Штамп для открытой объемной штамповки поковок

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к открытой объемной штамповке поковок типа колец осадкой в торец. Штамп содержит верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими ручей, магазин и облойный мостик. Мостик образован сопряжением примыкающего к ручью участка с выходящим за торец поковки участком, образованным выступом на одной половине штампа и проточкой на другой его половине. Сопряжение выступа с примыкающим к ручью участком облойного мостика выполнено со скруглением. Центры окружностей выступа и проточки с радиусами R1 и R2 расположены не выше линии, параллельной основанию выступа и проходящей через центр скругления. Центр окружности проточки с радиусом R2 смещен относительно центра окружности выступа с радиусом R1 в сторону от ручья на величину, которая не превышает h/2, где h - расчетная высота облоя на облойном мостике. Выступ и проточка образуют расширяющийся участок облойного мостика. В результате обеспечивается уменьшение усилия штамповки и снижение расхода металла. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для открытой объемной штамповки поковок осадкой в торец, и может быть применено во всех отраслях машиностроения.

Известен штамп для объемной штамповки, содержащий верхнюю и нижнюю половины, на обращенных одна к другой поверхностях каждой из которых выполнены канавки, совместно образующие волнообразную кольцевую облойную полость, поверхность облойной полости выполнена рифленой, образованной чередующимися в радиальном направлении выступами и впадинами, высота и ширина каждого выступа составляет 0,1-0,3 от ширины облойного мостика (А.С. №889259, кл. B21J 13/02, 1981).

Недостатком известного штампа является отсутствие возможности снижения эффективности торможения истечения металла за пределы гравюры штампа без увеличения трудоемкости изготовления последнего.

Наиболее близким техническим решением является штамп для открытой объемной штамповки поковок осадкой в торец, преимущественно кольцевых поковок с внутренним и наружным облоем, смещенным к одному или противоположным торцам поковки, содержащий верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими ручей, облойный мостик и магазин, с облойным мостиком выполненным сопряжением горизонтального участка, примыкающего непосредственно к ручью штампа, длина которого составляет 0,1-0,3 ширины облойного мостика, с участком, выходящим за торец поковки, образованный выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности (дуги) радиуса R1, центр которого расположен не выше основания выступа, и проточкой на другой половине штампа радиусом R2, величину которого выбирают из соотношения

R2=R1+h,

где h - расчетная высота облоя на облойном мостике, с центром, совпадающим с центром окружности радиуса R1 или с центром радиуса проточки, смещенным в сторону ручья на величину не более h/2 (Патент SU №18211286, кл. B21J 13/02, 1981).

Недостатком известного штампа является отсутствие возможности по снижению эффективности торможения истечения металла за пределы гравюры штампа и снижению усилия штамповки без увеличения трудоемкости изготовления последнего.

Реализация известного технического решения для открытой объемной штамповки преимущественно кольцевых поковок осадкой в торец в штампе с облойным мостиком, образованным выступом на одной половине штампа и проточкой на другой половине штампа, связана с увеличением длины облойного мостика обусловленной самой конфигурацией последнего, что приводит к росту усилий штамповки, увеличению штамповочных уклонов и толщины облоя.

Поставлена задача разработать штамп, позволяющий снизить усилие штамповки и получать поковки с уменьшенной толщиной облоя (Акаро И.Л. Определение размеров заусенчатых канавок и отхода металла при штамповке на КГШП. - Кузнечно-штамповочное производство, №10, 1976, стр. 6-8), с уменьшенными припусками и штамповочными уклонами, снижающий коробление поковок, расход металла и трудоемкость механической обработки поковок.

Технический результат в штампе для открытой объемной штамповки поковок осадкой в торец, содержащий верхнюю и нижнюю половины, выполненные с гравюрами, образующими ручей, магазин и облойный мостик, образованный сопряжением примыкающего к ручью участка, длина которого составляет 0,1-0,3 от ширины облойного мостика, с выходящим за торец поковки участком, образованным выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности с радиусом R1, и проточкой на другой половине штампа, ограниченной частью окружности с радиусом R2, достигается тем, что сопряжение выступа с примыкающем к ручью участком облойного мостика выполнено со скруглением, а центры окружностей выступа и проточки с радиусами R1 и R2 расположены не выше линии, параллельной основанию выступа, проходящей через центр упомянутого скругления. Центр окружности проточки с радиусом R2 смещен относительно центра окружности выступа с радиусом R1 в сторону от ручья на величину ∆l, которая не превышает h/2, где h - расчетная высота облоя на облойном мостике, с образованием выступом и проточкой расширяющегося участка облойного мостика, а величина радиуса R2 проточки определена из выражения:

R2=R1+h+∆l.

Участок облойного мостика, примыкающий к ручью штампа, может быть выполнен под углом не более 45° к торцу поковки и выходить за него.

Ограничение расположения центров окружностей выступа радиусом R1 и проточки R2 не выше линии, параллельной основанию выступа и проходящей через центр радиуса скругления выступа с примыкающим к ручью штампа участком, определяется технологичностью последнего при извлечении поковки из ручья штампа и обеспечением максимально возможной жесткости данной пространственной конструкции облоя.

Часть облойного мостика, образованная выступом на одной половине и, соответственно, проточкой на другой половине штампа, выходящая за торец поковки, придает облою форму, обеспечивающую достаточное увеличение жесткости поковки за счет облоя и тем самым выполняет дополнительную функцию облойного мостика, снижающую коробление поковки при извлечении ее из ручья штампа и последующей транспортировке. Например, при штамповке поковок колец синхронизатора автомобиля КАМАЗ из латуни, данная конструкция облойного мостика позволила внедрить технологию штамповки колец синхронизатора в производство.

Длина облойного мостика, образованного выступом на одной половине штампа и проточкой на другой половине штампа в случае, когда начало радиусов выступа и проточки находятся на основании выступа, увеличивается в 1.57 раза. Практика показала, что это приводит к увеличению эффективности торможения истечения металла за пределы гравюры штампа и увеличению усилия штамповки. Смещение центра окружности проточки радиусом R2 одной половины штампа относительно центра окружности выступа радиусом R1 другой половины штампа в сторону от ручья предполагает течение металла в расширяющуюся полость и снижает эффективность торможения истечения металла на данном участке облойного мостика, сохраняя при этом жесткость пространственной конструкции последнего.

Увеличение радиуса проточки R2 на величину ∆l обосновано сохранением толщины облоя в сопрягаемой области с участком, примыкающим к ручью штампа.

Ограничение смещения центра окружности проточки радиусом R1 в сторону от ручья относительно центра окружности выступа радиусом R2 на величину ∆l не более h/2 обосновано тем, что дальнейшее смещение приводит к значительному снижению эффективности торможения истечения металла за пределы гравюры штампа и не заполнению ручья штампа.

Выполнение участка облойного мостика, примыкающего к ручью штампа, под углом не более 45° к торцу поковки и выходящего за него, увеличивает жесткость пространственной конструкции облоя поковки.

Ограничение последнего под углом не более 45° к торцу поковки, определяется возможностью обрезки облоя в обрезном штампе.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления штампованных поковок отличается от прототипа.

В штампе-прототипе на участке облойного мостика, выходящего за торец поковки, образованный выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности радиусом R1, и проточкой на другой половине штампа ограниченным частью окружности радиусом R2, центр окружности радиусом R1 расположен не выше основания выступа.

В предлагаемом штампе центры радиуса выступа R1 и радиуса проточки R2 расположены не выше линии, параллельной основанию выступа и проходящей через центр радиуса скругления выступа с примыкающим к ручью участком штампа.

В штампе-прототипе величину проточки радиусом R2 выбирают из соотношения

R2=R1+h.

В предлагаемом штампе величину проточки радиусом R2 выбирают из соотношения

R2=R1+h+∆l.

В штампе-прототипе облойным мостик, примыкающий к ручью штампа, выполнен горизонтально.

В предлагаемом штампе облойный мостик, примыкающий к ручью штампа, в частном случае может быть выполнен под углом не более 45° к торцу поковки и выходить за него.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ авторских свидетельств, патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков предлагаемого изобретения по их функциональному назначению. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 схематично изображен штамп для объемной штамповки поковок, общий вид, слева - в начальный момент деформирования, справа - при крайнем нижнем положении верхней половины штампа.

На фиг. 2 изображено сечение кольцевой поковки с облойными мостиками, центры окружностей проточек которых радиусом R2 смещены в сторону от ручья штампа относительно центров окружностей выступов радиусом R1 нижней половины штампа на величину ∆l не более h/2 и образуют с выступами расширяющиеся облойные мостики, а величины радиусов проточек (R2) определены из выражения:

R2=R1+h+∆l.

Штамп для объемной штамповки содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 половины, на которых выполнены формообразующие гравюры, расширяющиеся облойные мостики 3, 6 и магазины 4. Облойный мостик выполнен сопряжением участка, примыкающего непосредственно к ручью штампа, длина которого составляет 0,1-0,3 ширины облойного мостика, с участком, выходящим за торец поковки, образованный выступом на одной половине штампа 2, с окружностью радиусом R1, и проточкой с окружностью радиусом R2 на другой половине штампа 1, образующим расширяющуюся область.

Штамп работает следующим образом.

Перед началом цикла на поверхность гравюры ручья (фиг. 1) наносят технологическую смазку. В рабочую полость ручья нижней половины штампа 2 укладывают нагретую до температуры деформирования заготовку 5 и включают привод штамповочного пресса, ползун которого вместе с верхней половиной штампа 1 совершает рабочий ход в сторону нижней половины 2 с заготовкой 5. Под воздействием усилия пресса заготовка деформируется, металл заполняет полость ручья и частично вытесняется через облойный мостик в магазин штампа, образуя при этом облой 3, 6.

Наличие расширяющейся области в облойном мостике способствует уменьшению усилия штамповки при качественном заполнении ручья штампа. После снятия деформирующего усилия и отвода ползуна пресса, выталкиватели 8 нижней половины штампа 2 воздействуют на поковку 7 и удаляют ее из полости ручья. Облой 3, 6, сформированный в расширяющейся полости облойных мостиков, образованной выступом на нижней половине и проточкой на верхней половине штампа, увеличивает жесткость поковки и способствует уменьшению коробления последней при извлечении из штампа и последующей транспортировке. Наличие как одного из вариантов участка облойного мостика, примыкающего к ручью штампа, выполненного под углом не более 45° к торцу поковки и выходящего за него, обеспечивает дополнительную жесткость поковки с облоем, удобство укладки в обрезном штампе и контроля смещения при обрезке.

Указанный штамп для объемной штамповки обеспечивает положительный эффект, заключающийся в расширении технологических возможностей штампов по снижению усилия штамповки, снижению коробления поковок, снижению штамповочных уклонов и уменьшению толщины облоя. Так, например, на ОАО «КАМАЗ» осуществляется внедрение штамповки колец синхронизаторов из латуни ЛМцСКА 58-2-2-1-1 с применением данной конструкции штампа с экономическим эффектом около 2 миллионов рублей в год.

1. Штамп для открытой объемной штамповки поковок осадкой в торец, содержащий верхнюю и нижнюю половины, выполненные с гравюрами, образующими ручей, магазин и облойный мостик, образованный сопряжением примыкающего к ручью участка, длина которого составляет 0,1-0,3 от ширины облойного мостика, с выходящим за торец поковки участком, образованным выступом на одной половине штампа, ограниченным частью окружности с радиусом R1, и проточкой на другой половине штампа, ограниченной частью окружности с радиусом R2, отличающийся тем, что сопряжение выступа с примыкающим к ручью участком облойного мостика выполнено со скруглением, а центры окружностей выступа и проточки с радиусами R1 и R2 расположены не выше линии, параллельной основанию выступа и проходящей через центр упомянутого скругления, при этом центр окружности проточки с радиусом R2 смещен относительно центра окружности выступа с радиусом R1 в сторону от ручья на величину ∆l, которая не превышает h/2, где h - расчетная высота облоя на облойном мостике, с образованием выступом и проточкой расширяющегося участка облойного мостика, а величина радиуса R2 проточки определена из выражения:
R2=R1+h+∆1.

2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что участок облойного мостика, примыкающий к ручью штампа, выполнен под углом не более 45° к торцу поковки и выходит за него.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится в области машиностроения и может быть использовано для холодной высадки изделий. Устройство содержит смонтированные в корпусе инструмент для холодной высадки, обжимной элемент и пуансон.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах металлургических и машиностроительных заводов при изготовлении полых деталей типа чаш и стаканов.

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано в заготовительном производстве при подготовке металла к последующим операциям обработки давлением или к механической обработке.

Изобретение относится к области металлургического машиностроения и может быть использовано в производстве тиксоформованием деталей ответственного назначения, например поршней дизельных двигателей.

Изобретение относится к области металлургического машиностроения и может быть использовано при производстве поршней дизельных двигателей. В исходном состоянии пуансон 4 штампа для штамповки крупногабаритных поршней отведен цилиндром 6 по направляющим 5 в крайнее положение.

Изобретение относится к технологической оснастке для ковки слитков и заготовок из различных сталей и сплавов на ковочных прессах. Ковочное устройство содержит четыре бойка, установленные на держателях верхнего и нижнего бойков и на держателях боковых бойков.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит вставку и бандажное кольцо.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке поковок типа крестовин. На верхней плите штампа установлен пуансон.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прошивке заготовок в контейнере на прессах. Пуансон для прошивки выполнен в виде тела вращения с двумя отверстиями.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для ковки слитков и заготовок из различных сталей и сплавов. Бойки четырехбойкового ковочного устройства прикреплены к соответствующим держателям бойков с помощью прижимов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оболочек с сеткой рифлей на внутренней поверхности. На внутренней поверхности полой заготовки формообразуют сетку рифленых канавок посредством матрицы для обжима с конической рабочей поверхностью с углом конусности 10-45° и центрального инструментального стержня с сеткой рифленых выступов. Формообразование канавок ведут последовательно по участкам. При этом на полой заготовке образуют участок конической формы обжимом последней с коэффициентом обжима К=1,2 … 1,8. Для этого полую заготовку проталкивают через матрицу на шаг, кратный длине заготовки. Рифленые выступы рабочей поверхности стержня, выполненной с углом конусности 10-45°, внедряют во внутреннюю поверхность конического участка заготовки. Производят формоизменение упомянутого конического участка с сеткой рифленых канавок в участок цилиндрической формы. Формоизменение осуществляют путем перемещения полой заготовки в осевом направлении на шаг с одновременным образованием на ней последующего участка конической формы. В результате обеспечивается возможность получения сетки рифлей различных формы и размеров при одновременном сокращении количества операций. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области обработки давлением. Четырехбойковый прессовый штамп (1) содержит нижнюю бойковую деталь (4) и установленную с возможностью перемещения относительно нее верхнюю бойковую деталь (6). На расстоянии друг от друга с опорой на бойковые детали установлены четыре детали (10, 11, 12, 13) для удержания бойков (29). Для удерживания деталей (10, 11, 12, 13) концентрично центральной оси (28) пресса с обеспечением их перемещения относительно упомянутой оси (28) предусмотрено кольцо-держатель (20). На кольце-держателе (20) установлены защитные средства (35) для центрирования обрабатываемого изделия относительно центральной оси (28) пресса независимо от манипулятора для установки изделия в четырехбойковый прессовый штамп. В результате повышается надежность работы прессового штампа вследствие исключения возможности непроизвольного попадания в рабочую область прессуемого изделия и, следовательно, повреждения штампа. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении деталей типа глубоких цилиндрических стаканов с конической придонной частью. Цилиндрическую заготовку, диаметр которой равен внешнему диаметру донной части стакана, деформируют путем перемещения через зазор между поверхностями конических участков пуансона и полости матрицы. На заготовку воздействуют подвижным толкателем. Пуансон и матрица при этом установлены неподвижно с соблюдением приведенного условия. На заключительной стадии деформирования перемещение металла ведут через зазор, имеющий ширину, обеспечивающую заданную толщину стенки конической части стакана. В устройстве пуансон установлен неподвижно, а матрица и выталкиватель имеют возможность независимого друг от друга перемещения. Матрица может быть зафиксирована относительно пуансона. В результате обеспечивается сокращение затрат энергии и повышение качества изделия. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении колес для транспортных средств. Для изготовления компонента основания обода составного колеса используют трубчатую заготовку, которую подвергают горячей штамповке осадкой в пресс-форме. При этом на части заготовки формируют требуемую форму. Часть заготовки, подвергаемую осадке, нагревают до температуры штамповки на месте обработки в пресс-форме. Предпочтительно используют индукционный нагрев. При изготовлении основания обода изготовленный указанным выше способом компонент приваривают к по меньшей мере еще одному компоненту. Используемая пресс-форма содержит две части, которые имеют возможность перемещения относительно друг друга, и нагревательный элемент. В результате обеспечивается повышение износостойкости и надежности основания обода составного колеса. 8 н. и 25 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей в форме стержня с фланцами. Нагретый слиток поэтапно деформируют в формовочной машине. На первом этапе деформирования получают стержневую заготовку, диаметр которой равен минимальному диаметру готовой детали. По меньшей мере на одном следующем этапе на стержневой заготовке высаживают по меньшей мере один фланец с получением его большего по сравнению с диаметром стержневой заготовки конечного диаметра. В результате обеспечивается возможность изготовления деталей с улучшенными свойствами из слитков различных размеров. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением с использованием пластической деформации и может быть использована при получении нанокристаллических материалов с увеличенным уровнем механических свойств. Штамп для равноканального углового прессования содержит бандаж и размещенные в нем вставку, состоящую из нескольких деталей, нижнюю опору, которая первой частью плоской поверхности замкнута с торцом оснований всех деталей вставки, образовавших входной и выходной каналы, пресс-штемпель, дополнительно снабжен по меньшей мере одной парой клиньев. Плоскости клиньев, образующие скосы, сопряжены между собой, а противоположные их плоскости параллельны. Вставка состоит из двух деталей. В первой детали две взаимно перпендикулярные плоскости образовали паз V-образной формы, а во второй детали четыре взаимно перпендикулярные плоскости - выступ и паз W-образной формы. Части двух плоскостей паза первой детали и две плоскости выступа второй детали замкнуты между собой. Стенки входного канала образованы другими частями двух плоскостей паза первой детали и двумя плоскостями паза второй детали. При этом параллельные плоскости обоих клиньев замкнуты, у первого - с плоскостью одной из деталей вставки, у второго - с частью внутренней поверхности бандажа напрямую или через сегментную опору, выполненную в форме ограниченной плоскостью и отсекаемой ею частью цилиндрической поверхности. Плоскость выполнена параллельной по отношению к оси симметрии ее цилиндрической поверхности. Вторая часть поверхности нижней опоры замкнута с торцом основания первого клина, а торец второго клина замкнут с частью плоской поверхности бурта отверстия в бандаже. Технический результат заключается в упрощении конструкции штампа и улучшении его эксплуатационных характеристик. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении изделий в многопозиционной штамповочной машине последовательного действия. Машина содержит части в виде неподвижной опоры и плунжера, на которых установлены противолежащие инструменты. Инструменты при сопряжении образуют рабочую полость для заготовки и боковой канал для выдавливания. Во время заключительного периода перемещения плунжера до достижения передней мертвой точки один инструмент удерживают относительно другого посредством механизма удерживания. При этом обеспечивается неподвижность инструментов с фиксацией конфигурации бокового канала при противодействии силам давления, создаваемым в заготовке. Затем производят боковое выдавливание металла заготовки через боковой канал, при котором отводят один из инструментов относительно части машины, на которой он установлен. В результате обеспечивается возможность получения деталей различной формы при меньшем количестве рабочих позиций. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке осесимметричных деталей с удлиненной осью за один переход. Устройство содержит два ползуна, первый из которых расположен на одной оси с матрицей. Второй ползун размещен перпендикулярно упомянутой оси. Устройство содержит пуансон, состоящий из наружного пуансона с фланцем и внутреннего пуансона. Наружный ползун имеет возможность попеременного расположения на первом ползуне напротив оси матрицы и на втором ползуне. Внутренний пуансон перемещается в наружном пуансоне. Последний обеспечивает отрезку заготовки и штамповку осесимметричной детали в матрице совместно с внутренним пуансоном. Матрица и наружный пуансон установлены с образованием между ними полости высотой не более трех диаметров заготовки. Между торцом фланца наружного пуансона и матрицей установлена пружина. В результате обеспечивается повышение производительности штамповки и стойкости технологической оснастки. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении деталей с однородной мелкозернистой структурой. Штамп содержит верхний и нижний пуансоны и матрицу. Диаметр верхнего пуансона равен или превышает диаметр прутковой заготовки. Диаметр нижнего пуансона меньше диаметра верхнего пуансона и равен диаметру детали. Матрица выполнена в виде верхней, промежуточной и нижней частей. Верхняя часть имеет входной цилиндрический участок, диаметр которого соответствует диаметру верхнего пуансона. Выходное отверстие верхней части имеет диаметр, меньший диаметра верхнего пуансона. Промежуточная часть матрицы имеет заходный и цилиндрический участки. Диаметр заходного участка соответствует диаметру выходного отверстия верхней части матрицы. Диаметр цилиндрического участка больше диаметра выходного отверстия верхней части матрицы и диаметра нижнего пуансона. Нижняя часть матрицы выполнена с заходным и выходным цилиндрическим участками. Диаметр заходного участка соответствует диаметру цилиндрического участка промежуточной части. Диаметр выходного участка соответствует диаметру нижнего пуансона. В результате обеспечивается увеличение степени накопленных сдвиговых деформаций за один проход. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке полосовых профилей. Боек для радиальной ковки полосовых профилей имеет рабочую поверхность с заходным и калибрующим участками. Заходный участок выполнен в виде двух плоских поверхностей, расположенных под углом друг к другу и к калибрующему участку с образованием формы шеврона. Вершина шеврона расположена в середине ширины рабочей поверхности и направлена в сторону, противоположную калибрующему участку. В результате обеспечивается повышение производительности, снижение расхода энергии на деформацию профиля и расширение технологических возможностей. 9 ил., 1 табл.
Наверх