Штамп для многоручьевой открытой объемной штамповки
Союз Советскин
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
В 21 13/02 Государственный комитет Опубликовано 23.09.80. Бюллетень № 35 Дата опубликования описания 28.09.80 (53) УДК 621.73 (088.8) оо делам изобретений н открытий (72) Авторы кзобрете><ия А. И. Сконечный и П. А. Студницын (7!) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) ШТАМП ДЛЯ МНОГОРУЧЬЕВОЙ ОТКРЫТОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкциям штампов для многоручьевой открытой объемной штамповки. Известен штамп для многоручьевой открытой объемной штамповки поковок типа шестерен, содержащий верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими предварительный и окончательный ручьи с заусенечными канавками (lj. Недостаток известного штампа состоит в невысокой стойкости окончательного !0 ручья, обусловленной необходимостью стадии доштамповки в нем получаемого изделия, что снижает в целом стойкость штампа. Цель изобретения — повышение стойкости штампа. Указанная цель достигается тем, что объем полости предварительного ручья выполнен равным объему полости окончательного ручья, при этом профиль предварительного ручья выполнен по кривой, описывающей профиль окончательного ручья, и сме- то щен вверх относительно плоскости разъема верхней и нижней половин на величину, равную 1 — 3 конечнои толщины мастика заусенечной канавки окончательного ручья, а мостик заусенечной канавки в окончательном ручье выполнен в шириной в 1,4 — 1,8 раза большей, чем в предварительном ручье. Устранение стадии доштам павки при штамповке поковки в окончательном р чье, а также заполнение всех полостей его выдавливанием без выхода металла в заусенец, достигаемое такой конструкцией предварительного ручья с его мостиком заусенечной канавки и мостиком заусенечной канавки окончательного ручья, позволяет повысить стойкость окончательного ручья. На фиг. схематически изображен раз.рез штампа предварительного ручья в конечный момент предварительной штамповки и расчетная схема его построения; на фиг 2 — то же, в момент начала окончательной штамповки; на фиг. 3 — то же, в момент окончания штамповки; на фнг. 4 — график распределения работ, затрачиваемых на деформирование заготовки в предварительном и окончательном ручьях. В верхней половине 1 штампа расположен мостик заусенечной канавки 2, имеющий параметры h > (высота) и fP (шнрина). Между верхней 2 и нижней 3 половинами 764817 штампа расположена предварительно отштампованная поковка 4 с заусенцем 5. На фиг. 2 окончательного ручья показаны верхняя 6 и нижняя 7 половины штампа, между которыми расположена предварительно отштампованная поковка 8. Здесь Ф же изображено согласование предварительно отштампованной поковки 8 с верхней 6 и нижней 7 половинами штампа, образующими окончательный ручей. Кроме того, показано согласование выдавленного при предварительной штамповке заусенца 9 с мостиком заусенечной канавки 10 окончательного ручья. Стрелками показано течение металла заготовки в заполняемые полости при окончательной штамповке. Верхняя половина 11 штампа (фиг. 3) имеет мостик заусенечной канавки 12 шириной 1, и высотой h з . Между половинами штампа ll и 13 находится окончательно отштампованная поковка 14 с заусенцем 15. На фиг. 1 толстой сплошной линией 16 в обеих половинах штампа и 3 показан профиль предварительного ручья с заусенечной канавкой 2, а тонкой сплошной линией !7 — наложенный на профиль предварительного ручья с эаусенечной канавкой 18. Профиль предварительного ручья получен путем смещения верхней половины 1 ок штампа из положения h q с наложенным профилем окончательного ручья 17 в ваерхней половине штампа 1 вверх по его оси 36 относительно нижней 3 на величину Ah = =1,543. При смещении верхней половины 1 штампа (фиг. 1) вверх на величину)Й= = 6 мм объем полученной полости увеличивается на величину объема цилиндра 19, 35 который показан тонкой пунктирнои линиеи, диаметпом Д 192,4 мм, ограничивающим полость ручья 4, и высотой ЬЬ, что составляет ЧУ= 174,35 смз. Верхнее основание 20 этого цилиндра !9 находится на плоскости, проходящей через кольцевую поверхность 4о мостика заусенечной канавки 2 верхней половины 1. Так как объем полости предварительного ручья 4 в конечном положении верхней половины 1 штампа (фиг. ) должен быть равен объему полости 14 окон45 чательного ручья (фиг. 3) в конечном положении верхней половины 11 штампа, т. е. V ð — — Чок, то объем полученной полости Ч= =Чок+VA (фиг. 1) уменьшен на величину этого цилиндра Чд. Это достигнуто уменьшением глубин заполняемых полостей в щ смещенном наложенном профиле окончательного ручья 17 без учета радиусов К > и R (фиг. 1) в нижней половине 3 кольцевой полости 21 на величину h> —— 10 мм и верхней половине 1 кольцевой полости 22 на величину h > — — 9,7 мм. Для нижней половины 3 (фиг. 1) уменьшенная глубина кольцевой полости h получена следующим образом. Определяют диаметр Д,= 100 мм, огра ничивающий течение металла в нижнюю по лость 2! исходя иэ размеров ручья. Затем вычисляют объем согласно смешению ЬЬ (Чд =-47,1 смз). Для средней ширины полости, равной 23,9 мм, определяют величину h ь Исходя из оставшегося объема Чд— Ч, — — 127,25 мм вычисляют размер h z— уменьшение глубины заполняемой выдавливанием полости в верхней половине штампа; при средней ширине кольцевой полости 22, равной 25 5 мм, он равен 9 7 мм. Параметры мостиков заусенечных канавок определены следующим образом. Высота заусенечной канавки предлагаемого оконок чательного ручья (фиг. 3) hq=4 мм. Нормальная ширина мостика заусенечной канавки в существующем окончательном ручье принята равной 8 мм, но при наличии в поковке трудно оформляемых участков рекомендуется увеличить ширину мостика заусенечной канавки на 50 — 700/р больше нормальных. По этой причине ширина мостика заусенечной канавки в существующем окончательном ручье принята равной 8 1,7= =13,6 мм14 мм. Найденное значение ширины мостика в существующем окончательном ручье принимают для предварительного ручья предполагаемого штампа (фиг. 1), т. е 1 = !4 мм. Ширина мостика заусенечной канавки 12 в окончательном ручье (фиг. 3) 1з = з X1,5=2! мм. Суть изобретения основана на том, что в процессе эксплуатации как предварительного, так и окончательного ручьев, объемы их полостей за счет износа при штамповке должны увеличиваться на одну и ту же ве- . линину. Исходя из этого работа, затрачиваемая на деформацию заготовки в этих ручьях, должна быть одинаковой, т. е. А„= = А,„. Приведенная на фиг. 4 осциллограмма «усилие — рабочий ход верхнего штампа» показывает работу, затрачиваемую на деформирование заготовки в предварительном (Р„р, hnp) и окончательном (Р „; /й) ручье. Указанную в описании поковку штампуют из заготовки диаметром 155 мм и высотой h w —— 98.6 мм. Осциллограммы, снятые при штамповке предлагаемых ручьев, показывают, что усилие при штамповке в окончательном ручье больше усилия в предварительном в 1,2 — 1,4 раза. Рабочий ход верхнего штампа при предварительной штамповке h<> — — Ьзж — 20,7 мм=77,9 мм, а при окончательной hh= 1,5hq =б мм. ок Из фиг. 4 следует, что при изменении величины смещения ЛЬ изменяется величина работы, затрачиваемая в каждом из ручьев, а вместе с ней и их стойкость. Смещение верхней половины штампа с наложенным профилем окончательного ручья на величину Ф=- (1 — 3)hq" и увеличение ширины мостика эаусенечной канавки 764817 окончательногп ручья в пределах k — †(1,4— пр 1,8) tq является вполне достаточным для достижения поставленной цели. Выбор веок личины смешения Ы1 (h q значительно увеличивает работу, затрачиваемую на деформацию заготовки в предварительном ручье А„(фиг. 4), а следовательно, и понижает его стойкость, что ведет к увеличению объема его полости при штамповке за счет износа и возникновения стадии доштамповки в окончательном ручье. Если же величину смещения ЬЬ принять бользе 3h>, то это ок приводит к неоправданному увеличению работы на формоизменение предварительно отштампованной поковки в окончательном ручье А „, т. е. снижает его стойкость. Выбор ширины мостика за сенечной канавки относительного ручья f z (1,4t q ведет к выходу металла из его полости в заусенец в процессе штамповки и незаполнению уучья. Если же ширина мостика заусенечной » к ар канавки ьз 1,81, то это влечет за собой в процессе штамповки эатекание металла из области заусенца в полость ручья и возможно возникновение стадии доштамповки. Штамп работает следующим образом. Подготовленную заготовку в заготовительном ручье укладывают в предварительный ручей (фиг. 1) и обжимают с полным заполнением его полости до высоты мостика заусенечной канавки h q . При этой штамповке все излишки металла заготовки выдавливают в заусенец 5. Рабочий ход верх- )о ней половины 1 штампа h„> и усилие Рк в конце штамповки показаны на фиг. 4. Затем полученный полуфабрикат 8 с заусенцем 9 укладывают в окончательный ручей (фиг. 2), причем в начальный момент окончательной штамповки он контактирует с ручьем по всей поверхности, включая и мостик заусенечной канавки 10, кроме тех поверхностей, которые оформляются выдавливанием. При окончательной штамповке (фиг. 3) металл течет в заполняемые полос- 4в ти без выхода его в заусенец, так как увеличенная ширина мостика 12 эаусенечной оа канавки 3з в окончательном ручье создает необходимое для этого сопротивление. Рабочий ход верхней половины 11 штампа :Ф и усилие Р „в конце штамповки показаны на фиг. 4. Предлагаемая конструкция предварительного ручья с его мостиком заусенечной канавки и мостиком заусенечной канавки окончательного ручья, как следует из полученных осциллограмм, позволяют снизить усилие штамповки в окончательном ручье в 1,7 — 2,2 раза, а в предварительном ручье увеличить в 2 — 2 5 раза по сравнению с усилиями, действующими в существующем штампе. Помимо этого, работа, затрачиваемая на деформацию металла в предварительном предлагаемом ручье, увеличивается в 1,5 — 2 раза, а в окончательном уменьшается в 3 — 4 раза по сравнению с существующими переходами штамповки. Использование предлагаемого изобретения на одной из сложных поковок, приведенной в описании, обеспечивает повышение стойкости окончательного ручья и за счет этого штампа в целом в 1,5 — 2 раза. Форм ула изобре гения Штамп для многоручьевой открытой объемной штамповки поковок типа шестерен, содержащих верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими предварительный и окончательный ручьи с заусенечными канавками, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости, объем полости предварительного ручья выполнен равным объему полости окончательного ручья, при этом профиль предварительного ручья выполнен по кривой, описывающей профиль окончательного ручья, и смещен вверх относительно плоскости разъема верхней и нижней половин на величину, равную 1 — 3 конечной толщины мостика заусенечной канавки окончательного ручья, а мостик заусенечной канавки в окончательном ручье выполнен с шириной в 1,4 — 1,8 раза большей, чем в предварительном ручье. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ковка и объемная штамповка. Справочник под ред. М. В. Сторожева. М., «Машиностроение», 1968, т. 2, с. 46. 764817 Составитель А. Быстров Редактор А. Маковская Техред К. Шуфрич Корректор H. Григор к Заказ 6867/4 Тираж 986 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий I 13035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
