Способ штамповки полых изделий с наружным фланцем

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к получению полых деталей закрытой объемной штамповкой. Цель изобретения - повышение качества изделий путем исключения образования зажимов и других штамповочных дефектов. В первой стадии процесса осуществляют прошивку (обратное выдавливание) полости в заготовке 1 и одновременно поперечное выдавливание, набирая металл во фланец. Под действием металла, затекающего во фланцевую полость штампа, а также за счет контактных сил трения подвижная матрица 4 перемещается в направлении, противоположном движению пуансона 5, увеличивая размер H этой полости. После прошивки центральной полости в заготовке 1 и получения в объеме металла предварительного фланца, на 20 - 40% превышающего объем фланца изделия, заканчивается первая стадия процесса моментом встречи матрицы 4 с фланцем 6 пуансона 5, связанных направляющими колонками 7. С этого момента начинается вторая стадия процесса - формирование фланца изделия закрытой осадкой металла, находящегося во фланцевой полости штампа, и доштамповка других элементов изделия. При этом подвижная матрица 4 под действием фланца 6 пуансона перемещается совместно с пуансоном 5 до получения размера H<SB POS="POST">ф</SB> фланца изделия и размеров других его элементов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S1)5 В 21 К 21/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

5

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4621501/27 (22) 15.09.88 (46) 15.08.91. Бюл. М 30 (71) Алтайский политехнический институт им. И. И. Полэунова (72) M. И. Поксеваткин, С. В. Карпов, А, Г. Моэгунов и Д. М. Поксеваткин (53) 621.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 986575, кл. В 21 К 21/08, 06,07.81. (54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С НАРУЖНЫМ ФЛАНЦЕМ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частносги к получению полых деталей закрытой объемной штамповкой. Цель изобретения — повышение качества иэделий путем исключения образования зажимов и другик штамповочных дефектов. В первой стадии процесса осуществляют прошивку (обратное выдавливание) полости в заготовке 1 и одновременно поперечное выдавливание, набирая

„„. Ы „„1669630 À1 металл во фланец. Под действием металла, затекающего во фланцевую полость штампа. а также за счет контактных сил трения подвижная матрица 4 перемещается в направлении, противоположном движению пуансона 5, увеличивая размер h этой полости. После прошивки центральной полости в заготовке 1 и получения в объеме металла предварительного фланца, на 20 — 407, превышающего объем фланца изделия, заканчивается первая стадия процесса моментом встречи матрицы 4 с фланцем 6 пуансона 5, связанных направляющими колонками . С этого момента начинается втора; стадия процесса — формирование фланца изделия закрытой осадкой металла, находящегося во фланцевой полости штампа, и доштамповка других элементов изделия. При этом подвижная матрица 4 пол действием фланца 6 пуансона перемещается совмест Я но с пуансоном 5 до получения размера h фланца изделия и размеров других его .л ментов. 2 ил.

1669630

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при изготовлении фасонных полых деталей путем штамповки выдавливанием, Цель изобретения — повышение качества изделий за счет исключения образования штамповочных дефектов, связанных с характером течения металла при выдавливании.

На фиг, 1 показаны: А — момент начала штамповки,  — первая стадия штамповки (обратное выдавливание полости в заготовке и предварительный набор металла во фланец); на фиг. 2 — А — момент окончания первой стадии и начало второй стадии штамповки (формирование фланца закрытой осадкой и доштамповка элементов полости детали),  — момент завершения второй стадии.

Способ осуществляют следующим образом, Перед началом штамповки заготовку 1 подают в штамп на торец контрпуансона 2, размещенного в неподвижной матрице 3, которая при штамповке вместе с подвижной матрицей 4 образует полость штампа, вклюЧающую фланцевую полость С. Для интенсификации заполнения фланцевой полости

С в начальный период штамповки между внутренними торцовыми поверхностями матриц 3 и 4 устанавливаю1 зазор hp, который в частном случае может быть равен толщине фланца Ьф изделия (фиг, 1 А и фиг, 2 В), В первой стадии процесса пуансоном 5 осуществляют 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 трения подвижная матрица 4 перемешивается в направлении, противоположном движению пуансона 5, постепенно увеличивая размер

h фланцевой полости С, что существенно снижает сопротивление деформации (7s при затекании металла в полость, Таким образом, толщина выдавливаемого фланца постепенно увеличивается. В результате деформирующее усилие заметно снижается.

После прошивки полости в заготовке 1 и набора в увеличенной до Л фланцевой полости С объема металла, на 20-40 превышающего объем фланца изделия, заканчивается первая стадия процесса моментом встречи матрицы 4 с фланцем 6 пуансона 5, связанных направляющими колонками 7 (фиг. 2, А).

С этого момента начинается вторая стадия процесса — окончательное формирование фланца детали закрытой осадкой находящегося во фланцевой полости С металла с одновременным окончательным обратным выдавливанием центральной полости изделия, При этом подвижная матрица 4 под действием фланца 6 пуансона 5 перемещается совместно с пуансоном 5 до получения размера Ьф фланца и размеров других элементов изделия (фиг, 2 В).

По окончании процесса штамповки подвижная матрица 4 вместе с фланцем 6 пуансона 5 возвращается в исходное положение посредством буртов направляющих колонок 7, Превышение на 20 — 40 объема металла при предварительном наборе постепенно утолщающегося фланца над объемом фланца изделия необходимо для создания противодавления в основании фланцевой полости, обеспечивающего формирование фланца при различных формах и соотношениях размеров фланца и центральной части детали.

В основу выбора граничных значений интервала 20 — 40 положены результаты исследования кинематики течения металла при осадке в щелевых штампах и при ковке на подкладных кольцах, соответствующей схеме течения металла при окончательном формировании фланца по предлагаемому способу. Выявлено, что с уменьшением ширины фланцевой полости и увеличением ее высоты, а также с уменьшением толщины стенки полой детали заполнение фланцевой полости улучшается, так как поверхность раздела течения металла смещается в сторону основания фланцевой полости.

Напротив, с увеличением ширины фланцевой полости и уменьшением ее высоты заполнение периферийной части фланцевой полости ухудшается, так как увеличивается относительно смещение поверхности раздела течения металла к периферии, На основании анализа геометрических параметров деталей типа штуцеров, применяемых в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, выбраны предельные значения соотношений размеров фланца и центральной части детали (Рф — К„/Ьф =

= 0,8...1,7, где йф — радиус фланца, Rp— радиус центральной части детали, Ьф — высота фланца детали, Опытным путем выявлено, что при меньшем соотношении геометрических параметров детали (0,8) достаточно 20o ное при большем (1,7) необходимо 40 4-ное превышение набранного объема для полного формирования фланца детали, 1669630

Окончательное формирование фланца путем осадки набранного металла с одновременным обратным выдавливанием центральной полости детали позволяет создать попутные (параллельные) потоки течения 5 металла, что исключает образование дефектов в виде зажимов складок.

Пример. Из заготовок диаметром 34 мм и длиной 26 мм стали марки 35 при

870 — 950 С в лабораторном штампе, уста- 10 новленном на кривошипном прессе К2446, усилием 1600 кН отштампована партия штуцеров длиной 34 мм с шестигранным фланцем диаметром 58 мм, удаленным от ближайшего торца на 12 мм. 15

Конечную величину перемещения подвижной матрицы 4 определяли из соотношения (фиг. 1 и 2)

he=ha hp

Для расчета значения h< использовали 20 условия заполнения фланцевой полости

Чз = V (1)

Чз = (1 2" 1,4)Чф (2) где V> — объем металла, затекающий во фланцевую полость; 25 (— коэффициент заполняемости фланцевой полости:

Чк = Яф h — конечный объем фланцеВОЙ полости.

Яф — величина площади поперечного се- 30 чения фланцевой полости, Чф=Яф . йф — объем фланца детали, Из (1) и (2) получают

h к=(1.2... 1,4) йф /(;

Ьм= (1,2...1,4)Ьф/(-hp (3) 35

Согласно чертежу Ьф=9.мм, причем й,= пф=9 мм. Коэффициент заполняемости (=0,7 примем по аналогии заполнения облойной канавки. Превышение Объема металла, заполняющего фланцевую полость, 40 над объемом фланца детали принято равным 307, т. е. Чз=1,3 Чф.

Используя выражение (3), получаем

hM=1,3 9/0,7 — 9-7.7 мм.

При расчетном значении хода h< подвижной матрицы и отношении (Ry-R.)/Ьф=1,3 получали детали с полностью сформированными фланцами, дефектов не наблюдалось.

Таким образом, формирование фланца путем поперечного выдавливания металла в увеличивающуюся по размеру фланцевую полость до получения объема, на 20 — 40 превышающего объем фланца иэделия и последующее осаживание набранного во фланцевой полости металла с одновременным обратным выдавливанием центральной полости детали позволяет исключить образование штамповочных дефектов и, следовательно, повысить по сравнению с прототипом качество изделий благодаря изменению характера течения металла при выдавливании, Формула изобретения

Способ штамповки полых изделий с наружным фланцем, заключающийся в том, что предварительно поперечным выдавливанием набирают металл во фланец с постоянным увеличением его толщины и одновременно деформируют центральную часть заготовки, а затем производят окончательное формообразование фланца изделия втомжештампе, отличающийся тем, что, с целью повышения качества иэделий, предварительный набор металла во фланец осуществляют до получения объема фланца, на 20 — 40 ф превышающего объем фланца изделия, а окончательное формообразование фланца осуществляют закрытой осадкой с одновременным обратным выдавливанием центральной полости иэделия.

С

3

Составитель О. Корабельников

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 2700 Тираж 388 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101