Способ штамповки выдавливанием изделий с ребрами жесткости

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке изделий с тонким полотном и ребрами, Цель изобретения - повышение качества изделий и снижение энергозатрат на штамповку. Способ заключается в штамповке выдавливанием заготовок , при которой в местах, соответствующих ребрам на изделии, образуют выступы, и в последующей окончательной штамповке в две стадии. На первой стадии полученную заготовку деформируют совместно с накладкой , выполненной из пластичного или сыпучего материала и расположенной в межреберных промежутках; на второй стадии окончательно штампуют (калибруют) изделие , предварительно удалив накладку. В качестве накладки могут использоваться металлы , в том числе в порошкообразной форме , соли, графит, окислы и др., не реагирующие с материалом изделия и штампа . 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 21 J 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

I ь» (21) 4717434 /27 (22) 11,07.89 (46) 07.12,91. Бюл, ¹ 45 (72) В,С.Нестеров (53) 621.73(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1248718, кл. В 21 J 5/12, 1986. (54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ВЫДАВЛИВАНИЕМ ИЗДЕЛИЙ С РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть испол ьзовано при штамповке изделий с тонким полотном и ребрами. Цель изобретения— повышение качества изделий и снижение энергозатрат на штамповку. Способ заклюИзобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при штамповке изделий с ребрами жесткости с тонким полотном, преимущественно в изотермических условиях.

Цель изобретения — повышение качества изделий и снижение энергозатрат на штамповку за счет изменения характера деформации заготовки.

Совместное деформирование предварительно отштампованной заготовки с накладкой из пластичного материала, размещенной в межреберных зонах, позволяет при окончательной штамповке значительно уменьшить перетекание металла из набранных утолщений, исключить образование складок и зажимов в полотне изделия и интенсифицировать течение металла в ребра, что позволяет повысить качество изделий и снизить энергозатраты на штамповку, „„ 4 „„1696079 А1 чается в штамповке выдавливанием заготовок, при которой в местах, соответствующих ребрам на изделии, образуют выступы, и в последующей окончательной штамповке в две стадии, На первой стадии полученную заготовку деформируют совместно с накладкой, выполненной из пластичного или сыпучего материала и расположенной в межреберных промежутках; на второй стадии окончател ьно штампуют (калибруют) изделие, предварительно удалив накладку. В качестве накладки могут использоваться металлы, в том числе B порошкообразной форме, соли, графит, окислы и др., не реагирующие с материалом изделия и штампа, 1 э.п. ф-лы, 5 ил. так как отсутствие встречного течения металла в полотне ведет к снижению усилия д штамповки.

На фиг, 1 показана схема штамповки заготовки в предварительном штампе: слева — до деформации, справа — после предварительной штамповки; на фиг. 2 — CO начальный момент первой стадии оконча- 3 тельной штамповки; на фиг. 3 — конечный момент первой стадии окончательной штамповки; нв фиг. 4 и 5 — соответственно нвчвпь- ) » ный и конечный моменты второй стадии окончательной штамповки (калибровка изделия с доштамповкой ребер жесткости), Штамп для реализации способа содержит контейнер 1, устанавливаемые в контейнере матрицы 2 и 3, и заходящие в контейнер пуансоны 4 и 5 соответственно для предварительной и окончательной штамповки, 1696079

Штамповку изделий с ребрами жесткости осуществляют следующим образом, Заготовку 6 в виде отрезка прутка или полосы нагревают до ковочно:и температурьi и укладывают на матрицу 2 нагретого предварительного штампа со смазанными рабочими поверхностями и, вводя в контейН6р 1 пуансон 4,:прикладывают к ней деформирующее усилие (фиг. 1), Металл затекает в углубления пуансона, образуя в местах расположения ребер на изделии выступы 7, плавно переходящие в межреберные плоские участки 8. Благодаря плавному изменению конфигурации рабочей поверхности матрицы 2 и пуансона 4 металл заготовки 6 свободно перетекает вдоль горизонтальной плоскости, при этом исключается образование дефектов в виде зажимов, "прострелов" и складок, Обьем формуемых при предварительной штамповке выступов 7 соответствует обьему соответствующих ребер изделия.

После предварительной штамгювки полученный полуфабрикат извлекают из предварительного штампа, нагревают и смазывают. На верхней стороне полуфабриката между выступами 7 размещают накладк 9 из пластичного или сыпучего материала, Зтот же материал помещают между пазами матрицы 3 для окончательной

LUTBMfloBKN (фиг. 2), установленной в контейнере 1 нагретого штампа для окончательной штамповки. Полуфабрикат с наклацкой укладывают на матрицу 3 и„действуя пуансоном 5, выполняют первую стадию окончательной штамповки. При этом деформация выступов 7 и полотна полуфабриката сопровождается уплотнением и деформацией накладок 9.

Накладки 9 обжимают полотно., препятствуют обратному перетеканию мет"алла из набранных на предварительном переходе утолщений и способствуют истечению его в пазы пуансона 5 и матрицы 3, в результате чего образуются ребра 10 изделия (фиг. 3).

После полного уплотнения накладок 9 (этот момент фиксируют по достижении прессом установленного усилия Р штамповки) деформацию прекращают, отводят пуансон 5, и извлекают из штампа изделие с вчерне отштампованными реб оами t 0, местами недоштампованным, а местами пережатым полотном и уплотненными накладками 9.

С полученного чернового изделия удаляют накладки 9, очищают окончательный штамп от остатков материала накладки, подогревают его. смазывают, повторно укладывают на матрицу 3 окончательного штампа и осуществляют заключительную тадию окончательной штамповки при по5

55 мощи пуансона 5 (фиг, 4). На этой стадии калибруется полотно и окончательно оформляются оебра 10 изделия (фиг. 5).

В качестве материала накладки могут использоваться графит, металлы, соли и окислы в виде порошков, не реагирующих с обрабатываемым материалом и с материалом штампа.

Пример. В изотермических условиях на гидропрессе усилием 4 Мн из алюминиевого сплава АК4-1 штампуют фитинг, представляющий полотно толщиной 2 мм, с размерами в плане 177 42,5 мм. По контуру фитинга имеются двусторонние ребра толщиной 2 — 7 мм и высотой от полотна 9 — 29 мм, причем ребра максимальной высоты расположены по узким сторонам изделия, На расстоянии 30 мм от одного из концов имеется также поперечное двустороннее ребро толщиной 2 мм и переменной высотой 9 — 18 мм над уровнем полотна.

Заготовку в виде отрезка прутка ф 26 и длиной 175 мм нагревают в камерной печи до 460 С, помещают в предварительный штамп из стали 4Х5В2ФС закрытой конструкции, закрепленный на гидравлическом прессе Д0436 усилием 4 MH. Температура штампа поддерживается на уровне 420—

440 С. Производят предварительную штамповку, при которой формуют фасонную заготовку прямоугольной в плане формы, шириной 40 мм, имеющую на концах утолщения толщиной 25 мм, плавно переходящие в полотно толщиной около 5 мм, Давление в гидросистеме пресса при этом равняется 70-80 атм, что соответствует удельным усилиям штамповки 100-130

МПа. Затем на пресс устанавливаютокончательный закрытый штамп из стали

4Х582ФС, состоящий из контейнера, матрицы и пуансона, нагретый до 420-440 С.

На торцовые рабочие поверхности матрицы насыпают графит. Порошок графита насыпают также на верхнюю поверхность нагретой фасонной заготовки, которую вместе с ним укладывают в штамп, Затем производят рабочий ход пресса, во время которога фаcîííàÿ заготовка в области полотен обжимается вместе с порошком графита. После достижения в гидросистеме пресса давления 100 — 110 атм, свидетельствующего о достижении давления на заготовку в пределах

180-2 10 МПа, достаточного для полного оформления ребер в наиболее легко заполняемых зонах полости штампа, первую стадию деформации прекращают, полуфабрикат извлекают из штампа, удаляют с него спрессованную графитную накладку путем виброгалтовки и последующего травления в щелочи, а штамп

1696079 прочищают. Очищенный полуфабрикат нагревают, смазывают, укладывают в нагретый окончательный штамп и доштамповывают усилием, превышающим усилие штамповки на предыдущей стадии.

Давление на штамнуемое изделие при этом составляет 210 — 240 МПа. Затем готовое изделие снимают со штампа. На иэделии отсутствуют складки и другие дефекты.

Применение при окончательной штамповке накладок из пластичного или сыпучего материала и размещение их на предварительно отштампованной заготовке в зонах между выступами, определяющими ребра жесткости, позволяет изменить характер деформаций, протекающих в заготовке, что приводит к повышению точности изготовленных деталей, улучшению их качества и снижению энергозатрат при выполнении штамповки.

Формула изобретения

1, Способ штамповки выдавливанием изделий с ребрами жесткости, при котором. сначала в предварительном штампе формируют выступы на поверхности заготовки в

I зонах расположения ребер жесткости иэделия, а затем в окончательном штампе при помощи накладки формируют рельеф поверхности изделия с выдавливанием ребер

5 жесткости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества иэделий и снижения энергозатрат на штамповку, формирование рельефа поверхности иэделия в окончательном штампе осуществляют в две

10 стадии, на первой из которых между выступами заготовки размещают накладку из материала, обладающего в условиях деформирования большей пластичностью. и меньшим сопротивлением деформации, чем

15 материал штампуемого изделия, и деформирование заготовки в зонах между выступами осуществляют через эту накладку, выдавливая ребра жесткости, после чего накладку удаляют, а на второй стадии калибру20 ют изделие, доштамповывая ребра жесткости, 2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что в качестве материала накладки используют сыпучую уплотняемую среду, на25 пример порошки металла, графита, солей, окислов.

1696079

1696079

Составитель О. Корабельников

Техред M. Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор И. Горная

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

Заказ 4257 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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