Способ получения изделий типа тонкостенных стаканов Советский патент 1983 года по МПК B21K21/04 B21J5/06 B21J3/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА ТОНКОСТЕННЫХ СТАКАНОВ

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при холодном выдавливании изделий типа тонкостенных стаканов.

Известен способ получения изделий типа тонкостенных стаканов, включающий обратное выдавливание из сплошной заготовки в матрице, установленной в контейнере с жидкостью, находящейся под высоким давлением 1.

Известен способ получения изделий типа тонкостенных стаканов, включающий обратное выдавливание из заготовки с центральным отверстием, заполненным жидкой смазочной средой 2.

Недостатками известного способа являются низкое качество изделий из-за значительной неравномерности деформадии в стенке изделия, что приводит к короблению ее под действием остаточных напряжений, а также высокое усилие выдавливания изза трения на контакте заготовки с матрицей.

Цель изобретения - снижение усилия выдавливания и повышение качества изделий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения изделий типа тонкостенных стаканов, включающему обратное выдавливание из заготовки с центральным отверстием, запЪлненным жидкой 5 смазочной средой, одновременно с обратным выдавливанием производят раздачу заготовки в матрице, также заполненной жидкой смазочной средой.

В качестве смазочной среды, находя Q щейся в матрице, можно использовать жидкость большей вязкости, чем находящуюся в заготовке, с целью компенсации разницы давлений в центре заготовки и на периферии.

15 На фиг. 1 изображена схема обратного выдавливания с запиранием смазки и принудительной подачей ее как с внутренней, так и наружной стороны заготовки, исходное состояние; на фиг. 2 - запирание внутренней и наружной между заготовкой и мат20рицей полостей путем раздачи стенки заготовки; на фиг. 3 - обратное выдавливание с одновременной раздачей оставшейся стенки заготовки; на фиг. 4 окончание процесса; на фиг. 5 и 6 - варианты

заготовок с центрированием по матрице, уложенные в нее перед выдавливанием; на фиг. 7 - получение деталей с отверстием в дне, исходное состояние; на фиг. 8 - обратное выдавливание трубчатой заготовки с одновременной раздачей ее и принудительной подачей смазки снаружи и внутрь заготовки; на фиг. 9 - окончание процесса.

Способ реализуется следующим образом.

Предварительно в исходной заготовке 1 выполняют полость 2 (фиг. 1). Толщина дна заготовки 1 равна толщине дна изделия 3. При этом ее наружный диаметр выполняют меньщим диаметра рабочей полости матрицы на величину, достаточную для образования наружной полости и допускающую пластическую раздачу стенки заготовки 1 без ее разрущения. В полость 2 заготовки и в рабочую полость матрицы 4 заливают смазочную жидкость: мыльную эмульсию, касторовое масло, глицерин или машинное масло. Заготовку 1 устанавливают в матрицу 4, как показано на фиг. 1. При включении пресса пуансон 5 опускается и. упирается коническим (или сферическим) торцом б во внутреннюю кромку заготовки 1, раздавая стенку ее в радиальном направлении, замыкая при этом внутреннюю полость 2 и образуя полость 7 (фиг. 2). При дальнейшем движении пуансона 5, осуществляющего обратное выдавливание с одновременной раздачей подходящих к пуансону участков стенки заготовки (фиг. 2), объемы обеих полостей 2 и 7 уменьщаются, смазка принудительно поступает в зону деформации, осуществляя жидкостное трение по двум поверхностям. Процесс заканчивается с практически полг ным использованием запаса смазки в замкнутых полостях 2 и 7 (фиг. 4).

Так как при обратном выдавливании гидростатическое давление на оси симметрии выше, чем на периферии заготовки, а смазка под больщим давлением лее вязкая, то, чтобы избежать опережающего ее выжимания из внешней полости 7 заготовки 1, во внутреннюю полость 2 помещают менее вязкую смазку. Например, для выдавливания стальных заготовок во внутреннюю полость заливают касторовое масло, а во внещнюю - машинное.

Если пуансон недостаточно хорошо центрирует заготовку в матрице по ее рабочему конусу (например, когда рабочая часть его должна быть сферической), то эту заготовку выполняют с буртом или со скосом, больший диаметр которой входит в матрицу по скользящей посадке (фиг. 5 и 6).

Пример. Проводилась опытная обработка деталей по предлагаемому способу. Материал заготовки сталь 10. Смазка - 6%ная мыльная эмульсия. Заготовка предварительно зафосфатирована с толщиной фосфатного покрытия, равной 15-20 мкм. Диаметр рабочей полости матрицы 31 мм, а глубина 25 мм. Рабочий диаметр пуансона 29 мм, меньший торец усеченного конуса 8 мм, двойной угол конусности рабочего

торца пуансона 90°. Матрица выполнена из легированной стали Х12Ф1, а пуансон из быстрорежущей стали Р6МЗ. Для эксперимента, в заготовке с наружным диаметром 30 мм и высотой 20 мм просверQ ливалась полость диаметром 10 мм и глубиной 17 мм. Заготовка выточивалась на токарном станке. Степень деформации полой заготовки составила (- - зо2 Jpl-J ±. 0,85) 85%,

из сплошной заготовки. Степень дефор5 мации была бы 87,5%. Такие степени деформации стальных изделий неосуществимы при обычных способах выдавливания. Выдавливание проводили на гидравлическом прессе усилием 1 МН, скорость полQ зуна 2,8 мм/с. Усилие выдавливания снимали с оттарированного манометра, установленного на прессе. По предлагаемому способу оно оказалось равным в среднем 0,87 МН, а по известному способу 0,98 МН. Усилие выдавливания по предлагаемому

5 способу в среднем на 12-15% ниже, чем по известному способу. Качество поверхности изделий и в том, и в другом случае удовлетворительное. Высота изделия составила 108 мм, толщина стенки 0,9-1,1 мм, толщина дна 3 мм. По предлагаемому способу можно получать полые изделия с дном и с отверстием в дне. Изделия могут быть круглые, прямоугольные, овальные и другие в плане.

Процесс легко автоматизировать, если

5 смазку перед деформированием подавать из маслопровода струей одновременно в полости матрицы и заготовки, а также организовать централизовайный сбор ее в маслоприемник. Понадобится также кожух, например, из оргстекла, в рабочей зоне

0 для защиты оснастки от разбрызгивания смазки. Этот способ может быть эффектив но применен для получения полых изделий с наружнь1ми продольными ребрами, а так же при штамповке изделий с рельефным дном.

Таким образом, выдавливание по предлагаемому способу позволяет снизить усилие деформирования, что дает возможность интенсифицировать производство деталей из труднодеформируемых металлов. При

0 этом улучшается качество изделия без упругих отклонений путем более равномерного распределения деформации по толщине стенки при выдавливании заготовок из интенсивно упрочняющихся сплавов. Расширяется номенклатура изготавливаемых

. изделий.

Формула изобретения 1. Способ получения изделий типа тонкостенных стаканов, включающий обратное

выдавливание из заготовки с центральным отверстием, заполненным жидкой смазочной средой, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия выдавливания и повышения качества изделий, одновременно с обратным выдавливанием производят раздачу заготовки в матрице, также заполненной жидкой смазочной средой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 304043, кл. В 21 J 5/06, 1968 (прототип).