СПОСОБ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ОКАНТОВОК ИЗ ПОЛЫХ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1997 года по МПК B21D22/10 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке деталей типа окантовок, широко применяемых в самолетостроении.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ штамповки деталей типа окантовок из полых листовых заготовок, при котором в матрицу помещают полую заготовку, заполняют ее пластичным металлом, создают давление на заготовку, обеспечивая ее деформирование, сопровождаемое частичным выдавливанием пластичного металла из полости формообразования, после чего производят выплавление последнего из отштампованной детали [1]
Однако известный способ штамповки, основанный на применении в качестве пластичного металла, например, свинца, не позволяет изготавливать детали типа окантовок из алюминиевых сплавов в свежезакаленном состоянии из-за того, что последующее (после штамповки) выплавление свинца при t 320^oC приводит к отжигу отштампованного материала и, как следствие, к снижению его несущей способности.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является снижение трудоемкости изготовления деталей типа окантовок и повышение их качества.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе штамповки деталей типа окантовок из полых листовых заготовок, при котором в матрицу помещают полую заготовку, заполняют ее пластичным металлом, создают давление на заготовку, обеспечивая ее деформирование, сопровождаемое частичным выдавливанием пластичного металла из полости формообразования, после чего производят выплавление последнего из отштампованной детали, в качестве пластичного металла используют легкоплавкий металл, например сплав Вуда, при температуре, близкой к температуре его плавления, в процессе деформирования заготовки производят осадку ее боковой стенки и стесненный изгиб угловых участков, а выплавление легкоплавкого металла производят, например, в кипящей воде.

Применение в качестве пластичного металла, например, сплава Вуда, при температуре, близкой к температуре его плавления, обеспечивает, во-первых, пластичность этого сплава при штамповке, во-вторых, снижение сопротивления сплава деформированию в процессе формообразования детали и, в-третьих, неизменяемость прочностных свойств штампуемого алюминиевого сплава в свежезакаленном состоянии.

Технический результат предложенного технического решения заключается в снижении трудоемкости изготовления окантовок из листового металла и в повышении их качества.

Изобретение поясняется чертежами, где представлено продольное сечение штампа для осуществления предложенного способа штамповки деталей типа окантовок: на фиг.1 штамп в исходном положении заготовки с легкоплавким металлом; на фиг. 2 в положении перед началом формообразования; на фиг.3 в положении калибровки угловых участков полой заготовки; на фиг.4 в положении после окончания осадки стенки заготовки и стесненного изгиба ее угловых участков; на фиг. 5 в положении перед удалением отштампованной детали с легкоплавким металлом из рабочей зоны штампа.

Штамп для осуществления данного способа штамповки содержит размещенные на столе 1 пресса основание 2 и на нижнем ползуне 3 пресса обойму 4. К верхнему ползуну 5 пресса прикреплен нажимной элемент 6, в центральной части которого выполнена полость 7 для истечения легкоплавкого металла.

Полой листовой заготовке присвоена позиция 8, а залитому в нее легкоплавкому металлу позиция 9.

Способ штамповки деталей типа окантовок осуществляют следующим образом.

При поднятых в крайнее верхнее положение обойме 4 и нажимном элементе 6 полая листовая заготовка 8 с легкоплавким металлом 9 устанавливается на основании 2 (см. фиг.1). При рабочем ходе пресса нажимной элемент 6 опускается до соприкосновения соответственно с полой листовой заготовкой 8 и легкоплавким металлом 9 (см. фиг.2). Дальнейшее опускание нажимного элемента 6 с высоты Но до Нспр. сопровождается возникновением давления легкоплавкого металла 9 на заготовку 8, в результате чего угловые участки 10 и 11 заготовки 8 спрямляются. При этом часть легкоплавкого металла 9 затекает в полость 7 нажимного элемента 6 (см. фиг.3), а при опускании нажимного элемента 6 до высоты Нут заканчивается осадка боковой стенки 12 с получением утолщения и стесненный изгиб угловых участков 10 и 11 заготовки 8. При этом легкоплавкий металл 9 затекает в полость 7. Таким образом, получают деталь с заданной степенью утолщения соответствующих участков. При обратном ходе пресса сначала поднимается в крайнее положение нажимной элемент 6, затем опускается в крайнее нижнее положение обойма 4, а отштампованная деталь с легкоплавким металлом, принявшим форму 13, удаляются из рабочей зоны пресса для выплавления легкоплавкого металла и дальнейшей обработки детали.

Использование в данном способе штамповки в качестве пластичного металла легкоплавких сплавов (например, сплава Вуда с температурой плавления t 70^oC или сплава Липовица с температурой плавления t 60^oC предопределяется:
необходимостью заливки его в полую закрытую заготовку и последующего выплавления из заготовки;
необходимостью обеспечения пластичности легкоплавкого сплава нагревом до температуры, близкой к температуре плавления;
необходимостью сохранения прочности закаленных алюминиевых сплавов после заливки и выплавления легкоплавких сплавов.

Осуществление способа штамповки рассматривается на примере изготовления окантовки для закрылка самолета "Ил-76" из алюминиевого сплава Д16, толщиной S_o 1,5 мм в свежезакаленном состоянии при наружном диаметре полой листовой заготовки формы Днар 86 мм, высота Н 24 мм и при радиусах скругления угловых участков заготовки r 3•S_o 4,5 мм.

В качестве пластичного металла использовался легкоплавкий сплав Вуда, состоящий из 4-х частей олова, 8 частей свинца, 15 частей висмута, 4 частей кадмия. Температура плавления сплава t 70^oC.

Полая листовая заготовка из свежезакаленного алюминиевого сплава Д16 устанавливалась в штамп и в нее заливался расплавленный сплав Вуда. После подстуживания заготовки до t 40 45^oC осуществлялось формообразование полой листовой заготовки в деталь типа окантовки. В результате получена деталь, высота которой составляла 14 мм.

Изготовление деталей типа окантовок предложенным способом обеспечивает их высокую точность и качество, а также позволяет по сравнению с аналогом снизить расход металла только по двум окантовкам Д 86 мм и Д 276 мм на 5,5 кг и исключить механическую обработку деталей, трудоемкость которой составляла 10 н/ч.

Использование: в области обработки металлов давлением при изготовлении из полых листовых заготовок деталей типа окантовок. Сущность изобретения: полую заготовку помещают в матрицу и заполняют ее пластичным металлом. В качестве последнего используют легкоплавкий металл, например сплав Вуда, при температуре, близкой к температуре его плавления. Затем прикладывают давление к заготовке, обеспечивая ее деформирование, сопровождаемое частичным выдавливанием пластичного металла из полости формообразования. При этом производят осадку боковой стенки заготовки и стесненный изгиб угловых участков. Выплавление легкоплавкого металла из отштампованной детали производят, например, в кипящей воде. 5 ил.

1 Способ штамповки деталей типа окантовок из полых листовых заготовок, при котором в матрицу помещают полую заготовку, заполняют ее пластичным металлом, создают давление на заготовку, обеспечивая ее деформирование, сопровождаемое частичным выдавливанием пластичного металла из полости формообразования, после чего производят выплавление последнего из отштампованной детали, отличающийся тем, что в качестве пластичного металла используют легкоплавкий металл, например сплав Вуда, при температуре, близкой к температуре его плавления, в процессе деформирования заготовки производят осадку ее боковой стенки и стесненный изгиб угловых участков, а выплавление легкоплавкого металла производят, например, в кипящей воде.