Способ изготовления конических деталей

 

Использование: при изготовлении тонкостенных конических деталей средней конусности с малым радиусом при вершине. Сущность изобретения: способ включает изготовление заготовки с полусферой и цилиндрическим пояском и последующий обжим. Заготовку штампую с изгибом дна по радиусу, величина которого больше радиуса сгиба готовой детали. Обжим проводят в два этапа: на первом выбирают зазор между пуансоном поддержки и дном, а на втором осуществляют обжим совместно с вытяжкой. Данная совокупность признаков обеспечивает повышение технологичности за счет уменьшения количества операций и переходов, необходимых для изготовления детали. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Заявляемое изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам холодной штамповки деталей и может быть использовано при изготовлении тонкостенных конических деталей средней конусности (угол наклона образующей к оси 25-45^o) и малым радиусом при вершине.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изготовления конических деталей, включающий вытяжку из листовой заготовки цилиндрического полуфабриката и последующий обжим его со стороны донной части, при этом в процессе вытяжки осуществляют принудительное утонение стенки полуфабриката.

Однако, при реализации данного способа, штампуются детали, имеющие отверстие в донной части, что ограничивает область применения способа.

В основу настоящего изобретения поставлена задача расширения технологических возможностей способа в части возможности изготовления конических деталей с малым радиусом при вершине без отверстий.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления конических деталей, включающем изготовление заготовки и последующий обжим, согласно изобретению заготовку штампуют с изгибом дна по радиусу, величина которого больше радиуса сгиба готовой детали, а процесс обжима проводят в два этапа. На первом этапе при обжиме выбирают зазор между пуансоном поддержки и дном, а на вором одновременно с обжимом осуществляют вытяжку донного участка, контактирующего с пуансоном. Первоначальный зазор между конусом поддержки и дном заготовки устанавливают равным не менее 0,1t, где: t толщина заготовки. Заготовку штампуют высотой, равной высоте готовой детали.

Возможность решения поставленной задачи обусловлена тем, что заготовка с дном по радиусу может быть выполнена большей высоты, что позволяет использовать большую высоту конуса поддержки. Исключение плоской площадки в донной части заготовки предохраняет от дефектов в виде капли, а большой радиус изгиба дна исключает образование складок и других дефектов при формовании деталей с малым радиусом.

На фиг. 1 приведен начальный этап обжима.

На фиг. 2 этап совместной реализации обжима и вытяжки.

На фиг. 3 окончательный этап формирования готовой детали.

Способ реализуется следующим образом. Из листовой заготовки (на чертеже не показано) формируют заготовку 1, имеющую полусферическую часть 2 в области дна и цилиндрический поясок 3 у торца. Высота заготовки 1 равна высоте готовой детали. Заготовка 1 устанавливается в матрицу 4 с конической полостью 5. Пуансон 6 со ступенькой 7 воздействует на торцевую поверхность 8 заготовки 1. Коническая часть 9 пуансона 6, являющаяся пуансоном поддержки, установлена в полость матрицы 5. Высота конической части 9 пуансона 6 меньше высоты заготовки 1 не менее чем на 1,1 толщины заготовки, что обеспечивает наличие зазора, равного или большего, чем 0,1 толщины заготовки.

При подаче усилия на пуансон 6 последний воздействует ступенькой 7 на торцевую поверхность 8 заготовки 1, осуществляя первых этап чистый обжим. Заготовка 1 погружается в полость 5 матрицы 4. Стенки заготовки деформируются, принимая форму полости 5 матрицы. В процессе обжима пуансон 6, двигаясь, выбирает зазор между донной частью заготовки и торцом пуансона. В момент касания пуансоном 6 его рабочей частью 9, являющейся пуансоном поддержки, донной части заготовки начинается второй этап процесса формования. Одновременно идет обжим заготовки и вытяжка ее донной части. Затем вершина конуса формируется при течении металла в полость матрицы, при этом образуется зазор 10 между конусом 9 и вершиной детали.

Сопротивление металла в вершине конуса в процессе обжатия возрастает, начинает увеличиваться толщина стенки у основания конуса. Значительная высота конуса поддержки 9 позволяет удержать металл и сформировать деталь с малым конусом при вершине.

При обработке технологии штамповки конических деталей из листа циркониевого сплава 3110 ТУ 92.252-85 толщиной 1,1 мм формовали заготовку в виде полусферы с наружным радиусом 11,7 мм и высотой, равной высоте готовой детали 16,2 мм. Затем заготовку помещали в коническую матрицу с углом образующей 35^o, устанавливали пуансон и осуществляли обжим в два этапа. На первом этапе осуществляли чистый обжим, когда усилие от пресса передавалось только на торцевую часть 8 заготовки 1. Заготовка частично заполняла полость матрицы, течение металла приводило к утолщению стенок у основания конуса поддержки 9, а движение пуансона приводило к выборке зазора между вершиной конуса поддержки и донной частью заготовки. После касания пуансоном дна заготовки начинался второй этап процесса штамповки. Одновременно реализовался процесс обжима и вытяжки. Вытяжка осуществлялась пуансоном при передаче усилия на донную часть заготовки.

В результате реализации процесса штамповки были получены конические колпачки высотой 16,2 мм с толщиной стенки в зоне вершины 1,06 мм углом при вершине конуса 70^o.

Заявляемый способ позволяет получить тонкостенные конические детали с малым радиусом при вершине за малое количество переходов. Это значительно повысило технологичность процесса изготовления деталей. При этом деталь не имеет отверстия в вершине, а качество формирования конуса с малым радиусом высокое.

В зависимости от свойств обрабатываемого материала могут быть проведены классические операции калибровки с промежуточным отжигом между штамповкой и калибровкой, что расширит диапазон материалов, из которых, в процессе реализации описанного выше способа, можно получить конические детали с малым радиусом при вершине.

Величина зазора определялась экспериментально. При меньшей величине зазора возрастает вероятность пробивки отверстия в донной части в процессе вытяжки, либо возможность получения дефектов в виде трещин в месте перехода образующей конуса в радиус при вершине конуса. Значительное увеличение величины зазора (например больше, чем толщина стенки заготовки) может привести к появлению дефектов в виде складок из-за малой высоты конуса поддержки. Однако, оптимальное значение величины зазора зависит от свойств обрабатываемого материала и в каждом конкретном случае оптимизируется с учетом различных факторов.

Формула изобретения

1. Способ изготовления конических деталей, включающий изготовление заготовки и последующий обжим, отличающийся тем, что заготовку штампуют с изгибом дна по радиусу, величина которого больше радиуса сгиба готовой детали, а процесс обжима проводят в два этапа, на первом при обжиме выбирают зазор между пуансоном поддержки и дном, а на втором одновременно с обжимом осуществляют вытяжку данного участка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первоначальный зазор между конусом поддержки и дном заготовки устанавливают не менее одной десятой части толщины стенки заготовки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку штампуют высотой, равной высоте готовой детали.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3