечное выдавливание, набира  металл во фланец. Под действием металла, затекающего во фланцевую полость штампа, а также за счет контактных сил трени  подвижна  матрица 4 перемещаетс  в направлении, противоположном движению пуансона 5, увеличива  размер H этой полости. После прошивки центральной полости в заготовке 1 и получени  в объеме металла предварительного фланца, на 20 - 40% превышающего объем фланца издели , заканчиваетс  перва  стади  процесса моментом встречи матрицы 4 с фланцем 6 пуансона 5, св занных направл ющими колонками 7. С этого момента начинаетс  втора  стади  процесса - формирование фланца издели  закрытой осадкой металла, наход щегос  во фланцевой полости штампа, и доштамповка других элементов издели . При этом подвижна  матрица 4 под действием фланца 6 пуансона перемещаетс  совместно с пуансоном 5 до получени  размера H_ф фланца издели  и размеров других его элементов. 2 ил.

Description

Фие1

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может использоватьс  при изготовлении фасонных полых деталей путем штамповки выдавливанием.

Цель изобретени  - повышение качества изделий за счет исключени  образовани  штамповочных дефектов, св занных с характером течени  металла при выдавливании .

На фиг, 1 показаны: А - момент начала штамповки, В - перва  стади  штамповки (обратное выдавливание полости в заготовке и предварительный набор металла во фланец); на фиг. 2 - А - момент окончани  первой стадии и начало второй стадии штамповки (формирование фланца закрытой осадкой и доштамповка элементов полости детали), В-момент завершени  второй стадии.

Способ осуществл ют следующим образом .

Перед началом штамповки заготовку 1 подают в штамп на торец контрпуансона 2, размещенного в неподвижной матрице 3, котора  при штамповке вместе с подвижной матрицей 4 образует полость штампа, включающую фланцевую полость С. Дл  интенсификации заполнени  фланцевой полости С в начальный период штамповки между внутренними торцовыми поверхност ми матриц 3 и 4 устанавливают зазор h0, который в частном случае может быть равен толщине фланца издели  (фиг. 1 А и фиг. 2 В).

В первой стадии процесса пуансоном 5 осуществл ют прошивку (обратное выдавливание ) полости в заготовке 1 и одновременно предварительное поперечное (радиальное) выдавливание металла во фланцевую полость С (фиг. 1 В). Под действием затекаемого в полость С металла, а также за счет контактных сил трени  подвижна  матрица 4 перемешиваетс  в направлении , противоположном движению пуансона 5, постепенно увеличива  размер h фланцевой полости С, что существенно снижает сопротивление деформации CTS при затекании металла в полость. Таким образом, толщина выдавливаемого фланца постепенно увеличиваетс . В результате деформирующее усилие заметно снижаетс .

После прошивки полости в заготовке 1 и набора в увеличенной до hK фланцевой полости С объема металла, на 20-40% превышающего объем фланца издели , заканчиваетс  перва  стади  процесса моментом встречи матрицы 4 с фланцем 6 пуансона 5, св занных направл ющими колонками 7 (фиг. 2, А).

С этого момента начинаетс  втора  стади  процесса - окончательное формирование фланца детали закрытой осадкой наход щегос  во фланцевой полости С металла с одновременным окончательным обратным выдавливанием центральной полости издели , При этом подвижна  матрица 4 под действием фланца 6 пуансона 5 перемещаетс  совместно с пуансоном 5 до.

0 получени  размера пф фланца и размеров других элементов издели  (фиг. 2 В).

По окончании процесса штамповки подвижна  матрица 4 вместе с фланцем 6 пуансона 5 возвращаетс  в исходное

5 положение посредством буртов направл ющих колонок 7,

Превышение на 20-40% объема металла при предварительном наборе постепенно утолщающегос  фланца над объемом

0 фланца издели  необходимо дл  создани  противодавлени  в основании фланцевой полости, обеспечивающего формирование фланца при различных формах и соотношени х размеров фланца и центральной части

5 детали.

В основу выбора граничных значений интервала 20-40% положены результаты исследовани  кинематики течени  металла при осадке в щелевых штампах и при ковке

0 на подкладных кольцах, соответствующей схеме течени  металла при окончательном формировании фланца по предлагаемому способу. Вы влено, что с уменьшением ширины фланцевой полости и увеличением ее

5 высоты, а также с уменьшением толщины стенки полой детали заполнение фланцевой полости улучшаетс , так как поверхность раздела течени  металла смещаетс  в сторону основани  фланцевой полости.

0Напротив, с увеличением ширины фланцевой полости и уменьшением ее высоты заполнение периферийной части фланцевой полости ухудшаетс , так как увеличиваетс  относительно смещение поверхности

5 раздела течени  металла к периферии.

На основании анализа геометрических параметров деталей типа штуцеров, примен емых в тракторном и сельскохоз йственном машиностроении, выбраны предельные

0 значени  соотношений размеров фланца и центральной части детали (Рф-Рп/Пф 0,8...1,7, где Пф - радиус фланца, Rn- радиус центральной части детали, Ьф - высота фланца детали.

5 Опытным путем вы влено, что при меньшем соотношении геометрических параметров детали (0,8) достаточно 20%-ное при большем (1,7) необходимо 40%-ное превышение набранного объема дл  полного формировани  фланца детали.

Окончательное формирование фланца путем осадки набранного металла с одновременным обратным выдавливанием центральной полости детали позвол ет создать попутные (параллельные) потоки течени  металла, что исключает образование дефектов в виде зажимов складок.

П р и м е р. Из заготовок диаметром 34 мм и длиной 26 мм стали марки 35 при 870-950°С в лабораторном штампе, установленном на кривошипном прессе К2446, усилием 1600 кН отштампована парти  штуцеров длиной 34 мм с шестигранным фланцем диаметром 58 мм, удаленным от ближайшего торца на 12 мм.

Конечную величину перемещени  подвижной матрицы 4 определ ли из соотношени  (фиг. 1 vi 2)

Г1м Пк-Л0.

Дл  расчета значени  hK использовали услови  заполнени  фланцевой полости

V3 Ј- VK (1) V3 (1,2...1,4)V4 (2)

где V3 - объем металла, затекающий во фланцевую полость;

Ј - коэффициент заполн емости фланцевой полости;

VK 5ф Ji« - конечный объем фланцевой полости.

5ф - величина площади поперечного сечени  фланцевой полости,

Ьф - объем фланца детали.

Из (1) и (2) получают

.2...1,4)г.ф/Ј; г1М(1,2...1,4)г1ф/Ј -h0 (3)

Согласно чертежу .мм, причем мм. Коэффициент заполн емости ,7 примем по аналогии заполнени  об- лойной канавки. Превышение объема металла , заполн ющего фланцевую полость, над объемом фланца детали прин то равным 30%, т. е. ,3 Уф.

Использу  выражение (3), получаем .3-9/0,,7 мм.

При расчетном значении хода hM подвижной матрицы и отношении

(Яф-М/пф 1,3

получали детали с полностью сформированными фланцами, дефектов не наблюдалось. Таким образом, формирование фланца путем поперечного выдавливани  металла в

увеличивающуюс  по размеру фланцевую полость до получени  объема, на 20-40% превышающего объем фланца издели  и последующее осаживание набранного во фланцевой полости металла с одновременным

обратным выдавливанием центральной полости детали позвол ет исключить образование штамповочных дефектов и, следовательно, повысить по сравнению с прототипом качество изделий благодар  изменению характера течени  металла при выдавливании.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ штамповки полых изделий с наружным фланцем, заключающийс  в том, что предварительно поперечным выдавливанием набирают металл во фланец с посто-  нным увеличением его толщины и

   одновременно деформируют центральную часть заготовки, а затем производ т окончательное формообразование фланца издели  в том же штампе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества изделий,

   предварительный набор металла во фланец осуществл ют до получени  объема фланца, на 20-40% превышающего объем фланца издели , а окончательное формообразование фланца осуществл ют закрытой осадкой с одновременным обратным выдавливанием центральной полости издели .

   Фие.г