СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБКАТЫВАНИЕМ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК B21K1/28 B21D37/12 

Описание патента на изобретение RU2085321C1

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении осесимметричных изделий, например шестерен, колес, дисков и тому подобных изделий.

Известны способы и устройства [1] для изготовления осесимметричных изделий типа колес, в которых заготовку в виде прутка последовательно осаживают, осуществляют формообразование рельефа, вытяжку фланца и калибровку элементов изделия. У такого способа высокая трудоемкость, обусловленная большим количеством штамповочных переходов, и невысокая точность поковок.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления обкатыванием осесимметричных изделий [2] включающий осадку, формообразование двухстороннего рельефа, вытяжку фланца и калибровку. В процессе осадки заготовки осуществляют формообразование рельефа на одной стороне и вытяжку фланца путем обкатывания со стороны заготовки, обращенной к торцу пуансона. Полученный полуфабрикат базируют в матрице отформованным рельефом, после чего осуществляют выдавливание рельефа на другой стороне фланца и формирование ступицы. В процессе выдавливания заготовка калибруется по наружному диаметру с истечением излишков металла в ступицу.

Реализация известного способа протекает в условиях повышенных удельных усилий деформирования, что снижает стойкость формообразующего инструмента. Технологические возможности способа ограничены предельной высотой используемых заготовок (h0/d0≅1,8-2,0) и глубиной получаемого со стороны матрицы рельефа hp≅3-4 мм. Применение в известном способе заготовок большего диаметра связано с увеличением трудоемкости и дополнительными потерями металла на разрезку заготовки. Использование заготовок меньшего диаметра и большей высоты (h0>2d0) ведет к потери продольной устойчивости заготовки при осадке и последующей несоосности фланца.

Для решения поставленной задачи в известном способе изготовления обкатыванием несимметричных изделий, преимущественно, колес, включающем получение полуфабриката с рельефом на одной стороне путем выполнения в одном штампе совмещенных операций осадки и вытяжки фланца, последующее формоизменение полуфабриката с образованием рельефа на другой его стороне в штампе окончательного перехода и калибровку, на первом переходе получают полуфабрикат с размерами, определяемыми из следующих соотношений:

где Δhc удлинение ступицы полуфабриката;
A1, A2 глубина полости полуфабриката и изделия;
H1, H2 высота ступицы полуфабриката и изделия;
h1, h2 высота заглубляемой в матрицу части ступицы полуфабриката и изделия;
t1 толщина полотна полуфабриката;
Vf2 объем фланца изделия;
hp1, hp2 глубина рельефа полуфабриката и изделия;
Df1, Df2 диаметр фланца полуфабриката и изделия;
D1, D2 диаметр рельефа полуфабриката и изделия;
ds1 и ds2 диаметр ступицы полуфабриката и изделия;
Z односторонний зазор между матрицей и, соответственно, фланцем и ступицей полуфабриката, численно равный: при полугорячем деформировании (800oC) Z=0,5 мм, при холодном деформировании Z=0,25 мм.

d2, b2 диаметр и глубина верхней прошиваемой полости;
d1 диаметр нижней полости ступицы изделия;
Δ абсолютное увеличение глубины рельефа,
и рельефом, расположенным со стороны, обращенной к матрице штампа, который подвергают деформированию в штампе окончательного перехода с той же стороны, что и на первом переходе, а калибровку осуществляют на первом переходе.

Осадку заготовки на первом переходе производят с двухсторонним центрированием заготовки.

На фиг. 1 представлен один из вариантов реализации данного способа (получение осесимметричных изделий обкатыванием за два перехода: слева - исходное положение заготовки, справа после формоизменения заготовки в полуфабрикат); на фиг. 2 слева изображен полуфабрикат после первого перехода, справа окончательно изготовленное изделие; на фиг.3-5 соответственно исходная заготовка, полуфабрикат и изделие.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную заготовку 1 устанавливают одним из торцов в полость матрицы 2 с упором на выталкиватель 3, а другим ориентируют в направлении к пуансону 4 с заходной полостью. При осевом перемещении матрицы 2 вверх с усилием F верхний торец заготовки 1 центрируется в полости пуансона 4, совершающего движение обкатывания под углом g относительно торца заготовки. Благодаря тому, что оба торца заготовки строго смонтированы в формообразующих инструментах, дальнейшая осадка заготовки протекает без искривления ее продольной оси. Здесь высота (h0) более (1,8 2,0)d0, где d0 -начальный диаметр заготовки. При дальнейшем перемещении матрицы 2 осуществляют формообразование рельефа со стороны матрицы 2, одновременное оформление фланца 5 и ступицы 6 и калибровку. В результате совместного воздействия пуансона, матрицы и выталкивателя получают полуфабрикат 7, показанный на фиг.4 с размерами, определяемыми из соотношений.

На втором переходе (фиг. 2) полуфабрикат 7 устанавливают в матрицу 8 второго перехода с заданным рельефом, центрируя выдавленной на первом переходе полостью в ступице 6 на выталкивателе 9. После этого пуансоном 10 с заданным рельефом осуществляют окончательное формообразование изделия.

В начальной стадии прошивень 11 пуансона 10, воздействую на центральную часть ступицы полуфабриката 7, производит частичное выдавливание полости и оформление нижней части ступицы со стороны матрицы (фиг.2). В момент, когда пуансон 10 вступает в контакт с поверхностью полуфабриката, осуществляется одновременная прошивка полости в ступице и формообразование рельефа на фланце со стороны пуансона и матрицы. Благодаря тому, что глубина рельефа полуфабриката (hp1) больше глубины рельефа изделия (hp2) на величину ((Δ)), формообразование фланца осуществляется р результате переформовки полотна 12, что позволяет снизить потребное усилие деформирования. Экспериментально установлено, что для hp2 ≅ 6 мм, Δ (2,0 2,5) мм, а для hp2 > 6 мм, D (1,5 2,0) мм. Такой характер воздействия предотвращает преждевременное заполнение рельефа со стороны пуансона 10 и способствует благоприятному перераспределению вытекаемого металла в угловые участки А со стороны матрицы (фиг.2). Это существенно облегчает условия работы инструмента и способствует повышению его стойкости. Процесс формоизменения полуфабриката продолжают до тех пор, пока прошивень 11 пуансона 10 при перемещении на величину Z2 не осуществит полного выдавливания полости в ступице на заданную глубину (b2), которой соответствует максимальное удлинение ступицы, равное: . Этому же моменту соответствует полное оформление рельефа на фланце со стороны матрицы 8 и пуансона 10 при суммарном перемещении матрицы 6 на величину Z1, равную перемещению прошивня 11, т.е. Z1 Z2.

Такая схема деформирования и форма полуфабриката обеспечивают на всем протяжении процесса формообразование изделия при свободном истечении металла в ступицу. Это позволяет значительно уменьшить усилия деформирования, повысить стойкость инструмента и обеспечить высокое качество изделия за счет лучшего заполнения гравюры штампа.

Пример. Исходную заготовку из стали 12Х2НЧА-Ш размерами d0=45 мм, h0=137 мм устанавливают в матрицу, центрируя одним из торцов на выталкивателе, а другим в полости пуансона.

На первом переходе получают полуфабрикат с размерами: Df1 132 мм, H1 40 мм, hp1 8 мм, ds1 46 мм, A1 12,5 мм, h1 22,5 мм, β 45o, f1 9,5 мм, t1 7 мм.

Режимы формообразования: P 1700 кН, V012 мм/с, S0 1,8 мм/об, g 2o, T 800oC, t 10 с.

На втором переходе полученный полуфабрикат устанавливают в матрицу, центрируя полостью глубиной, равной A1 12,5 мм, на выталкивателе. Последующее деформирование осуществляют при следующих параметрах: P 1850 кН, V0 12 мм/с, S0 1,8 мм/об, g 2o, Т 800oC, t 5 c.

В результате формообразования получают изделие с размерами: Df2 134 мм, D1 103 мм, ds2 49 мм, d1 22 мм, d2 32 мм, hp2 5,5 мм, А2 21,5 мм, H2 49 мм.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет на 20% уменьшить усилие деформирования, повысить качество деталей за счет их лучшего заполнения и стойкости инструмента, существенно расширить номенклатуру штампуемых деталей, а также уменьшить расход материала в 2,1 раза.

Похожие патенты RU2085321C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКОВОК ТИПА КРЫШЕК ИЛИ ДНИЩ 2013
  • Артес Алексей Эдуардович
  • Бойко Андрей Николаевич
RU2567416C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ ОБКАТЫВАНИЕМ 1996
  • Чистяков В.С.
  • Торбин В.М.
  • Чуфистов В.И.
RU2098211C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК, ИМЕЮЩИХ СКВОЗНУЮ ПОЛОСТЬ И НАРУЖНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ С ПЕРЕМЕННЫМ ВДОЛЬ ОСИ СЕЧЕНИЕМ 2005
  • Катрич Юрий Павлович
RU2308347C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ 2003
  • Гринёв О.Г.
  • Вишняков М.В.
RU2252836C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКОВКИ С ВЫСОКОЙ СТУПИЧНОЙ ЧАСТЬЮ, ИМЕЮЩЕЙ ГЛУБОКУЮ ПОЛОСТЬ, ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКОЙ 2007
  • Каплунов Борис Григорьевич
  • Тяжельников Вячеслав Михайлович
  • Гиляжев Ильшат Набибович
  • Зуев Станислав Павлович
  • Пыжов Игорь Яковлевич
  • Зиньков Константин Владимирович
RU2344897C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ФЛАНЦЕВЫХ ПОКОВОК 2000
  • Ромашов А.А.
  • Володин И.М.
  • Перевертов А.В.
  • Клочков Ю.П.
  • Мартюгин В.С.
  • Березюк Н.В.
  • Назмутдинов Р.М.
RU2169632C1
Способ изготовления осесимметричных заготовок 1990
  • Чистяков Валерий Сергеевич
  • Тюленев Александр Викторович
  • Сурков Вячеслав Анатольевич
  • Апехтин Олег Кириллович
SU1738464A1
Способ изготовления полых ступенчатых деталей 1988
  • Голенков Вячеслав Александрович
  • Лукьянчиков Юрий Павлович
  • Афанасьев Евгений Григорьевич
  • Тройнич Анатолий Николаевич
  • Егоров Валерий Борисович
SU1622072A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИЛЬЗ ПАТРОНОВ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ 1996
  • Евдокимов А.К.
  • Камайкин Н.К.
  • Евдокимов В.А.
RU2113309C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОФРИРОВАНИЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА 1997
  • Халиулин В.И.
  • Двоеглазов И.В.
RU2118217C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 085 321 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБКАТЫВАНИЕМ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Использование: в области обработки металлов давлением при изготовлении осесимметричных изделий, например, шестерен, колес, дисков и т.п. Сущность изобретения: заготовку помещают в штамп первого перехода, включающий матрицу и пуансон, совершающий движение обкатывания. на этом переходе производят получение полуфабриката с рельефом на одной из сторон, обращенной к матрице, путем выполнения совмещенных операций осадки, вытяжки фланца и калибровки. Размеры полуфабриката получают из приведенных соотношений. Затем в штампе окончательного перехода производят образование рельефа на другой стороне полуфабриката, подвергая деформированию первоначально образованный рельеф с той же стороны, что и на первом переходе. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 085 321 C1

1. Способ изготовления обкатыванием несимметричных изделий, преимущественно колес, включающий получение полуфабриката с рельефом на одной из сторон путем выполнения в одном штампе совмещенных операций осадки и вытяжки фланца, последующее формоизменение полуфабриката с образованием рельефа на другой его стороне в штампе окончательного перехода и калибровку, отличающийся тем, что на первом переходе получают полуфабрикат с размерами, определяемыми из следующих соотношений:
A1= A2-Δhc;
H1= H2-Δhc;
h1= h2-Δhc;


Df1 Df2 2Z;
ds1 ds2 2Z;
D1 D2;
hp1= hp2
где Δhc- удлинение ступицы полуфабриката;
A1, A2 глубина полости полуфабриката и изделия;
H1, H2 высота ступицы полуфабриката и изделия;
h1, h2 высота заглубляемой в матрицу части ступицы полуфабриката и изделия;
t1 толщина полотна полуфабриката;
Vf2 объем фланца изделия;
hp1, hp2 глубина рельефа полуфабриката и изделия;
Df1, Df2 диаметр фланца полуфабриката и изделия;
D1, D2 диаметр рельефа полуфабриката и изделия;
ds1, ds2 диаметр ступицы полуфабриката и изделия;
Z односторонний зазор между матрицей и соответственно фланцем и ступицей полуфабриката, численно равный при полугорячем деформировании (800oС) 0,5 мм, при холодном деформировании 0,25 мм;
d2, b2 диаметр и глубина верхней прошиваемой полости;
d1 диаметр нижней полости ступицы изделия;
Δ - абсолютное увеличение глубины рельефа,
и рельефом, расположенным со стороны, обращенной к матрице штампа, который подвергают деформированию в штампе окончательного перехода с той же стороны, что и на первом переходе, а калибровку осуществляют на первом переходе.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадку заготовки на первом переходе производят с двусторонним центрированием заготовки в штампе.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2085321C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Способ изготовления осесимметричных изделий,типа колес 1977
  • Антипов Борис Федорович
  • Блажнов Геннадий Александрович
  • Большаков Альфред Алексеевич
  • Валетов Михаил Серафимович
  • Шестаков Алексей Георгиевич
  • Дмитриев Юрий Владимирович
  • Кузьмичев Михаил Васильевич
  • Панников Анатолий Васильевич
  • Шумилин Анатолий Васильевич
SU721200A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ изготовления осесимметричных заготовок 1990
  • Чистяков Валерий Сергеевич
  • Тюленев Александр Викторович
  • Сурков Вячеслав Анатольевич
  • Апехтин Олег Кириллович
SU1738464A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

RU 2 085 321 C1

Авторы

Чистяков В.С.

Закиров И.М.

Даты

1997-07-27Публикация

1995-02-12Подача