Способ штамповки гаечных ключей Российский патент 2024 года по МПК B21K5/16 B21K27/04 B21J13/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к области обработки металлов давлением и может быть использовано при горячей штамповке 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 №2108188, опубл. 10.04. 1998 г.].

Недостатком известной технологии, в том числе технической проблемой, является 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.

Из уровня техники известен способ изготовления гаечного ключа [Patent 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 в штампе сложной конструкции, для обеспечения рабочих движений в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ штамповки гаечного ключа [Патент №2781826, опубл. 18.10.2022 г.], который осуществляется горячей штамповкой из непрерывной длинномерной плоскостной заготовки.

Недостатком известного из уровня техники способа, в том числе технической проблемой, является то, что длинномерную заготовку штампуют в штампе последовательного действия, имеющего, по меньшей мере, три пуансона, которые должны располагаться на разных позициях штамповки, что увеличивает габариты рабочей зоны, отражается на увеличении размеров блока штампа и приводит к удорожанию штамповой оснастки. Кроме того пуансоны имеют угловые элементы, которые подвержены более быстрому износу, т.к. являются концентраторами напряжений.

Задачей изобретения является создание способа штамповки гаечных ключей, включающего получение из листового металла штучной плоскостной заготовки с фигурным контуром без концентраторов напряжений, составленного из сопряжений прямолинейных и дуговых элементов, плавно переходящих друг в друга, при этом толщину штучной плоскостной заготовки заранее определяют из условия равенства ее объема объему поковки под гаечный ключ с учетом необходимых технологических элементов - облоя, клещевины и объема металла, теряемого на угар при нагреве. Форму штучной плоскостной заготовки необходимых размеров получают операцией двухсторонней отрезки с образованием участков под рукоятку и зевы гаечного ключа. Элемент штучной плоскостной заготовки в виде отростка, выполняющего функцию клещевины, делает возможным с помощью грейферного захвата транспортировку и позиционирование штучной плоскостной заготовки на позиции штамповки, что, в свою очередь, обеспечивает выполнение горячей штамповки поковки гаечного ключа за один удар молота с встречным движением ударных масс - импактора.

В основу заявленного изобретения был положен технический результат - уменьшение металлоемкости заготовки и упрощение конструкции отрезного штампа для получения штучной плоскостной заготовки с формой, размерами и объемом, обеспечивающими выполнение окончательного формоизменения штучной плоскостной заготовки с фигурным контуром за один удар, а использование в ее конструкции отростка, выполняющего функцию клещевины, обеспечит ее транспортировку на этапах обработки и позиционирование в месте соударения половин штампа, установленного на молот с встречным движением ударных масс - импактора.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в способе штамповки гаечных ключей из листового металла в виде рулона ленты или полосы получают плоскостную штучную заготовку с участками под рукоятку и зевы гаечного ключа, с фигурными контурами противолежащих сторон и утолщением концевого участка, на котором расположен отросток, выполняющий функцию клещевины, в условиях холодной деформации в разделительном штампе путем двухсторонней отрезки по фигурным контурам противолежащих сторон заготовки, осуществляют нагрев штучной плоскостной заготовки в проходном индукторе до температуры горячей штамповки, ориентирование осуществляют после достижения заданной температуры нагрева штучной плоскостной заготовки в установленном на выходе из индуктора питателе в виде подвижной рамки, при этом штучную плоскостную заготовку ориентируют в наклонном положении под углом 8°20' с обеспечением направления отростка вверх и в ориентированном положении путем поступательного движения питателя выдают на позицию, расположенную параллельно месту соударения половин штампа, установленного на молот с горизонтальным движением ударных масс - импактор, после чего штучную плоскостную заготовку, которую удерживают за отросток посредством расположенного вертикально захвата грейферного устройства, перемещают цепным механизмом в рабочее пространство молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора на место соударения половин штампа, одновременно питатель отводят на исходную позицию, а затем после нанесения одного удара штампом по нагретой штучной плоскостной заготовке захват грейферного устройства отводят цепным механизмом из рабочей зоны молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора на исходную позицию вне рабочей зоны, разжимают захват грейферного устройства и освобождают его от поковки для подачи следующей штучной плоскостной заготовки в рабочую зону упомянутого молота для штамповки очередной поковки гаечного ключа, а освобожденную от захвата грейферного устройства поковку размещают на траковом конвейере для транспортировки на обрезной пресс для обрезки облоя.

Изобретение поясняется изображениями:

Фиг. 1 - схема штучной плоскостной заготовки с фигурным контуром, полученной из рулона ленты или полосы с помощью операции двухсторонней отрезки;

Фиг. 2 - схема автоматизированного комплекса на базе молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора для горячей штамповки поковок гаечных ключей;

Фиг. 3 - поковка гаечного ключа.

Пример осуществления способа штамповки гаечных ключей.

В предлагаемом способе штамповки гаечных ключей из исходного листового металла в виде рулона ленты или полосы получают плоскостную штучную заготовку 1 (Фиг. 1) с участками под рукоятку и зевы гаечного ключа, с фигурными контурами противолежащих сторон и утолщением концевого участка, на котором расположен отросток, выполняющий функцию клещевины, в условиях холодной деформации в разделительном штампе путем двухсторонней отрезки по фигурным контурам противолежащих сторон заготовки. Осуществляют нагрев штучной плоскостной заготовки из стали марки 40ХФА [ГОСТ 4543-2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия] в проходном индукторе до температуры горячей штамповки T=1250°С [Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. / Ред. совет. Е.И. Семенов (пред.) и др. Москва: Машиностроение, 2010. Т. 1. Материалы и нагрев. Оборудование, Ковка / Под ред. Е.И. Семенова. 2010. 568 с.]. Ориентирование осуществляют после достижения заданной температуры нагрева штучной плоскостной заготовки 1 (Фиг. 2) в установленном на выходе из индуктора питателе 2 в виде подвижной рамки, при этом штучную плоскостную заготовку ориентируют в наклонном положении под углом 8°20', с обеспечением направления отростка вверх и в ориентированном положении путем поступательного движения питателя 2 выдают на позицию, расположенную параллельно месту соударения половин 3 и 4 штампа, установленного на молот с горизонтальным движением ударных масс - импактор 5, после чего штучную плоскостную заготовку, которую удерживают за отросток посредством расположенного вертикально захвата 6, грейферного устройства, перемещают цепным механизмом в рабочее пространство молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора 5 на место соударения половин 3 и 4 штампа, одновременно питатель 2 отводят на исходную позицию, а затем после нанесения удара штампом по нагретой штучной плоскостной заготовке захват 6 грейферного устройства отводят цепным механизмом 7 из рабочей зоны молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора 5 на исходную позицию вне рабочей зоны, разжимают захват 6 грейферного устройства и освобождают его от поковки для подачи следующей штучной плоскостной заготовки в рабочую зону упомянутого молота 5 для штамповки очередной поковки (Фиг. 3) гаечного ключа, а освобожденную от захвата 6 грейферного устройства поковку размещают на траковом конвейере (на изображениях не показан) для транспортировки на обрезной пресс (на изображениях не показан) для обрезки облоя.

Из рассмотренного примера следует, что при соблюдении заявленной в формуле изобретения последовательности обработки и режима нагрева при уменьшении металлоемкости заготовки и упрощении конструкции отрезного штампа для получения штучной плоскостной заготовки с формой, размерами и объемом обеспечивающими выполнение окончательного формоизменения плоскостной заготовки с фигурным контуром за один удар с помощью молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора, а использование в ее конструкции отростка, выполняющего функцию клещевины, обеспечит ее транспортировку на этапах обработки и позиционирование в месте соударения штампа, установленного на упомянутый молот, в результате осуществления заявленного способа будет обеспечено получение качественных поковок гаечных ключей, удовлетворяющих условиям эксплуатации.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле изобретения обеспечивает решение поставленной задачи - получение из листового металла штучной плоскостной заготовки с контуром без концентраторов напряжений операцией двухсторонней отрезки с образованием участков под рукоятку и зевы гаечного ключа, а также элемента штучной плоскостной заготовки в форме отростка, выполняющего функцию клещевины, делает возможным с помощью питателя и грейферного захвата транспортировку штучных плоскостных заготовок при подаче на молот с горизонтальным движением ударных масс - импактор с позиционированием в месте соударения подвижных масс упомянутого молота для окончательного формоизменения в штампе штучной плоскостной 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», «уровень техники» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при горячей штамповке удлиненных в плане стальных поковок на молоте. Из листового металла получают штучную заготовку с участками под рукоятку и зевы гаечного ключа, с фигурными контурами противолежащих сторон и утолщением концевого участка, на котором расположен отросток, выполняющий функцию клещевины. Заготовку нагревают в проходном индукторе до температуры горячей штамповки, ориентируют в установленном на выходе из индуктора питателе и выдают на позицию, расположенную параллельно месту соударения половин штампа, установленного на молот. Заготовку, которую удерживают захватом, перемещают цепным механизмом в рабочее пространство молота, а питатель отводят на исходную позицию. Затем после нанесения удара штампом по заготовке захват отводят из рабочей зоны молота на исходную позицию вне рабочей зоны и освобождают его от поковки. Освобожденную поковку размещают на траковом конвейере для транспортировки на обрезной пресс для обрезки облоя. В результате обеспечивается снижение металлоемкости заготовки и упрощение конструкции отрезного штампа для ее получения. 3 ил., 1 пр.

Способ штамповки гаечных ключей, включающий получение заготовки, ее ориентирование и штамповку, отличающийся тем, что из листового металла в виде рулона ленты или полосы получают плоскостную штучную заготовку с участками под рукоятку и зевы гаечного ключа, с фигурными контурами противолежащих сторон и утолщением концевого участка, на котором расположен отросток, выполняющий функцию клещевины, в условиях холодной деформации в разделительном штампе путем двухсторонней отрезки по фигурным контурам противолежащих сторон заготовки, осуществляют нагрев штучной плоскостной заготовки в проходном индукторе до температуры горячей штамповки, ориентирование осуществляют после достижения заданной температуры нагрева штучной плоскостной заготовки в установленном на выходе из индуктора питателе в виде подвижной рамки, при этом штучную плоскостную заготовку ориентируют в наклонном положении под углом 8°20' с обеспечением направления отростка вверх и в ориентированном положении путем поступательного движения питателя выдают на позицию, расположенную параллельно месту соударения половин штампа, установленного на молот с горизонтальным движением ударных масс - импактор, после чего штучную плоскостную заготовку, которую удерживают за отросток посредством расположенного вертикально захвата грейферного устройства, перемещают цепным механизмом в рабочее пространство молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора на место соударения половин штампа, одновременно питатель отводят на исходную позицию, а затем после нанесения одного удара штампом по нагретой штучной плоскостной заготовке захват грейферного устройства отводят цепным механизмом из рабочей зоны молота с горизонтальным движением ударных масс - импактора на исходную позицию вне рабочей зоны, разжимают захват грейферного устройства и освобождают его от поковки для подачи следующей штучной плоскостной заготовки в рабочую зону упомянутого молота для штамповки очередной поковки гаечного ключа, а освобожденную от захвата грейферного устройства поковку размещают на траковом конвейере для транспортировки на обрезной пресс для обрезки облоя.