СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОЛОВОК ТОРЦЕВЫХ КЛЮЧЕЙ СО СТУПЕНЧАТОЙ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ Российский патент 1997 года по МПК B21K5/16 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении головок торцовых ключей из высокопрочных легированных сталей.

Известен способ получения головок торцовых ключей, включающий отрезку цилиндрической заготовки, оформление наружной поверхности и выдавливание двух полостей многогранного рельефа. [1]
Недостатком этого способа является низкая стойкость инструмента на четвертой позиции, где сосредоточены три формообразующих операции, вследствие чего из-за деформационного упрочнения металла инструмент на этой позиции перегружен. Поэтому невозможно применение заготовок из высокопрочных легированных сталей с повышенной интенсивностью упрочнения при деформации.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ изготовления головок торцовых ключей со ступенчатой наружной поверхностью из легированной стали, заключающийся в отрезке цилиндрической заготовки и последующем ее деформировании по позициям [2]
Известный способ имеет следующие недостатки.

1. При выдавливании полости на второй формообразующей позиции и последующем деформировании наружной поверхности материал заготовки приобретает большое упрочнение. Поэтому при получении полости шестигранного рельефа очень низкая стойкость шестигранного пуансона, происходит выкрашивание металла по ребрам пуансона. Авторами предлагаемого способа была проведена работа по возможности аналогичного получения полости шестигранного рельефа на головках торцовых ключей в два этапа: выдавливание цилиндрической полости с диаметром, меньшим или равным размеру под ключ шестигранника, и прорезание по цилиндрическому отверстию шестигранного рельефа.

В результате было установлено, что стойкость пуансонов в 3 4 раза меньше по сравнению со стойкостью шестигранных выдавливающих пуансонов, используемых при получении полости шестигранного рельефа за один этап.

2. На четвертой позиции квадратный пуансон должен точно расположиться в ранее полученной полости с таким же квадратным рельефом для того, чтобы сохранить ее размеры, что существенно усложняет конструкцию инструмента и затрудняет наладку инструментальной оснастки.

3. На третьей позиции выдавливание полости квадратного рельефа совмещено с оформлением ступенчатой наружной поверхности. При таком совмещении формообразующих операций снижается стойкость инструмента, а кроме того, требуется сложная инструментальна оснастка.

4. Использование плавающих матриц на двух последних позициях также усложняет конструкцию инструмента и затрудняет наладку инструментальной оснастки.

Данное изобретение решает задачу изготовления способом холодной объемной штамповки на автоматах головок торцовых ключей из высокопрочных легированных сталей.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении стойкости холодновысадочного инструмента за счет рационального выбора формообразующих операций по позициям и, как следствие, упрощения конструкции инструментальной оснастки и ее наладки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления головок торцовых ключей со ступенчатой наружной поверхностью, заключающемся в отрезке цилиндрической заготовки и последующем ее деформировании по позициям, наружную ступенчатую поверхность предварительно оформляют на второй формообразующей позиции, а на третью позицию заготовку переносят параллельно и со стороны торца меньшего диаметра выдавливают одну из полостей многогранного рельефа.

На четвертой позиции заготовку опирают дном ранее полученной полости на поддерживающий цилиндрический пуансон и выдавливают другую полость многогранного рельефа со стороны торца большего диаметра, причем выдавливание начинают после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы. На этой же позиции продолжают оформление наружной поверхности заготовки, а ее размеры определяют из условия:

где F площадь поперечного сечения полости многогранного рельефа, выдавливаемой на четвертой позиции:
D больший наружный диаметр заготовки;
d меньший наружный диаметр заготовки;
d₁ диаметр поддерживающего цилиндрического пуансона.

Как известно, толщина перемычки для последующей пробивки отверстия между полостями должна составлять от половины до одного размера диаметра этого отверстия. Если конструкция позволяет получить такую перемычку после выдавливания второй полости, то на этой позиции момент упора ступеньки наружной поверхности на плечики матрицы совпадает с моментом соприкосновения поддерживающего пуансона с дном раннее полученной полости.

Если конструкция изделия этого не позволяет, то ранее полученную на третьей позиции полость углубляют поддерживающим пуансоном. В этом случае момент упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы совпадает с окончанием внедрения поддерживающего пуансона в дно ранее полученной полости настолько, насколько толщина перемычки станет достаточной для пробивки отверстия.

Благодаря получению каждой полости многогранного рельефа за один этап и предварительному оформлению на отдельной позиции ступенчатой наружной поверхности, а также вследствие определения рациональных размеров заготовки достигаются оптимальные условия пластической деформации заготовки, обеспечивающие повышение стойкости холодновысадочного инструмента.

На фиг. 1 представлен технологический процесс холодной объемной штамповки головки торцового ключа со ступенчатой наружной поверхностью без внедрения поддерживающего пуансона в дно полости; на фиг. 2 четвертая позиция формообразования по технологическому процессу; указанному на фиг. 1; на фиг. 3 технологический процесс холодной объемной штамповки головки торцового ключа со ступенчатой наружной поверхностью с внедрением поддерживающего пуансона в дно полости на определенную величину; на фиг. 4 четвертая позиция формообразования по технологическому процессу, указанному на фиг. 3.

Способ осуществляется следующим образом.

От прутка или бунта отрезают мерную заготовку. На первой формообразующей позиции производят осадку с небольшим коническим углублением и закруглением кромок на одном торце и конической наметкой на другом торце.

На вторую позицию заготовку подают с поворотом на 180^o, где нижним пуансоном формуют фаску под выдавливание одной из полостей многогранного рельефа (квадрата, шестигранника или двенадцатигранника), а верхним - предварительную фаску под выдавливание другой полости многогранного рельефа (квадрата, шестигранника или двенадцатигранника). На этой же позиции оформляют ступенчатую наружную поверхность до размеров, близких к окончательным.

На третью позицию заготовку подают параллельно. Со стороны нижнего торца выдавливают одну из полостей многогранного рельефа до размеров готовой детали и одновременно верхним пуансоном формуют последнюю фаску под выдавливание второй полости многогранного рельефа.

На следующей, четвертой позиции, куда заготовку подают параллельно и опирают дном, ранее полученной полости на поддерживающий цилиндрический пуансон 1, выдавливают вторую полость многогранного рельефа. При этом выдавливание начинают после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы 2.

В зависимости от конструктивного выполнения готового изделия момент упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы 2 совпадает с моментом соприкосновения поддерживающего пуансона 1 с дном ранее полученной полости или с моментом окончания внедрения на заданную величину поддерживающего пуансона в дно полости.

На этой же позиции продолжают оформление наружной поверхности заготовки до определенных размеров, соответствующих указанному условию. На последней позиции пробивают отверстие.

Полное изготовление головки торцового ключа со ступенчатой наружной поверхностью происходит на многопозиционном холодновысадочном автомате типа m 16, куда подают бунт из стали 30Г1Р по ТУ 14 1 4459-88 с пределом прочности 500 МПа.

Сущность: в способе изготовления головок торцовых ключей со ступенчатой наружной поверхностью, заключающемся в отрезке цилиндрической заготовки и последующем ее деформировании по позициям, наружную ступенчатую поверхность предварительно оформляют на второй формообразующей позиции, а на третью позицию заготовку переносят параллельно и со стороны торца, меньшего диаметра, выдавливают одну из полостей многогранного рельефа. На четвертой позиции заготовку опирают дном ранее полученной полости на поддерживающий цилиндрический пуансон и выдвигают другую полость многогранного рельефа со стороны торца большего диаметра. Выдавливание начинают после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы. На этой же позиции продолжают оформление наружной поверхности заготовки, а ее размеры определяют из заданного условия. В зависимости от конструкции готового изделия момент упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы совпадает с моментом соприкосновения поддерживающего пуансона с дном ранее полученной полости или с моментом окончания внедрения на заданную величину поддерживающего пуансона в дно полости. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ изготовления головок торцевых ключей со ступенчатой наружной поверхностью, заключающийся в отрезке цилиндрической заготовки и последующем ее деформировании по позициям, отличающийся тем, что наружную ступенчатую поверхность предварительно оформляют на второй формообразующей позиции, затем заготовку переносят параллельно на третью позицию и со стороны торца меньшего диаметра выдавливают одну из полостей многогранного рельефа, а на четвертой позиции заготовку опирают дном ранее полученной полости на поддерживающий цилиндрический пуансон и выдавливают другую полость многогранного рельефа со стороны торца большого диаметра, причем выдавливание начинают после упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы, при этом продолжают оформление наружной поверхности заготовки, а ее размеры, получаемые на этой позиции, определяют из условия

где F площадь поперечного сечения полости, выдавливаемой на четвертой позиции;
D больший наружный диаметр заготовки;
d меньший наружный диаметр заготовки;
d₁ диаметр поддерживающего цилиндрического пуансона. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на четвертой позиции момент упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы совпадает с моментом соприкосновения поддерживающего пуансона с дном ранее полученной полости. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на четвертой позиции момент упора ступеньки наружной поверхности заготовки на плечики матрицы совпадает с моментом окончания внедрения на заданную величину поддерживающего пуансона в дно ранее полученной полости.