Способ изготовления кольцевых поковок Советский патент 1985 года по МПК B21J5/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам получения поковок без штамповочных уклонов. Известен способ получения кольцевых по ковок без штамповочных уклонов, включаюш,ий штамповку полой заготовки с наклонными стенками и последуюш.ую калибровку заготовки обжигом при приложении к ее торцу усилия нагружения и протяжку заготовки 11. Однако применение известного способа для изготовления поковок с отношением высоты к толщине стенки большим 1,5 не позволяет предотвратить неплоскостность торца, взаимодействующего с пуансоном, и уменьшить припуск на механическую обработку на этом торце ввиду того, что приложение осевого усилия к свободному торцу заготовки ведет к изгибу стенки поковки, в результате чего имеет место повышенный расход металла при ограниченном диапазоне типоразмеров получаемых деталей. Цель изобретения - экономия металла за счет повышения точности поковок и расширение диапазона типоразмеров получаемых деталей. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения кольцевых поковок без штамповочных уклонов, включающему штамповку полой заготовки с наклонными стенками и последующую калибровку заготовки обжимом при приложении к ее торцу усилия нагружения и протяжку заготовки, протяжку заготовки осуществляют на участке заготовки, отстоящем от нагружаемого при обжиме ее торца на расстоянии 0,05-0,3 высоты заготовки. Приложение усилия на участке меньшем 0,05 высоты h заготовки ведет к тому, что проис.ходит односторонний отход торца заготовки от пуансона вследствие малой площади контакта оправки, обеспечивающей осевое усилие, с заготовкой и недостаточной для компенсации действия изгибающего момента величины полного (интегрального) усилия Q даже при максимальной величине удельных усилий q. Приложение усилия на участке, большем 0,3 высоты заготовки нецелесообразно, поскольку поведет к дополнительным энергетическим затратам без повышения качества поковок. На фиг. 1 схематично изображена начальная стадия- калибровки заготовки; на фиг. 2 - промежуточная стадия; на фиг. 3 - конечная стадия калибровки заготовки; на фиг. 4 - зависимость изменения угла наклона оС нагруженного торца заготовки от хода обжима S при калибровке предлагаемым способом (сплошная линия) и при калибровке известным способом (пунктирная линия). Отштампованная с развернутым поперечным сечением заготовка 1 после обрезки и прошивки устанавливается в матрицу 2 и проталкивается пуансоном 3. В процессе обжима под действием давления матрицы G создается изгибающий момент М|, а под действием сил трения 7Г - изгибающий момент Мг относительно точки О (фиг. 1). В начальной стадии- обжима MI Мг, поэтому суммарный момент направлен (фиг. 1) против часовой стрелки, а торец заготовки поворачивается и прилегает к пуансону 3. После выхода из конического участка матрицы нижняя часть поковки продолжает деформироваться вне контакта с инструментом. Результатом воздействия ее на верхнюю находящуюся в коническом участке матрицы, часть заготовки является возникновение момента, направленного (фиг. 2) по часовой стрелке. Изменение соотнощения моментами М-( и Мг вследствие уменьшения плеча силСи возникновение момента M-j ведут к тому, что на некоторой стадии обжима, соответствующей недоходу торца пуансона до уровня калибрующего пояска матрицы на величину (фиг. 2), равную примерно 0,05- 0,25 хода обжима, су.ммарньй момент в верхней части заготовки меняет знак на противоположный и верхний торец заготовки начинает отходить от пуанс она. На этой стадии обжима предотвращения одностороннего отхода ;торца от поверхности пуансона прикладывают осевое усилие q к участку внутренней боковой поверхности заготовки 1, прилегающему к ее нагруженному торцу. Протяже|1ность участка приложения нагрузки составляет от 0,05 до 0,3 высоты заготовки Нагрузку q обеспечивают, например, кони|1еской оправкой 4. Заготовку 1 выполняют 1с переменной толщиной стенки - в месте, предусмотренном для приложения усилия|, выполняют утолщение, а у торца - утонение. По мере перемещения заготовки относительно оправки толщина ее стенки выравнивается, поскольку утолщенная часть заготовки сдвигается к тррцу и заполняет зону утонения. Способ реализован на поковках -из стали 45. Наружный диаметр меньщего основания поковки составляет 79,6 мм, толщина стенки 13,3 мм, высота покозки 31,8 мм, угол разворота сечения, в числе угол наклона верхнего торца, со|ставляет 7°. Угол конусности обжимной матрицы составляет 7°. Усилие q обеспечивакэт конической оправкой с углом конусности 7° на участке длиной 8 мм. При калибровке способом-прототипом на верхнем торце поковки наблюдается неплоскостопность (показана пумктиром на фиг. 3). Угол по ходу калибровки сначала уменьшается примерно до 0,3°, затем увеличивается до 1,7°. Калибровка предлагаемым способом с приложением усилия позволяет предотвратить односторонний отход нагруженного торца поковки и устранить его неплоскостность. Предлагаемое изобретение по сравнению с штамповкой на горячештамповочных автоматах без уклонов на наружной поверхности и-с малым (до 1,5°) уклоном на внутренней поверхности обеспечивает возможность получения поковок массой более 8 кг, а также более низкую себестоимость поковок меньшей массы в условиях производства средней серийности и мелкосерийного вследствие применения для штамповки более дешевого универсального оборудования и меньшего {в 4-8 раз) времени на переналадку инструмента; позволяет экономить металл за счет уменьшения припуска на одном из торцов поковки, повысить точность размеров поковок за счет устранения неплоскостности при расширении диапазона типоразмеров получаемых деталей.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ПОКОВОК без штамповочных уклонов, включающий штамповку полой заготовки с наклонными стенками, последующую калибровку заготовки обжимом при приложении к ее торцу усилия нагружения и протяжку заготовки, отличающийся тем, что, с целью экономии металла и расширения диапазона типоразмеров получаемых деталей, протяжку заготовки осуществляют на участке заготовки, отстоящем от нагружаемого при обжиме ее торца на расстоянии 0,05-0,3 высоты заготовки. (Л оо сд ел оо Фаг.1

град.

20 0 60 $.мм

Фиг Л