Способ штамповки выдавливанием изделий с ребрами жесткости Советский патент 1991 года по МПК B21J5/12 

с/

с

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использова- но при штамповке изделий с тонким полотном и ребрами, Цель изобретения - повышение качества изделий и снижение энергозатрат на штамповку. Способ заключается в штамповке выдавливанием заготовок, при которой в местах, соответствующих ребрам на изделии, образуют выступы, и в последующей окончательной штамповке в две стадии. На первой стадии полученную заготовку деформируют совместно с накладкой, выполненной из пластичного или сыпучего материала и расположенной в межреберных промежутках; на второй стадии окончательно штампуют (калибруют) изделие, предварительно удалив накладку. В качестве накладки могут использоваться металлы, в том числе в порошкообразной форме, соли, графит, окислы и др., не реагирующие с материалом изделия и штампа. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при штамповке изделий с ребрами жесткости с тонким полотном, преимущественно в изотермических условиях.

Цель изобретения - повышение качества изделий и снижение энергозатрат на штамповку за счет изменения характера деформации заготовки.

Совместное деформирование предварительно отштампованной заготовки с накладкой из пластичного материала, размещенной в межреберных зонах, позволяет при окончательной штамповке значительно уменьшить перетекание металла из набранных утолщений, исключить образование складок и зажимов в полотне изделия и интенсифицировать течение металла в ребра, что позволяет повысить качество изделий и снизить энергозатраты на штамповку,

так как отсутствие встречного течения металла в полотне ведет к снижению усилия штамповки.

На фиг. 1 показана схема штамповки заготовки в предварительном штампе: слева - до деформации, справа - после предва- рительной штамповки; на фиг 2 - начальный момент первой стадии окончательной штамповки; на фиг. 3 - конечный момент первой стадии окончательной штамповки; на фиг. 4и5-соответственно начальный и конечный моменты второй стадии окончательной штамповки (калибровка изделия с доштамповкой ребер жесткости).

Штамп для реализации способа содержит контейнер 1, устанавливаемые в контейнере матрицы 2 и 3, и заходящие в контейнер пуансоны 4 и 5 соответственно для предварительной и окончательной штамповки.

О

о о о ю

Штамповку изделий с ребрами жесткости осуществляют следующим образом.

Заготовку 6 в виде отрезка прутка или полосы нагревают до ковочной температуры и укладывают на матрицу 2 нагретого предварительного штампа со смазанными рабочими поверхностями и, вводя в контейнер 1 пуансон 4, прикладывают к ней деформирующее усилие (фиг. 1). Металл затекает в углубления пуансона, образуя в местах расположения ребер на изделии выступы 7, плавно переходящие в межреберные плоские участки 8. Благодаря плавному изменению конфигурации рабочей поверхности матрицы 2 и пуансона 4 металл заготовки 6 свободно перетекает вдоль горизонтальной плоскости, при этом исключается образование дефектов в виде зажимов, прострелов и складок. Объем формуемых при предварительной штамповке выступов 7 соответствует объему соответствующих ребер изделия.

После предварительной штамповки полученный полуфабрикат извлекают из предварительного штампа, нагревают и смазывают. На верхней стороне полуфабриката между выступами размещают накладку 9 из пластичного или сыпучего материала. Этот же материал помещают между пазами матрицы 3 для окончательной штамповки (фиг. 2), установленной в контейнере 1 нагретого штампа для окончательной штамповки. Полуфабрикат с накладкой укладывают на матрицу 3 и, действуя пуансо- ном 5, выполняют первую стадию окончательной штамповки. При этом деформация выступов 7 и полотна полуфабриката сопровождается уплотнением и деформацией накладок 9.

Накладки 9 обжимают полотно, препятствуют обратному перетеканию металла из набранных на предварительном переходе утолщений и способствуют истечению его в пазы пуансона 5 и матрицы 3, в результате чего образуются ребра 10 изделия (фиг. 3).

После полного уплотнения накладок 9 (этот момент фиксируют по достижении прессом установленного усилия Р штамповки) деформацию прекращают, отводят пуансон 5, и извлекают из штампа изделие с вчерне отштампованными ребрами 10, местами недоштампованным, а местами пережатым полотном и уплотненными накладками 9.

С полученного чернового изделия удаляют накладки 9, очищают окончательный штамп от остатков материала накладки, подогревают его. смазывают, повторно укладывают на матрицу 3 окончательного штампа и осуществляют заключительную стадию окончательной штамповки при помощи пуансона 5 (фиг. 4). На этой стадии калибруется полотно и окончательно оформляются ребра 10 изделия (фиг 5).

В качестве материала накладки могут использоваться графит, металлы, соли и

окислы в виде порошков, не реагирующих с обрабатываемым материалом и с материалом штампа,

П р и м е р. В изотермических условиях на гидропрессе усилием 4 Мн из алюминие0 вого сплава АК4-1 штампуют фитинг, представляющий полотно толщиной 2 мм, с размерами в плане 177x42,5 мм. По контуру фитинга имеются двусторонние ребра толщиной 2 - 7 мм и высотой от полотна 9-29

5 мм, причем ребра максимальной высоты расположены по узким сторонам изделия. На расстоянии 30 мм от одного из концов имеется также поперечное двустороннее ребро толщиной 2 мм и переменной высо0 той 9-18 мм над уровнем полотна.

Заготовку в виде отрезка прутка 26 и длиной 175 мм нагревают в камерной печи до 460°С, помещают в предварительный штамп из стали 4Х5В2ФС закрытой конст5 рукции, закрепленный на гидравлическом прессе Д0436 усилием 4 МН. Температура штампа поддерживается на уровне 420- 440°С. Производят предварительную штамповку, при которой формуют фасонную

0 заготовку прямоугольной в плане формы, шириной 40 мм, имеющую на концах утолщения толщиной 25 мм, плавно переходящие в полотно толщиной около 5 мм. Давление в гидросистеме пресса при этом

5 равняется 70-80 атм, что соответствует удельным усилиям штамповки 100-130 МПа. Затем на пресс устанавливают окончательный закрытый штамп из стали 4Х5В2ФС, состоящий из контейнера, мат0 рицы и пуансона, нагретый до 420-440°С. На торцовые рабочие поверхности матрицы насыпают графит. Порошок графита насыпают также на верхнюю поверхность нагретой фасонной заготовки, которую вместе с

5 ним укладывают в штамп. Затем производят рабочий ход пресса, во время которого фасонная заготовка в области полотен обжимается вместе с порошком графита. После достижения в гидросистеме пресса давле0 ния 100-110 атм, свидетельствующего о достижении давления на заготовку в пределах 180-210 МПа, достаточного для полного оформления ребер в наиболее легко заполняемых зонах полости штампа, первую ста5 дню деформации прекращают, полуфабрикат извлекают из штампа, удаляют с него спрессованную графитную накладку путем виброгалтовки и последующего травления в щелочи, а штамп

прочищают. Очищенный полуфабрикат нагревают, смазывают, укладывают в нагретый окончательный штамп и доштамповывают усилием, превышающим усилие штамповки на предыдущей стадии. Давление на штампуемое изделие при этом составляет 210-240 МПа. Затем готовое изделие снимают со штампа. На изделии отсутствуют складки и другие дефекты.

Применение при окончательной штамповке накладок из пластичного или сыпучего материала и размещение их на предварительно отштампованной заготовке в зонах между выступами, определяющими ребра жесткости, позволяет изменить характер деформаций, протекающих в заготовке, что приводит к повышению точности изготовленных деталей, улучшению их качества и снижению энергозатрат при выполнении штамповки.

Формула изобретения 1. Способ штамповки выдавливанием изделий с ребрами жесткости, при котором, сначала в предварительном штампе формируют выступы на поверхности заготовки в

зонах расположения ребер жесткости изделия, а затем в окончательном штампе при помощи накладки формируют рельеф поверхности изделия с выдавливанием ребер

жесткости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий и снижения энергозатрат на штамповку, формирование рельефа поверхности изделия в окончательном штампе осуществляют в две

стадии, на первой из которых между выступами заготовки размещают накладку из материала, обладающего в условиях деформирования большей пластичностью, и меньшим сопротивлением деформации, чем

материал штампуемого изделия, и деформирование заготовки в зонах между выступами осуществляют через эту накладку, выдавливая ребра жесткости, после чего накладку удаляют, а на второй стадии калибруют изделие, доштамповывая ребра жесткости.

8

3

Риг.4

/

Фиг. 5