SU874255A1

SU874255A1 - Method of shaping hollow articles with flange

Info

Publication number: SU874255A1
Application number: SU792763760A
Authority: SU
Inventors: Константин Николаевич Богоявленский; Играмотдин Серажутдинович Алиев
Original assignee: Краматорский Индустриальный Институт; Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1981-10-23

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИИ С ФЛАНЦЕМ(54) METHOD FOR OBTAINING A FLUID PRODUCT WITH FLANGE

tt

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к способам получени полых трубчатых изделий с фланцем .The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods for producing hollow tubular products with a flange.

Известен способ получени полых изделий с фланцем из трубчатых заготовок, при , котором осуществл ют пластическое деформирование в полости, образованной матрицей и оправкой, путем поперечного (радиального ) выдавливани , воздейству пуансоном на торец заготовки, охватывающей оправку 1.A known method for producing hollow articles with a flange of tubular blanks, in which plastic deformation is carried out in a cavity formed by a matrix and a mandrel, by transverse (radial) extrusion, a punch is applied to the end of the blank encompassing the mandrel 1.

Недостатком этого способа вл етс искажение формы (грибовидность) образуемых фланцев, ухудшающее качество штампуемых изделий.The disadvantage of this method is the shape distortion (mushroom appearance) of the flanges formed, which deteriorates the quality of the parts being stamped.

Известен способ получени полых изделий с фланцем, включающий формирование фланца поперечным выдавливанием из трубчатой заготовки в полость матрицы и калибровку фланца путем закрытой осадки его в той же матрице 2.A known method of producing hollow articles with a flange, comprising forming the flange by transverse extrusion from the tubular billet into the cavity of the matrix and calibrating the flange by means of closed precipitate it in the same matrix 2.

Однако качество изделий, получаемых этим способом недос1;аточно высокое, поскольку в трубчатой части издели металл заготовки практически остаетс недеформированным , неупрочненным, с пониженным качеством поверхности.However, the quality of the products obtained by this method is insufficiently high, since in the tubular part of the product the metal of the preform practically remains undeformed, not strengthened, with a reduced surface quality.

Целью изобретени вл етс повыщение качества изделий.The aim of the invention is to increase the quality of products.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе получени полых изделий с фланцем , включающем формирование фланца поперечным выдавливанием из трубчатой заготовки в полость матрицы и калибровку фланца путем закрытой осадки его в той же матрице , одновременно с калибровкой фланцаThe goal is achieved by the fact that in the method of obtaining hollow articles with a flange, including forming a flange by transverse extrusion from a tubular billet into the cavity of the matrix and calibrating the flange by means of its closed precipitation in the same matrix, simultaneously with the calibration of the flange

10 производ т прот жку заготовки, перемеща ее совместно с матрицей в продольном направлении , причем калибровку фланца и прот жку заготовки осуществл ют по окончании поперечного выдавливани . Прот жка в услови х отсутстви выдавливани поз5 вол ет качественно деформировать трубчатую часть заготовки, а осадкой фланца устран ют грибовидность его формы.10, the workpiece is drawn through, moving it together with the die in the longitudinal direction, and the flange is calibrated and the workpiece is drawn out at the end of the transverse extrusion. Pulling under the conditions of absence of extrusion makes it possible to qualitatively deform the tubular part of the workpiece, and the mushroom shape of its shape is eliminated by the draft of the flange.

На фиг. 1 изображено устройство дл осуществлени .способа в начальной стадии 20 процесса, разрез; на фиг. 2 - то же, в промежуточной и заключительной стади х процесса , разрез; на фиг. 3 - устройство, общий вид.FIG. 1 shows a device for carrying out the method in the initial stage of the process 20, a section; in fig. 2 - the same, in the intermediate and final stages of the process, the section; in fig. 3 - device, general view.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

Заготовку 1 устанавливают в неподвижную матрицу 2 с приемной полостью 3 на оправку 4 до соприкосновени с полуматрицей 5 и воздействуип- деформирующим пуансоном 6. Начинаетс деформирование заготовки 1. На первой стадии выполн ют поперечное (радиальное) выдавливание металла в круговую поперечную полость 3 и формообразование фланца. При этом нижн часть полости заполн етс быстрее и фланец имеет утонение к периферии, т.е. грибовидную форму . После перемещени требуемого объема металла в полость 3 поперечное выдавлива-. ние прекращают, т.е. снимают нагрузку со стороны пуансона 6 на верхний торец заготовки . Затем начинают вторую стадию процесса ,на которой осуществл ют закрытую осадку выдавленного фланца и одновременно производ т прот жку заготовки по ее внутренней поверхности с утонением стенки за счет перемещени матрицы 2 (в направлении движени пуансона 6 на первой стадии) относительно ступенчатой оправки 4. Осадка происходит при сближении матрицы 2 и полуматрицы 5, т.е. при уменьщении высоты круговой полости 3. Следует отметить, что полость, в которой происходит формоизменение всей заготовки, образована матрицей 2 и оправкой 4 совместно с полуматрицей 5.The workpiece 1 is installed in a fixed matrix 2 with a receiving cavity 3 on the mandrel 4 before contact with the half matrix 5 and acting with a deforming punch 6. The deformation of the workpiece 1 begins. In the first stage, transverse (radial) extrusion of the metal into the circular transverse cavity 3 begins and the flange is formed . In this case, the lower part of the cavity fills up faster and the flange has a thinning towards the periphery, i.e. mushroom shape. After moving the required volume of metal into the cavity 3, the transverse extrusion is -. the cessation is stopped, i.e. relieve the load from the side of the punch 6 on the upper end of the workpiece. Then the second stage of the process begins, in which a closed slump of the extruded flange is carried out and at the same time the workpiece is pulled over its inner surface with wall thinning due to movement of the matrix 2 (in the direction of the punch 6 in the first stage) relative to the stepped mandrel 4. Sediment with the approach of the matrix 2 and the half-matrix 5, i.e. while reducing the height of the circular cavity 3. It should be noted that the cavity in which the whole workpiece is formed is formed by the matrix 2 and the mandrel 4 together with the half-matrix 5.

Прот жка начинаетс в тот момент, когда полуматрица 5 пройдет уступ оправки 4а и завершаетс после обработки заготовки по всей высоте. Так как пуансон на второй стадии не оказывает воздействи на верхний торец заготовки, то прот жка уступом оправки 4а завершаетс без образовани кольцевого заусенца по торцу.The stretching begins at the moment when the half-matrix 5 passes the step of the mandrel 4a and is completed after processing the workpiece along its entire height. Since the punch in the second stage does not affect the upper end of the workpiece, the step of the shoulder of the mandrel 4a is completed without the formation of a ring burr along the end.

По окончании процесса пуансон 6 и матрица 2 возвращаютс в исходное положение и изделие удал етс из матрицы дополнительным перемещением пуансона ( с помощью выталкивателей пресса).At the end of the process, the punch 6 and the die 2 are returned to their original position and the product is removed from the die by an additional movement of the punch (using the press ejectors).

При осуществлении прот жки заготовки относительное движение матрицы, т.е. воздействие уступа оправки 4а на заготовку может быть произведено и движением оправки от отдельного привода.When the blank is drawn, the relative motion of the matrix, i.e. the impact of the shoulder of the mandrel 4a on the workpiece can also be produced by moving the mandrel from a separate drive.

Размеры уступа оправки выбираютс такими , чтобы можно было обеспечить наиболее благопри тный процесс прот жки и создать максимальную деформацию без отрыва ланца, что легко рассчитываетс по существующим методикам дл прот жки и волочени полых изделий. Оптимальна степень деформации при прот жке, т.е. степень утонени стенки находитс в пределах . Степень деформации осадки фланца по толщине выбирают в пределах 10-38%.The dimensions of the mandrel shoulder are chosen in such a way as to ensure the most favorable stretching process and create maximum deformation without tearing the lance, which can be easily calculated using existing methods for drawing and drawing hollow articles. The optimum degree of deformation during drawing, i.e. wall thinning is within. The degree of deformation of the precipitated flange thickness is chosen in the range of 10-38%.

При деформировании хрупких малопластичных материалов пуансоном 6 может быть приложено усилие противодавлени к торцу заготовки.When deforming brittle low-ductile materials by the punch 6, a counter-pressure force can be applied to the end face of the workpiece.

Устройство дл осуществлени предлагаемого способа (фиг. 3) содержит подвижную плиту 7, к которой прикреплен контейнер 8 с установленными в нем полуматрицей 5 и матрицей 2 с кольцевой полостью 3.A device for carrying out the proposed method (FIG. 3) comprises a movable plate 7, to which is attached a container 8 with semi-matrix 5 installed in it and a matrix 2 with an annular cavity 3.

Внутри контейнера 8 на плите 7 установлена неподвижна ступенчата оправка 4 с уступом 4cU расположенным в начальной стадии процесса на уровне верхнего торца полуматрицы 5. Последн опираетс наInside the container 8 on the plate 7, a fixed step mandrel 4 is installed with a step 4cU located at the initial stage of the process at the level of the upper end of the half-matrix 5. The latter rests on

(j узел подпора, выполненный в виде силовых гидравлических цилиндров 9, размещенных под плитой 7. В верхней подвижной части устройства расположена плита 10, к которой прикреплен пуансонодержатель 11 с пуансоном 6, опирающимс на силовой гидравлический цилиндр (полость) 12 с регулируемым давлением. В гидравлической системе цилиндра 12 расположены золотник с электронным управлением 13 и два параллельно установленных клапана 14 и 15, настроенных на различные рабочие давлени . К плите 10 может быть присоединена также и матрица 2, котора при необходимости может быть подпружинена с помощью пружин (или буфера) 16. Дл запирани матрицы 2 на стадии выдавливани устанавливают также ползущки 17, взаимодействующие с копь ми 18, прикрепленными к плите 10. Дл регулировани усили подпора, приложенного к полуматрице 5 со стороны цилиндров 9 в их гидросистеме предусмотрен предохранительный клапан 19 с регулируемым давлением срабатывани .(j backwater assembly made in the form of power hydraulic cylinders 9 placed under the plate 7. In the upper movable part of the device there is a plate 10, to which is attached a punch holder 11 with a punch 6 supported on a power hydraulic cylinder (cavity) 12 with adjustable pressure. The hydraulic system of the cylinder 12 is equipped with an electronically controlled spool 13 and two parallel-installed valves 14 and 15, which are set to different working pressures.A matrix 2 can also be attached to the plate 10. The bridges can be spring-loaded using springs (or a buffer) 16. To lock the matrix 2 at the extrusion stage, sliders 17 are also installed, which cooperate with lances 18 attached to plate 10. To regulate the force of the sub-pressure applied to the half-matrix 5 on the side of cylinders 9 Their hydraulic system has a safety valve 19 with adjustable response pressure.

Устройство работает следующим образом. После установки заготовки на оправку 4 или в матрицу 2 плита 10 с пуансоном 6 перемещаетс вниз и начинаетс деформирование заготовки 1, т.е. выдавливание металла в полость 3. На первой стадии процесса давление в цилиндре 12 достаточно дл создани деформирующего усили P|, прикладываемого пуансоном 6 к торцу заготовки 1, а давление в цилиндрах 9-дл создани усили подпора PZ и обеспечени неподвижности полуматрицы 5.The device works as follows. After installing the workpiece on the mandrel 4 or in the matrix 2, the plate 10 with the punch 6 moves down and the deformation of the workpiece 1 begins, i.e. squeezing the metal into the cavity 3. In the first stage of the process, the pressure in the cylinder 12 is sufficient to create a deforming force P | applied by the punch 6 to the end face of the workpiece 1, and the pressure in the cylinders 9 is to create a force supporting PZ and ensure the immobility of the half matrix 5.

Дл подключени раскрыти полости 3 под действием усили распора используют буфер 16 или ползушки 17. После завершени первой стадии выдавливани пуансонодержатель 11 входит во взаимодействие с матрицей 2 и начинает перемещать ее вниз. В этот момент срабатывает золотник 13 (например , от сигнала датчика 20, укрепленного 0 на торце пуансонодержател ), и давление в гидродилиндре 12 резко падает благодар включению в работу клапана 15 с меньшим давлением, срабатывани или сливу жидкости . Пуансон 6 не оказывает достаточного (либо никакого) давлени на торец заготовки , и выдавливание металла прекращаетс .To connect the opening of the cavity 3 under the action of the thrust force, buffer 16 or the sliders 17 are used. After the first extrusion stage is completed, the punch holder 11 interacts with the die 2 and begins to move it down. At this point, the spool 13 is actuated (for example, from a signal from the sensor 20 fixed 0 at the end of the punch holder), and the pressure in the hydrodilator 12 drops off due to the activation of the valve 15 with less pressure, actuation or draining the liquid. The punch 6 does not exert sufficient (or no) pressure on the end of the workpiece, and the extrusion of the metal ceases.

При опускании матрицы 2 и полуфабриката вниз последний проходит уступ 4а на оп равке, в результате чего происходит прот жка заготовки по внутренней поверхности. Так как к полуматрице 5 приложено усилие PI, а матрица перемещаетс вниз, то происходит осадка выдавленного фланцй;; ;е. уменьшение высоты полости 3. ПолйШЬю осадка может быть завершена в заключительной стадии процесса после выполнени прот жки и нахождени полуматрицы на уступ 86 контейнера 8.When the matrix 2 and the semifinished product are lowered down, the latter passes a step 4a on the board, as a result of which the blank is drawn along the inner surface. Since force PI is applied to the half-matrix 5, and the matrix is moved downwards, the extruded flange is deposited ;; ; e. decreasing the height of cavity 3. A sludge deposit can be completed in the final stage of the process after stretching and placing the half matrix on the ledge 86 of container 8.

После подъема плиты 10 вверх дополнительным перемешением пуансона б вниз (за счет подачи жидкости в полость 12) готовое изделие удал етс из матрицы. При транспортировке матрицы с позиции на позицию, например, револьверным диском, удаление может быть легко осуществлено на позиции разгрузки.After the plate 10 is lifted upward by additional mixing of the punch b downwards (due to the supply of fluid to the cavity 12), the finished product is removed from the die. When transporting the die from position to position, for example, with a revolving disk, removal can be easily carried out at the unloading position.

Предлагаемым способом могут быть получены издели с фланцем, расположенным в средней части издели , дл чего достаточно в полуматрице 5 выполнить полость под исходную заготовку.The proposed method can be obtained products with a flange located in the middle part of the product, for which it is sufficient in the semi-matrix 5 to perform the cavity under the original workpiece.

Таким образом, на первой стадии процесса осуществл етс поперечное (радиальное) выдавливание, а на второй стадии выполн ют осадку выдавденного фланца и прот жку заготовки перемещением марицы относительно оправки. Это способствует улучщению качества изделий, устранению искажений фланца и упрочнению металла в трубчатой части издели . Значительно снижаетс шероховатость поверхности издели .Thus, in the first stage of the process, transverse (radial) extrusion is carried out, and in the second stage, the squeezed out flange is drawn up and the workpiece is drawn by moving the marits relative to the mandrel. This contributes to the improvement of product quality, elimination of flange distortion and hardening of the metal in the tubular part of the product. The surface roughness of the product is significantly reduced.

Пример. Цилиндрическую втулку из алюминиевого сплава АМГ-2 наружным диаметром 45мм, внутренним диаметром 30,0мм, высотой 52 мм с фланцем, имеющим диаметр 65,0 мм и толщину 5 мм изготавливают следующим образом.Example. A cylindrical sleeve of aluminum alloy AMG-2 with an outer diameter of 45mm, an inner diameter of 30.0mm, a height of 52 mm with a flange having a diameter of 65.0 mm and a thickness of 5 mm is made as follows.

Предварительно смазанную (животным жиром) трубчатую заготовку диаметром 28,2 и 44,8мм и высотой 56,8мм укладывают в матрицу на оправку с уступом и осуществл ют деформирование; на первой стадии осуществл ют выдавливание- фланца толщиной 7 мм, ход пуансона 9 мм, на второй стадии перемещением матрицы выполн ют , осадку фланца и прот жку заготовки (со степенью утонени стенки 9,6%).A prelubricated (with animal fat) tubular billet with a diameter of 28.2 and 44.8 mm and a height of 56.8 mm is placed in a matrix on a bench with a ledge and deformed; in the first stage, the extrusion is made of a flange of 7 mm thick, the punch stroke is 9 mm; in the second stage, the matrix is moved, the flange is drained and the workpiece is drawn (with a wall thinning rate of 9.6%).

Усилие выдавливани на первой стадии процесса составл ет 52000 кГс. Усилие деформировани (пиковое значение) на второй стадии составл ет 58000 кГс.The extrusion force in the first stage of the process is 52,000 kG. The deformation force (peak value) in the second stage is 58,000 kG.

Полученные издели имеют хорощое качество поверхности (шероховатость в пределах 7-8 класса), торцы фланца приобретают плоскопараллельную форму. Вследствие упрочнени трубчатой части издели неравномерность деформации поверхностных слоев заметно снижаетс .The resulting products have a good surface quality (roughness within 7-8 classes), the flange ends become plane-parallel in shape. Due to the hardening of the tubular part of the product, the non-uniformity of deformation of the surface layers is markedly reduced.

Claims

1. Reference book “Cold stamping. Ed. G.A. Navrotsky. M., “K Machine Engineering, 1973, p. 91, tab. 1, pp 13 and 14.

2. Review of NIIMASH “Designing dies for cold volumetric stamping. M., 1976, p. 7

fO

Fi & .3

/ 3

Yo