Способ штамповки гаечных ключей Российский патент 2022 года по МПК B21K5/16 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к области обработки металлов давлением, и может быть использовано при горячей пластической обработке удлиненных в плане стальных поковок на молоте горизонтальной компоновки (импакторе).

Традиционной технологией изготовления удлиненных в плане поковок, в том числе гаечных ключей [ГОСТ 2839-80 Глючи гаечные с открытым зевом двухсторонние. Конструкция и размеры. - М.: Госкомстандарт СССР, 1980. - 22 с] является горячая объемная штамповка на молотах вертикальной компоновки [патент РФ №2108188, опубл. 10.04.1998 г.].

К недостаткам известной технологии относится необходимость штамповки в нескольких ручьях: протяжном, формовочном, предварительном, окончательном и отрубном, что снижает производительность, т.к. число ударов, наносимых по заготовке равно или больше количества ручьев молотового штампа.

Известен способ изготовления ключей, включающий предварительное профилирование заготовок с помощью поперечно-клиновой прокатки с их последующей горячей штамповкой [патент РФ №2305610,опубл. 10.09.2007 г.].

Недостатком данного способа является возможность формоизменения профилируемой заготовки только ограниченной длины, кроме того, реализация окончательного формоизменения штамповкой ориентирована на кузнечно-штамповочное оборудование вертикальной компоновки, где штучная заготовка устанавливается и позиционируется в нижней половине штампа, что невозможно осуществить при использовании импактора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ изготовления гаечного ключа [патент JP 2018-65166 А, опубл. 26.04.2018 г.], который осуществляется из штучной полосовой заготовки обжатием ее средней части с последующим набором металла высадкой концевых участков под головки зевов ключа.

Недостатком известного из уровня техники способа, в том числе технической проблемой, является то, что он реализуется только для штучных заготовок.

Задачей изобретения является создание способа штамповки гаечных ключей, включающего получение из полосы заготовки, толщину которой заранее определяют из условия равенства ее объема объему поковки под гаечный ключ. Форму заготовки необходимых размеров получают операцией отрезки с образованием участков под рукоятку и зевы гаечного ключа, причем смежные участки плоских профилированных заготовок под ключ стыкуются зевами в виде8-образного участка, это приводит к изготовлению длинномерной плоской непрерывной заготовки и делает возможным ее транспортировку и позиционирование на позиции штамповки, что, в свою очередь обеспечивает закрытую штамповку поковки гаечного ключа. Для обеспечения течения металла при заполнении полости ручья молотового штампа размеры заготовки в плане выполняют меньше соответственных размеров ручья.

В основу заявленного изобретения был положен технический результат - повышение производительности за счет уменьшения количества штамповочных операций путем выполнения окончательного формоизменения, деформируемого участка плоской заготовки за один удар, а использование длинномерной непрерывной плоской заготовки обеспечит ее транспортировку на этапах обработки и позиционирование в месте соударения подвижных масс импактора.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в способе штамповки гаечных ключей, включающем нагрев и подачу полосы, вырубку заготовки, ее ориентирование и штамповку, нагрев полосы ведут в проходном индукторе до температуры Т₁, удовлетворяющей неравенству (G+ΔT₁)°C≤T₁≤(N-ΔT₁)°C, непрерывную плоскую заготовку получают в штампе последовательного действия поэлементной отрезкой противоположных удаляемых участков, тем самым образуя участок под рукоятку гаечного ключа, одновременно с этим отрезкой производят оформление пазов в местах расположения зевов гаечных ключей, при этом смежные заготовки соединяют головками и получают на стыке S-образный участок для обеспечения транспортировки полученной длинномерной плоской заготовки периодического профиля, затем при остаточной температуре Т₂, удовлетворяющей неравенству (G)°C≤T₂≤(G+ΔT₂)°С, длинномерную плоскую заготовку ориентируют поворотом на 90°, и с заданным шагом подают на позицию соударения, движущихся навстречу друг другу ударных масс молота горизонтальной компоновки, затем смыкают половины штампа, деформируя за один удар участок плоской заготовки, приходящийся на одну поковку гаечного ключа, одновременно с этим отделяют в отрубном ручье отштампованную поковку от длинномерной плоской заготовки, где ΔT₁=142°C; ΔТ₂=60°С; температуры точек G и N диаграммы «железо-углерод», соответствующие полиморфному превращению α↔γ G=910°C, N=1392°C. Изобретение поясняется изображениями:

Фиг. 1 изображена схема получения заготовки необходимой формы из полосы с помощью операции отрезки;

Фиг. 2 - длинномерная плоская заготовка, в изометрии;

Фиг. 3 - поковка гаечного ключа.

Способ штамповки гаечных ключей включает нагрев и подачу полосы, вырубку заготовки, ее ориентирование и штамповку. Нагрев полосы ведут в проходном индукторе до температуры T₁, удовлетворяющей неравенству (G+ΔT₁)°C≤T₁≤(N-ΔT₁)°C, непрерывную плоскую заготовку получают в штампе последовательного действия поэлементной отрезкой противоположных удаляемых участков, тем самым образуя участок под рукоятку гаечного ключа, одновременно с этим отрезкой производят оформление пазов в местах расположения зевов гаечных ключей, при этом смежные заготовки соединяют головками и получают на стыке S-образный участок для обеспечения транспортировки полученной длинномерной плоской заготовки периодического профиля, затем при остаточной температуре Т₂, удовлетворяющей неравенству (G)°C<T₂≤(G+ΔT₂)°C, длинномерную плоскую заготовку ориентируют поворотом на 90°, и с заданным шагом подают на позицию соударения, движущихся навстречу друг другу ударных масс молота горизонтальной компоновки, затем смыкают половины штампа, деформируя за один удар участок плоской заготовки, приходящийся на одну поковку гаечного ключа, одновременно с этим отделяют в отрубном ручье отштампованную поковку от длинномерной плоской заготовки, где ΔT₁=142°C; ΔT₂=60°С; температуры точек G и N диаграммы «железо-углерод», соответствующие полиморфному превращению α↔γ G=910°C, N=1392°C.

Пример осуществления способа штамповки гаечных ключей.

Как указано выше в предлагаемом способе штамповки гаечных ключей нагрев полосы ведут в проходном индукторе до температуры Т₁, удовлетворяющей неравенству (G+ΔT₁)°C≤T₁≤(N-ΔT₁)°C. Форму плоской заготовки (фиг. 1) получают в штампе простого или последовательного действия поэлементной отрезкой противоположных удаляемых участков, тем самым образуя участок под рукоятку гаечного ключа, одновременно с этим отрезкой производят оформление пазов в местах расположения зевов гаечных ключей, при этом смежные заготовки соединяют головками и получают на стыке S-образный участок для обеспечения транспортировки полученной длинномерной плоской заготовки периодического профиля (фиг. 2). Толщину заготовки заранее определяют из условия равенства ее объема объему поковки под гаечный ключ. Для обеспечения течения металла при заполнении полости ручья молотового штампа размеры заготовки в плане выполняют меньше соответственных размеров ручья. Затем длинномерную плоскую заготовку при остаточной температуре Т₂, удовлетворяющей неравенству (G)°C<T₂≤(G+ΔT₂)°C, ориентируют поворотом на 90°, и с заданным шагом подают на позицию соударения, движущихся навстречу друг другу ударных масс молота горизонтальной компоновки, затем смыкают половины закрытого штампа (на изображениях не показаны), деформируя за один удар участок плоской заготовки, приходящийся на одну поковку гаечного ключа, одновременно с этим отделяют в отрубном ручье отштампованную поковку от длинномерной плоской заготовки, где ΔT₁=142°C; ΔТ₂=60°С; температуры точек G и N диаграммы «железо-углерод», соответствующие полиморфному превращению α↔γ G=910°C, N=1392°C.

Из рассмотренного примера следует, что при соблюдении заявленной в формуле изобретения последовательности обработки и режимов нагрева при повышении производительности, получают качественные поковки гаечного ключа, удовлетворяющие условиям эксплуатации, при этом несоблюдение заявленной технологии ведет к возникновению брака.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле изобретения обеспечивает решение поставленной задачи - возможность транспортировки заготовок при нагреве и подаче на молот с позиционированием в месте соударения подвижных масс импактора для окончательного формоизменения деформируемого участка заготовки за один удар.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к машиностроению и предназначен для осуществления процесса обработки давлением металлов и сплавов при изготовлении поковок гаечных ключей;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячей пластической обработке удлиненных в плане стальных поковок на молоте горизонтальной компоновки. Из нагретой в проходном индукторе полосы получают непрерывную плоскую заготовку поэлементной отрезкой противоположных удаляемых участков с образованием участков под рукоятку гаечного ключа. Одновременно производят оформление пазов в местах расположения зевов гаечных ключей. Смежные заготовки соединяют головками и получают на стыке S-образный участок. Затем при остаточной температуре заготовку ориентируют поворотом на 90° и подают на позицию соударения ударных масс молота. За один удар деформируют участок плоской заготовки, приходящийся на одну поковку гаечного ключа. Одновременно отделяют в отрубном ручье отштампованную поковку. В результате обеспечивается уменьшение количества штамповочных операций и транспортировка заготовки на этапах обработки и позиционирование в месте соударения подвижных масс молота. 3 ил.

Способ штамповки гаечных ключей, включающий нагрев и подачу полосы, вырубку заготовки, ее ориентирование и штамповку, отличающийся тем, что нагрев полосы ведут в проходном индукторе до температуры Т₁, удовлетворяющей неравенству (G+ΔT₁)°C≤T₁≤(N-ΔT₁)°С, непрерывную плоскую заготовку получают в штампе последовательного действия поэлементной отрезкой противоположных удаляемых участков, тем самым образуя участок под рукоятку гаечного ключа, одновременно с этим отрезкой производят оформление пазов в местах расположения зевов гаечных ключей, при этом смежные заготовки соединяют головками и получают на стыке S-образный участок для обеспечения транспортировки полученной длинномерной плоской заготовки периодического профиля, затем при остаточной температуре T₂, удовлетворяющей неравенству (G)°С<T₂≤(G-ΔT₂)°С, длинномерную плоскую заготовку ориентируют поворотом на 90° и с заданным шагом подают на позицию соударения движущихся навстречу друг другу ударных масс молота горизонтальной компоновки, затем смыкают половины штампа, деформируя за один удар участок плоской заготовки, приходящийся на одну поковку гаечного ключа, одновременно с этим отделяют в отрубном ручье отштампованную поковку от длинномерной плоской заготовки, где ΔT₁=142°C; ΔТ₂=60°С; температуры точек G и N диаграммы «железо-углерод», соответствующие полиморфному превращению α↔γ G=910°C, N=1392°C.