Штамп для объемной штамповки изделий с ребрами Советский патент 1982 года по МПК B21J13/02 

I

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штампам для объемной штамповки изделий с ребрами.

Известен штамп для объемной штамповки изделий с ребрами, содерясшциЙ верхнюю и нижнюю половины с предварительным и окончательным ручьями с выполненными в каждом из них полостями для формирования ребер и межреберных участков СП.

Недостатком известного штампа является невысокое качество готового изделия.

Целью изобретения является повышение качества готового изделия.

Указанная цель достигается тем, что штамп для объемной штамповки изделий с ребрами, содержащий верхнюю и нижнюю половины с предварительным и окончательным ручьями с выполненными в каждом из них полостями для формирования ребер и межреберных участков, снабжен мостиками, каждый из которых выполнен в окончательном ручье; между полостью для формирования ребер и полостью для формирования межреберяого участка, причем высота мостика определяется зависимостью

.. VitP -Уок

21. Wt где Н - высота мостика;

-объем металла элемента штамvnpповки в предварительном ру

10 чье;

-объем металла злемеита штамOKповки в окончательном ручье;

L - периметр злемента и штамповки по линии разъема;

15

W - скорость истечения металла в полость для формирования межреберного участка;

t - время истечения металлав полость для формирования

20 ребер;

2 - коэффициент, учитывающий истечение металла в двуз направлениях; 389 ширина мостика В () И, при этом объем полости для формирования ребра предварительного ручья в 1,15-1,2 раза больше объема полости для формирования ребра окончательного ручья, а полость для формирования межреберного участка предварительного ручья меньше полости для формирования межреберного участка окончательного ручья в 3,5-5 раз, и глубина каждой пояости для формирования межреберного участка составляет (0,1-0,2) высоты ребра получаемых изделий. На фиг. i схематически изображен предложенный штамп для объемной штамповки изделий с ребрами по предварительному ручью, разрез; на фиг. 2 нижняя половина штампа, вид сверху; на фиг. 3 - вторая половина штампа; на фиг. 4 - штамп по окончательному ручью, разрез; на фиг. 5 - узел I на }фиг. 4.

Штамп для объемной штамповки изделий с ребрами содержит нижнюю } и ; верхнюю 2 половины. На каждой из половин штампа выполнены предварительный ручей, состоящий из полости 3-для формирования ребер, межребер ных участков 4 и облойной канавки 5, окончательный рзгчей, также состоящий из полости 6 для формирования ребер, межреберных участков 7 и облойной канавки 8.

В случае штамповки изделий с ребрами больших размеров, предварительный и окончательный ручьи могут быть выполнены на отдельных кубиках. Б предварительном ручье каждая полость 3 для формирования ребер плавно переходят в полость для фор1«1рования межреберного участка 4. При этом каждая полость 3 выполнена объемом в. I, раза превышаюш;им объем аналогичной полости 6 окончательного ручья. Указанный диапазон превышения объема выбран таким потому, что этот избыток металла, образованный в предварительном ручье, необходим для создания компрессии металла при штамповке в окончательном ручье, а также для обеспечения необходимой критической степени деформации, позволяющей получать штамповку с качественной макроструктурой без крупнокристаллического ободка. Каждая полость для формирования межреберного участка 4 предварительного ручья выполнена глубиной равной h (0,1-0,2) высоты

в полостях 3 предварительного ручья, в полости для формирования мег(среберных участков 7 окончательного ручья,

а также перемещения металла при возможной недоштамповки в предварительном ручье, и в результате позволяет получать штамповки с точными вертикальными размерами, необходимыми механическими свойствами и хорошей макроструктурой.

При глубине полости для формирования межреберного участка 4, равной менее 0,1 высоты соответствунлдего ему элемента ребра получаемого изделия для формирования, потребуется большее усилие кузнечного оборудования. При глубине превышакнцей 0,2 высоты элемента ребра получаемого изделия, будет иметь место нерациональное перемещение металла заготовки в полости для формирования межреберного участка.

Это объясняется еще и Tei;, что в предварительном ручье должно происходить распределение штампуемого металла, обеспечивающее перемещение его из полости для формирования межреберных участков в качественное заполнение им полостей для формирования ребер в окончательном ручье. Окончательный ручей штампа дополнен мостиками 9, каждый из которых размещен между полостью 6 для формирования ребра и полостью для формирования межреберных участков 7. Каждый из мостиков 9 выполнен высотой, определяемой по формуле

Vnp -Vok

И

t

2UWt

где У„р - объем металла элемента штамповки в предварительном ручье;4 соответствующего ему элемента ребра получаемых изделий. Это объясняется тем, что в предварительном происходит распределение штампуемого металла, обеспечивающее его перемещение из полости для формирования межреберного участка в полость для формирования ребер и приводящее к экономии металла и качественному формированию ребер. Объем каждой полости для формирования межреберного участка 7 окончательного ручья в 3,5-5,0 раз превьпиает объем аналогичной полости предварительного ручья. Такое превьшение объемов обеспечивает перемещение избытков металла, заложенных

Vg - объем металла элемента штамповки в окончательном ручье;L - периметр элемента штамповки

по линии разъема; W - скорость истечения металла в межреберное пространство; t - время истечения металла в межреберное пространство; 2 - коэффициент, учитывающий истечение метгшла в двух направлениях; ширина мостика равна В (4-5) Н,

Такая пшрина мостиков 9 обеспечивает сопротивление истечению металла, необходимое как для качественного оформления ребер и их утолщений, так и для перемещения избытков металла, заложенных в полостях 3.предварительного ручья. При значении ширины мости- ка В 4 Н уменьшается сопротивление истечению металла в полости для форми рования межреберного участка и мостик не будет выполнять своей тормозной функции, обеспечивающей компрессию металла, необходимую для качественного оформления ребер. При значении ширины В 7 5 Н возрастает сопротивление истечению металла и каждый из мостиков будет служить препятствием выходу избытка металла, заложенного в полости предва-. рительного ручья, в полость для формирования межреберного участка, что приведет при обеспечении номинальных размеров изделия к увеличению усилия оборудования или к возможной недоштамповке, т. е. к повышению высоты изделия. Штамп работает следующим образом. Его устанавливают на кузнечноштамповочном оборудовании: прессе или молоте. Заготовку нагревают в нагревательном устройстве до требуемой температуры штамповки и укладьшают в предварительный ручей. Затем приво дят в соприкосновегше нижнюю 1 и вер нюю 2 половины штампа посредством штамповочного усилия, развиваемого кузнечным оборудованием и производят деформирование заготовки, в результа те чего создается компрессия металла и происходит заполнение им предварительного ручья штампа. После этог предварительную игтамповку извлекают из предварительного ручья штампа и переносят в нагревательное устройство, в котором нагревают ее до требуемой температуры. Нагретую предварительную штамповку укладывают в окончательный ручей штампа5 в котором получают окончательную форму штамповки. После этого штампованное изделие извлекают из штампа и отправляют на последующие операции технологического процесса.

В предложенном штампе с одинаковым

успехом можно производить штамповки типа каркасов с оребрением внутри контура штамповки с различной конфигурацией (расположением ребер или ребер, перемежающихся с утолщениями или

иными формами, обусловленными конструкцией чистового изделия).

Взаимное расположение ребер может иметь различные геометрические формы квадрата, трапеции, прямоугольника . или треугольника - прямоугольного, равнобедренного, разностороннего или с различными сторонами, или ромбической формы, образованной различными кривыми второго порядка. Ребра относительно плоскости разъема штампов могут быть разновеликими (симметричными, разновысотными, с различной шириной, как в одной, так и в другой половине штампа, наклонными или с изменяющимися высотами по своей протяженности). Материалом перечисленных из делий могут служить алюминиевые магниевые сплавы, а также конструкцион- : ные стали и сплавы на основе железа. Предложе«ный штамп прост по конструкции и в изготовлении, отличается высокой стойкостью. Он позволяет получать изделия высокого качества с полностью оформленными ребрами и их утолщениями. При равновеликих площадях проекции штамповки на плоскость разъема предложен1я 1й штамп, снабженный внутренними мостиками, требует значительно меньшего усилия кузнечного оборудования, чем при штамповке штампом, у которого такие мостики отсутствуют. Формула изобретения Штамп для объемной штамповки изделий с ребрами, содержащий верхнюю и нижнюю половины с предварительным и О1 ончательнымручьями с выполненными в каждом из них полостями для формирования ребер и межреберных участков , отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества получаемых изделий, он снабжен мостиками, каждый из которых выполнен в окончательном ручье между полостью для формирования ребер и полостью для формирования межреберного участка, причем высота мостика определяет ся зависимостью .. Vn i-VoK где Н Vnp - высота мостика; -объем металла элемента штамповки в предварительном ручье; -объем металла элемента шта повки в окончательном ручь -периметр элемента штамповки по линии разъема; скорость истечения металла в полость дЛя формирования межреберного участка: время истечения металла в полость для формирования ребер; 2 - коэффициент, учитываклций истечение металла в двух направленияхJ ширина мостика В (4-5) Н, при этом объем полости для формирования ребра предварительного ручья в 1,15-1,2 раза больше объема полости для формирования ребра окончательного ручья, а полость для формирования межреберного участка предварительного ручья меньше полости формирования межреберного участка окончательного ручья в 3,5 5 раз, и глубина каждой полости для формирования межреберного участка составляет (0,1-1,2) высоты ребра получаемых изделий. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 137103, кл. В 21 К 23/00, 12.06.60 (прототип),