Способ получения поковок типа стержня с головкой и штамп для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК B21J5/02 B21J13/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением а именно к способам изготовления поковок типа стержня с головкой, преимущественно на ГКМ, и конструкциям штампов для их осуществления.

Целью изобрвтения является обеспе4ё1Ше возмрр сти изготовления крупно{габЩри ньпс головокс полостью под отвеостие, ось перпендикуляр|1 |ос стерж 1Я;

I Нафиг. 1 схематично изображена pocfleftJIk lfi oCTb изготовления поke icHi frS фиг, 2 - начальная стадия формовки ГОЛОВКИ} на фиг. 3 - конечная стадия формовки головки; на фиг. 4 - вид на пуансон и неподвижную матрицу со стороны подвижной матриц) в сомкнутом положении формовочного ручья; на фиг. 5 - вид А на фиг, 4; на фиг, 6 - вид Б на фиг. 4.

Способ осуществляют следуюпщм образом.

Вначале осуществляют набор металла для головки и расплющивание. При расплющивании обеспечивают точное дозирование объема металла, заключенного между плоскостью, проходящей через ось отверстия перпендикулярно оси стержня (плоскость АА), и стержнем (плоскость ББ) в пределах 1,011,05 объема прилегающей к стержню половины окончательнооформленной, но не прошитой головки, путем осуществления расплющивания с ограничением ручьем штампа боковых поверхностей заготовки на участках между плоскостями.

Если в заготовке после расплющивания объем металла между плоскостями АА и ББ составляет менее 1,01 объема половины окончательно оформленной, но не прошитой головки, то не обеспечивается качественное оформление радиусов сопряжения R, г (фиг. 1) у половины головки, прилегающей к стержню а если составляет более 1,05 объема, то снижается стойкость выступов, оформляющих полость под отверстие, из-за значительного объема металла, вытесняемого на первой стадии формовки в сторону пуансона.

Заготовку 1 (фиг, 2) после набора металла под головку и расплющивания укладывают в неподвижную матрицу 2. Затем усилием, направленным перпендикулярно оси стержня (усилием Pj бокового ползуна ГКМ), осуществляют ,

.первую стадию формовки головки между подвижной 3 и неподвижной 2 матрицами. На первой стадии формовки деформируют половину головки, прилегающую к стержню.

Оформление на первой стадии фор- мовки меньшей (чем половина) части головки ведет к застреванию поковки в пуансоне, поскольку в этом случае в пуансоне оформляется большая (чем половина) часть поковки, а полость в пуансоне имеет поднутрение.

Оформление на первой стадии формовки большей (чем половина) части головки затрудняет последующую обрезку облоя.

Для качественного оформления части головки,прилегающей к стержню, необходимо также точное размещение сдозированного при расплющивании объема металла в формовочном ручье, что обеспечивается оформлением при расплющивании головки на одном из ее торцов технологического выстуяа (фиг. 1), расположенного по оси отверстия в головке поковки и фиксации поковки при формовке по технологическому выступу.

Четкое оформление выступа при расплющивании обеспечивается оформлением выемки на противоположном выступу торце головки. Вторую стадию формовки осуществляют усилием, направленным вдоль оси стержня-усилием Pj, главного ползуна ГКМ, деформируя пуансоном другую половину головки (фиг. 3). Половина головки, прилегающая к стержню, на второй стадии не деформируется. Имеющийся головке избыток металла вытесняется в разъем между пуансоном и матрицами с образованием облоя.

В пуансоне 4 формовочного ручья (фиг. 3, 4, 6) выполнена полость для оформления половины каждой из боковых и торцовых наружных поверхностей головки. В матрицах вьтолнены полости b и b (фиг. 4, 5) для оформления другой половины каждой из боковых и торцовых поверхностей головки. На каждой матрице 2 и 3) со стороны пуансона выполнен выступ 2 и 2 для оформления полости под отверстие, а на пуансоне 4 выполнен ответные выступам выемки е и е .

Разъем между пуансоном и матрицами выполнен по сложной поверхности. На верхнем и нижнем участках ВГ и в г (фиг. 4) разъем вьшолнен по плоскости На среднем участке ff, соответствующем выступам для оформления отверстия г, г и ответным выемкам е, е , разъем вьтолнен по круговой поверхности (цилиндрической или конической). Изобретение позволяет расчленять операцию формовки на две стадии и уменьшить усилие, требуемое,на боковом ползуне ГКМ, за счет уменьшенияобъема очага деформации на каждой из стадий и изменения граничных ус-. ловий на контуре на первой стадии формовки и тем самым обеспечить воз можность получения поковок с крупногабаритными головками и полостью под отверстие. Пример, Способ реализован на ;поковках шток из стали 45Х. Диаметр головки поковки составляет 115 мм, диаметр полости под отверстие 69 мм, толщина головки 48 мм, длина поковки, включая головку и.стержень 715 мм, диаметр стержня 57,5 мм, Технологический процесс включает нагрев конца заготовки до температуры горячей деформации и последовател но выполняемые набор металла под головку, расплющивание головки до толщины 47 мм с оформлением технолог ческого выступа диаметром 20 мм и высотой 7 мм, формовку головки в две стадии с полостью под отверстие, обрезку облоя, прошивку отверстия. Штамповочные операции выполняют на ГКМ с усилием на главном ползуне 1250 тс. 1 2 Требуемое на боковом ползуне усилие при штамповке данной поковки известным способом можно определить по (5) K-F d где К 3,8 (при-1 11 ); ,.т..Ы.. ,0382мм6 21,4 кг/мм для стали 40х при температуре деформирования . Тогда требуемое усилие на боковом ползуне равно Pj 3,8 х 10382 х 21,4 844 тс. Усилие на главном ползуне составляетТаким образом, для штамповки поковки шток известным способом необходимо применять ГКМ с усилием 3150 тс, т„е, самую мощную из гаммы выпускаемых отечественной промьшшенностью ГКМ, Изобретение по сравнению с известными устройством и способом позволяет уменьшить расход металла на 0,8 кг на поковку и снизить трудоемкость последующей механической обработки, а .также уменьшить в 2-3 раза требуемое усилие на боковом ползуне,что дает возможность исп шьзовать оборудование меньшей мощности, получать крупногабаритные головки и повысить экономичность процесса..

Расплющивание

а А

Формовка (9Я cmadu l

1. Способ получения поковок типа стержня с головкой, преимущественно на горизонтально-ковочных машинах, включающий набор на стержневой заготовке металла под головку, расплющивание головки, а также формовку в одном ручье головки с полостью под отверстие, ось которого перпендикулярна оси стержня, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона типоразмеров получаемых изделий, формовку головки вы полняют в две стадии, на первой из которых усилием, направлению перпендикулярно оси стержня, оформляют половину головки, прилегающую к стержню, а на второй - усилием, направленным вдоль оси стержня, оформляют другую половину головки. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при расплющивании головки оформляют на одном из ее торцов технологический вьютуп, расположенный по оси отверстия в головке поковки, а формовку головки осуществляют с фиксацией поковки Б ручье штампа по технологическому выступу. 3.Штамп для получения поковок типа стержня с головкой преимущественно на горизонтально-ковочных (Л машинах, содержащий пуансон с полостью для оформления половины наружной поверхности головки, а также подвижную и неподвижную матрицы с полостями для оформления другой половины наружной поверхности головки, отличающийся тем, что на каждой матрице со стороны пуансона выполнен выступ для оформления полости под отверстие изготав(яиваеной детали, имеющий ось симмет1;рии, перпендикулярную плоскости разъема матриц, образованный на стенке каждой матри1ц 1 половинами концентричных окружностей, а на участке матрицы между ее стенкой и плоскостью разъема - концентричными окружностями, расположенными наполовину в полости матрицы, а в пуансоне вьтолнены ответные выступам выемки.

Формовка,

Я г. (2- стадий

V,--лЛ ii mJlAXiQe

л

Фиг, 1

/

.Х

w

/-г

Фиг. г

вг J

ВидА

Вид f)

z

NT

г г

ug.ff

Фиг.6