МАТРИЦА ДЛЯ РЕДУЦИРОВАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК B21J13/02 B21J5/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к холодновысадочному инструменту, и может быть использовано при изготовлении стержневых изделий.

Известна матрица для редуцирования, содержащая заходную полость, рабочую полость с формообразующим пояском и переходным коническим участком от заходной полости до формообразующего пояска, направляющую полость с цилиндрическим участком и переходным участком от цилиндрического участка до формообразующего пояска, при этом максимальный угол конуса последнего переходного участка составляет 1/2^o (проспект фирмы NATIONAL MACHINERY, дата поступления на предприятие - 1996 год).

Известная матрица не технологична в изготовлении, так как требует специального оборудования, обеспечивающего биение конуса последнего переходного участка и формообразующего пояска не более 0,02 мм. Превышение допустимого значения биения приводит к искривлению стержня при выталкивании заготовки.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности существенных признаков является матрица для редуцирования, содержащая заходную полость, рабочую полость с формообразующим пояском и переходным участком от заходной полости до формообразующего пояска, направляющую полость с цилиндрическим участком и переходным участком от цилиндрического участка до формообразующего пояска, при этом переходный участок направляющей полости выполнен коническим с углом при вершине 30^o (Ковка и штамповка. Холодная объемная штамповка. Справочник под редакцией Навроцкого Г.А., т.3. - М.: Машиностроение, 1987, с. 169, 170, рис.39в).

Такая матрица технологична в изготовлении, но ее стойкость ниже, чем в вышеописанной матрице, так как при редуцировании заготовок длиной более десяти ее диаметров в конечный момент скорость деформирования изменяется от 0,5 м/с до 0, а направление усилия, воздействующего на заготовку, меняется на противоположное, что приводит к разрыву жидкого смазочного слоя на поверхности заготовки. Угол конического переходного участка 30^o не обеспечивает подхват и подачу смазочного материала в зону формообразующего пояска, поэтому при выталкивании материал заготовки налипает на поверхность рабочей полости матрицы, появляются задиры на поверхности детали и инструмента, что снижает стойкость инструмента и ухудшает качество деталей.

Изобретение решает задачу повышения стойкости матрицы за счет изменения формы поверхности переходного участка от цилиндрического участка направляющей полости до формообразующего пояска, а также улучшения качества получаемых деталей.

Поставленная задача решена тем, что матрица для редуцирования, содержащая заходную полость, рабочую полость с формообразующим пояском и переходным участком от заходной полости до формообразующего пояска и направляющую полость с цилиндрическим участком и переходным участком от упомянутого цилиндрического участка до формообразующего пояска, при этом поверхность переходного участка направляющей полости от ее цилиндрического участка до формообразующего пояска рабочей полости выполнена выпуклой по радиусу R и сопряжена с поверхностью цилиндрического участка направляющей полости по касательной поверхности, расположенной под углом β к упомянутой поверхности цилиндрического участка направляющей полости не более 30^o.

Величина L поверхности сопряжения выпуклой части поверхности переходного участка направляющей полости с ее цилиндрическим участком составляет 0,1÷1 мм, а радиус R образующей упомянутой выпуклой поверхности определен по формуле

где D₁ - диаметр цилиндрического участка направляющей полости;
d - диаметр формообразующего пояска;
β - угол между поверхностью цилиндрического участка направляющей полости и поверхностью сопряжения выпуклой части поверхности переходного участка направляющей полости с поверхностью упомянутого цилиндрического участка;
L - величина поверхности сопряжения выпуклой части поверхности переходного участка направляющей полости.

Благодаря определенной криволинейной форме поверхности переходного участка направляющей полости обеспечивается сохранение защитно-смазочного покрытия при выталкивании заготовки, вследствие чего существенно повышается стойкость матрицы и улучшается качество изделий после редуцирования.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана матрица для редуцирования, общий вид в разрезе; на фиг.2 - часть А матрицы.

Матрица для редуцирования содержит заходную полость 1 диаметром D, рабочую полость, состоящую из переходного участка 2 и формообразующего пояска 3 диаметром d, направляющую полость, состоящую из переходного участка 4 и цилиндрического участка 5 диаметром D₁. Поверхность переходного участка 4 направляющей полости от ее цилиндрического участка до формообразующего пояска рабочей полости выполнена выпуклой по радиусу R и сопряжена с поверхностью цилиндрического участка направляющей полости по касательной поверхности, расположенной под углом β к упомянутой поверхности цилиндрического участка направляющей полости.

Величина L поверхности сопряжения выпуклой части поверхности переходного участка направляющей полости может изменяться от 0,1 до 1 мм. Угол сопряжения β определяется техническими возможностями применяемого оборудования и методами контроля исполнительных размеров и составляет не более 30^o. Радиус выпуклой поверхности R расчитывается по определенной формуле.

Матрица для редуцирования работает следующим образом.

Заготовка поступает в заходную полость 1, затем деформируется в переходном участке 2 и калибруется, проходя через формообразующий поясок 3. Далее заготовка поступает в направляющую полость - переходный участок 4 и цилиндрический участок 5. При выталкивании происходит обратное движение заготовки через формообразующей поясок 3. При этом переходный участок 4 создает серповидный клиновидный зазор между заготовкой и выпуклой поверхностью, вследствие чего обеспечивается захват смазочного материала и подача его в зону формообразующего пояска, что гарантирует сохранение без разрывов защитно-смазочного покрытия и предотвращает налипание материала заготовки на поверхность матрицы. Пройдя рабочую полость, отредуцированная заготовка выходит без задиров и других поверхностных дефектов.

Таким образом, использование предложенной конструкции матрицы позволяет значительно повысить стойкость инструмента и качество получаемых деталей.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к холодновысадочному инструменту, и может быть использовано при изготовлении стержневых изделий. Матрица содержит заходную полость, рабочую полость с формообразующим пояском и переходным участком от заходной полости до формообразующего пояска и направляющую полость. Последняя выполнена с цилиндрическим участком и переходным участком от упомянутого цилиндрического участка до формообразующего пояска рабочей полости. Поверхность переходного участка направляющей полости выполнена выпуклой по радиусу и сопряжена с поверхностью цилиндрического участка по касательной поверхности, расположенной под углом не более 30^o. Величина сопрягаемого отрезка касательной составляет 0,1-1 мм. Радиус образующей выпуклой поверхности определен из приведенной математической зависимости. В результате обеспечивается повышение стойкости матрицы и повышение качества получаемых деталей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Матрица для редуцирования, содержащая заходную полость, рабочую полость с формообразующим пояском и переходным участком от заходной полости до формообразующего пояска и направляющую полость с цилиндрическим участком и переходным участком от упомянутого цилиндрического участка до формообразующего пояска, отличающаяся тем, что поверхность переходного участка направляющей полости от ее цилиндрического участка до формообразующего пояска рабочей полости выполнена выпуклой по радиусу R и сопряжена с поверхностью цилиндрического участка направляющей полости по касательной поверхности, расположенной под углом β к упомянутой поверхности цилиндрического участка направляющей полости не более 30°.2. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что величина L поверхности сопряжения выпуклой части поверхности переходного участка направляющей полости с ее цилиндрическим участком составляет 0,1÷1 мм, а радиус R образующей упомянутой выпуклой поверхности определен по формуле

где D₁ - диаметр цилиндрического участка направляющей полости;

d - диаметр формообразующего пояска;

β - угол между поверхностью цилиндрического участка направляющей полости и поверхностью сопряжения выпуклой части поверхности переходного участка направляющей полости с поверхностью упомянутого цилиндрического участка;

L - величина поверхности сопряжения выпуклой части поверхности переходного участка направляющей полости.