SU1773239A3 - Cпocoб изгotobлehия издeлий co cлoжhoй пoлoctью - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть применено во всех областях народного хозяйства для выдавливания изделий с глубокой, изменяющейся по ширине и высоте, с симметричной и асимметричной полостью, властности полостей матриц вырубных штампов и пресс-форм.

Известен способ выдавливания с радиальным обжатием заготовки, в технологическое отверстие которой помещен центральный пуансон, при перемещении заготовки в коническом участке матрицы под действием кольцевого пуансона, при этом в заключительной стадии процесса деформирование осуществляется при оста-: новленном кольцевом пуансоне по схеме обратного выдавливания.

Известен способ выдавливания пуансоном в матрице вдавливанием пуансона в за-: готовку с ее перемещением по матрице и с дополнительным обжатием по периметру стенками конического участка матрицы: в заключительной стадии процессе реализуется схема обратного выдавливания.

Этот способ позволяет снизить усилие выдавливания s начальной стадии процесса только на 40-50%, что при выдавливании глубоких, полостей переменной по высоте заготовки геометрии недостаточно и при больших нагрузках, возрастающих в заключительной стадии выдавливания', приводит к изгибу пуансона, искривлению выдавливаемой полости и к поломкам пуансона.

Кроме того, этот способ не обеспечивает необходимого в таких случаях обжатия и подпора заготовки на ее отдельных участках в зонах ‘ концентрации паразитных растягивающих напряжений, вызывающих искажение выдавливаемой полости, утяжины материала, его разрывы, трещины, шелушение и другие дефекты формообразования.

Целью изобретения является повышение качества и точности обработки, стойкости инструмента, увеличения глубины выдавливаемой полости.

1773239 АЗ

Это достигается тем, что изготовление изделий со сложной полостью ведут по стадиям с изменением схемы деформирования: сначала под действием периферийного пуансона перемещают заготовку навстречу неподвижному центральному пуансону и производят его вдавливание на заданную глубину части выдавливаемой полости изделия с возможностью обжатия заготовки стенками матрицы и приемного отверстия в периферийного пуансона в зоне возникновения дефектов формообразования, а затем убирают опору центрального пуансона и под действием периферийного пуансона продолжают перемещать заготовку по матрице вместе с внедренным в нее центральным пуансоном, вдавливают заготовку, в коническое отверстие матрицы и обжимают по пёриМетру в зоне искажения выдавливаемой полости до полного ее оформления за счёт'предварительного выбора размеров, угла и расположения коничес^ёго участка матрицы относительно заготовки с возможностью выполнения обжатия заготовки по периметру на всю ее высоту. С целью выбора оптимальных условий деформирования используют заготовку с технологическим отверстием,

На фиг.1 показано положение инструмента и заготовки перед внедрением неподвижного центрального пуансона, опертого на убирающуюся опору, и при его внедрении; би - высота зоны искажения выдавливаемой полости (стрелкой показано перемещение периферийного пуансона); на -фиг.2 - то же, в процессе вдавливания заготовки вместе с внедренным в нее центральным пуансоном, освобожденным от продольной нагрузки и от опоры, в коническое отверстие матрицы и обжатия заготовки в зоне искажения выдавливаемой пЪИостй; стрелками показано перемещение периферийного пуансона.

Выдавливаемая полость формируется центральным пуансоном 1 в заготовке 2 воздействием периферийного пуансона 3, перемещающему заготовку 2 по матрице 4 с возможностью использования толкателя 5.

Размеры и расположение зоны возникновения дефектов формообразования при выдавливании определяются экспериментально или из расчетов по размерам и расположению зоны концентрации паразитных растягивающих напряжений и деформаций, вызывающих разрывы в материале и искажение выдавливаемой полости,

Опыты проводятся над образцами заготовок, собранных из двух половин, в плоскости меридионального сечения которых нанесена координатная сетка . По искаже нию координатной сетки и по разрывам в материале образцов устанавливается зона возникновения дефектов формообразования. Из расчетов или экспериментально на пробных образцах устанавливают также размеры, угол и расположение конического участка матрицы, обеспечивающего оптимальные условия формообразования.

При выдавливании глубоких с резкими перепадами сечения и асимметричных полостей с целью уменьшения увода центрального пуансона 1 длина его вспомогательного заходного участка увеличивается до (0,5-4)d_B, где d_B - диаметр заходного вспомогательного участка пуансона 1. Эта длина не должна превышать расстояния между полосами разрывов материала заготовки, образующихся у малопластичных труднодеформируемых инструментальных сталей типа Р6М5, Р18, Х12М в виде лесенки, а у пластичных материалов в виде елочки.·

В случае возникновения таких разрывов материала технологическое отверстие заготовки 2 должно выполняться меньше диаметра заходного вспомогательного участка центрального пуансона 1 настолько, чтобы в течение всего процесса выдавливания обеспечивалось перекрытие технологйчёского отверстия заготовки 2 торцом вспомогательного участка центрального пуансона 1, выполненным в виде цилиндра с'диаметром dB или другой формы, например, усеченного конуса 2 а = 1-5°, длиной не менее 0,5 мм, ступенчато переходящим в тело рабочей части центрального пуансона 1.,

Изготовление изделий со сложной полостью, имеющей плавные переходы от одного сечения к другому, проводится в заготовке с технологическим отверстием 2, которое служит направлением для центрального· пуансона 1, начиная с его заходной вспомогательной части,

При вдавливании центрального пуансона 1 наибольшее искажение формы полости и утяжка материала наблюдается на приторцевом деформируемом центральным пуансоном 1 участке заготовки 2,но может иметь место и по всей высоте выдавливаемой полости, полностью устранить которые за счет увеличения степени обжатия заготовки 2 по периметру не удается и приводит к увеличению нагрузки на центральный пуансон 1, к его искривлению и при перегрузках - к поломкам, а также к искажению выдавливаемой полости.

Поэтому начальную стадию деформирования проводят при минимальной степени обжатия заготовки. Для большинства случаев достаточным является обжатие заготовки

5.

по периметру в пределах упругих деформаций в зоне возникновения разрывов и трещин в материале.' '

С целью снижения продольных нагрузок на центральный пуансон 1 вдавливание ведут на глубину только той части полости, формообразование которой невозможно осуществить с требуемой точностью в заключительной Стадии изготовления, что определяется . расчетом или экспериментально. При этом вытесняемый материал направляется в приемное отверстие, выполненное в периферийном пуансо- . не 3, благодаря чему обеспечивается и снижение усилия выдавливания, и обжатие концевой части центрального пуансона 1 материалом заготовки 2.

Заключительную стадию деформирования проводят при разгруженном от продольных нагрузок центральном пуансоне 1. Для этого отводят ползун пресса в верхнее положение и убирают опору, на которую опирался центральный пуансон. При использовании известных клиновых йли других устройств опору Центрального' пуансона возможно убирать без отвода ползунё пресса в верхнее положение. Затем воздействием ползуна' пресса на периферийный пуансон 3 производят дальнейшее, перёме- щёниё заготовки 2 вместе с внедрённым в нее центральным пуансоном, вдавливают ?/ ' ее в коническое отверстие матрицы 4 и обжимают в зоне искажения выдавливаемой .

* полости, которая образовалась в начальной стадии при вдавливании центрального пуансона, с окончательным оформлением боковой и торцевых (нижней и верхней) .. поверхностей выдавливаемого' изделия.

В ряде случаев целесообразно вести . i процесс выдавливания с обжатие!м заготОв··.-·,ки 2 вместе с внедренным в неё цёнтраль¹ .' ным пуансоном, освобожденным от опоры, на всю ее высоту. Для этого возможно использовать толкатель 5, действующий на за. готовку 2 через отверстие В периферийном пуансоне 3.

/ Таким образом, благодаря разделению процесса выдавливания изделий со сложной полостью на стадии, при котором первая проводится при минимально возможной глубине вдавливания централь·’ ного пуансона 1 (при плавных переходах полости достаточно в пределах 1,5-5 мм), с минимально возможной степенью обжатия заготовки по периметру (в большинстве слу- 55 чаев достаточно в пределах упругих деформаций) и при свободном истечении вытесняемого в приемное отверстие мате- ; риала, а вторая стадия - при разгруженном . от продольных нагрузок центральном пуан10 соне 1 и с обжатием в зоне искажения выдавливаемой полости, обеспечиваются условия получения изделий высокого . каче&тёё, ПовыЩённой точности, увеличен- '...' ной глубины выдавливаемой полости.

Примеры.

1. Выдавливание многопереходной полости /включающей переходы от прямо- ' угольного сечения к плоскому коническому | многостороннему, к цилиндрическому и к круглому коническому.

Рабочие размеры, Мм: заготовка диаметром 40h6*40, материал заготовки - медь МБ.

Матрица/40Н7л120, далее конус с β- 6-7° на длине 20 и до/35 и Далее обратный конус до/ 50. ../.:.

' Центральный пуансОн - вспомогательная заходная часть/ЗхЗ, далее переход по конусу 2 у =' 90° на длине 2 мм к прямоугольнику 3,45-о,01*7,25-0,015*4 на трех сторонах и 7 мм на широкой стороне прямоугольника, ДаЯёё переход к цилиндру^ 8.05 о.о/ 2 по наклонным плоскостям по ' узким сторонам 0 = О°5О*и по широким сторонам с одной пОд углом φ = 4°50', а с другой ώ= 5°15‘, далее ступенчатый переход к φ 11,05-о.О1.

Периферийный пуансон/ 40-о.ог, далее в центре его приемное отверстие 13X18, которое при установке должно совпадать с осями симметрии центрального' пуансона.

: Выдавливание осуществлялось следующими технологическими приемами.

Вдавливание центрального пуансона '

Вдавливание центрального пуансона ₍<· на глубину 32 мм проводилось ходом заготовки) Затем отводили ползун пресса в верхнее положение. Из штампа вынимали подкладное Кольцо (опору, на которую опи40 рается центральный пуансон) и затем под заготовку в коническое отверстие матрицы до получения требуемых размеров. \ действием ползуна пресса перемещали периферийный пуансон, который вдавливал до получения требуемых размеров.

? Размеры выдавленной полости, мм:

7,2-fQoeх7-о,2х 10-0,45, далее переход по наклонным плоскостям к/8^х5, далее конус на длине 15 мм. Общая высота штамповки 75 мм. ' ^Л ? Проводились испытания выдавливания ; этой сложной многопереходной полости в заготовке с технологическим отверстием диаметром от 2 до 5 мм, При диаметре тех- ^; нологического Отверстия 2 - размеры выдавленной полости соответствуют выше приведенным, разрывов материала не наблюдалось. При диаметрах технологическое го отверстия 3, 4, 5 - на поверхности ° 1773239 выдавливаемой полости появились разрывы. .

По сравнению с процессом обратного выдавливания предложенный способ позволяет в 3-4 раза снизить нагрузки на инструмент, в 8-10 раз повысить стойкость инструмента, в 2-3 раза увеличить глубину • выдавливаемой полости изделия и на отдельных участках Изделий, искажённых Деформацией, повысить точность обработки более, чём на порядок, получить шерохова. тость поверхности выдавленного канала, которую обычно Получают полировкой или доводкой. ' _:-<--717 7; ¹

Предложенный способ расширяет область использования холодного выдавливания на изделия с глубокой полостью переменной геометрии из пластичных и ма-| лопластичных'МатёриаДоЬ, включая инструментальные (P6M5, Р18, Х12М и др.).

В ряде случаев способ является единственно возможным способом изготовления ' изделий Со сложной полостью, к которым предъявляются требования низкой шероховатости, повышёнйой точности й физйкомеханичёских и специальныхсвойств (твёрдость, проводимость элёктромагнит7 НыХ Свойств, износостойкость и др.), что От'; крЫвает возможность изготовления Ьтвётствёйных изделий) выполненных с .?.* прёцйёйонйёй точностью и обладающих ноДЫМИ функциональными возможностями.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ изготовления изделий со сложной полостью путем размещения заготовки в матрице, обжатия заготовки стенками периферийного пуансона при его перемещении навстречу центральному пуансону и вдавливания последнего в заготовку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и точности обработки, стойкости инструмента, сначала под действием периферийного пуансона заготовку перемещают по матрице в осевом направлении и производят вдавливание неподвижного центрального пуансона на заданную глубину части выдавливаемой полости изделия с обжатием заготовки стенками матрицы и приёмного отверстия периферийного пуансона в зоне возникновения дефектов формообразования, а затем под действием периферийного пуансона продолжают перемещать заготовку по матрице вместе с внедренным в нее центральным пуансоном, вдавливают заготовку в коническое отверстие матрицы и обжимают ее по периметру в зоне искажения выдавливаемой полости до получения требуемой формы изделия обжатием заготовки по периметру по меньшей мере на части её ВЫСОТЫ. . ' ;<1..· ; 7
2. 2. Способ по п.1, Отличающийся тем, что используют заготовку с технологическим отверстием.

   ‘Я'Л/ A-г.?