Штамп для многоручьевой открытой объемной штамповки — SU 764817 (original) (raw)
Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ264812(5) М Кз В 21 3 13(02 Государственный комитет Опубликовано 23.09.80, Бюллетень35Дата опубликования описания 28.09.80оо делам изобретений н открытий(71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) ШТАМП ДЛЯ МНОГОРУЧЬЕВОЙ ОТКРЫТОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкциям штампов для многоручьевой открытой объемной штамповки.Известен штамп для многоручьевой открытой объемной штамповки поковоктипа шестерен, содержащий верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими предварительный и окончательный ручьи с заусенечными канавками 1.Недостаток известного штампа состоит в невысокой стойкости окончательного 1 О ручья, обусловленной необходимостью стадии доштамповки в нем получаемого изделия, что снижает в целом стойкость штампа.Цель изобретения - повышение стойкости штампа.Указанная цель достигается тем, что объем полости предварительного ручья выполнен равным объему полости окончательного ручья, при этом профиль предварительного ручья выполнен по кривой, описывающей профиль окончательного ручья, и сме- то щен вверх относительно плоскости разъема верхней и нижней половин на величину, равную 1 - 3 конечнои толщины мастика заусенечной канавки окончательного ручья,а мостик заусенечной канавки в окончательном ручье выполнен в шириной в 1,4 - 1,8 раза большей, чем в предварительном ручье.Устранение стадии доштам павки при штамповке поковки в окончательном ручье, а также заполнение всех полостей его выдавливанием без выхода металла в заусенец, достигаемое такой конструкцией предварительного ручья с его мостиком заусенечной канавки и мостиком заусенечной канавки окончательного ручья, позволяет повысить стойкость окончательного ручья.На фиг.схематически изображен раз. .рез штампа предварительного ручья в конечный момент предварительной штамповки и расчетная схема его построения; на фиг 2 - то же, в момент начала окончательной штамповки; на фиг. 3 - то же, в момент окончания штамповки; на фнг. 4 - график распределения работ, затрачиваемых на деформирование заготовки в предваритель. ном и окончательном ручьях,В верхней половине 1 штампа расположен мостик заусенечной канавки 2, имеющий параметры та (высота) и , (шнрина). Между верхней 2 и нижней 3 половинамиштампа расположена предварительно отштампованная поковка 4 с заусенцем 5.На фиг. 2 окончательного ручья показаны верхняя 6 и нижняя 7 половины штампа, между которыми расположена предварительно отштампованная поковка 8. Здесь3 же изображено согласование предварительно отштампованной поковки 8 с верхней 6 и нижней 7 половинами штампа, образующими окончательный ручей. Кроме того, показано согласование выдавленного при предварительной штамповке заусенца 9 с мостиком заусенечной канавки 10 окончательного ручья. Стрелками показано течение металла заготовки в заполняемые полости при окончательной штамповке.Верхняя половина 11 штампа (фиг. 3) имеет мостик заусенечной канавки 12 шириной 1 и высотой Ь з, Между половинами штампа 11 и 13 находится окончательно отштампованная поковка 14 с заусенцем 15.20На фиг. 1 толстой сплошной линией 16 в обеих половинах штампаи 3 показан профиль предварительного ручья с заусенечной канавкой 2, а тонкой сплошной линией 7 - наложенный на профиль предварительного ручья с эаусенечной канавкой 18.Профиль предварительного ручья получен путем смещения верхней половины 1окштампа из положения Ьс наложенным профилем окончательного ручья 17 в ваерхней половине штампа 1 вверх по его оси 36 относительно нижней 3 на величину ЛЬ = =1,5 Ьз . При смещении верхней половины 1 штампа (фиг. 1) вверх на величинуЬЬ= = 6 мм объем полученной полости увеличивается на величину объема цилиндра 19,ч35 который показан тонкой пунктирнои линиеи, диаметоом Д 192,4 мм, ограничивающим полость ручья 4, и высотой ЬЬ, что составляет Чд=174,35 смз, Верхнее основание 20 этого цилиндра 9 находится на плоскости, проходящей через кольцевую поверхность 4 о мостика заусенечной канавки 2 верхней половины 1. Так как объем полости предварительного ручья 4 в конечном положении верхней половины 1 штампа (фиг, ) должен быть равен объему полости 14 окон 45 чательного ручья (фиг. 3) в конечном положении верхней половины 11 штампа, т. е.Чр -- Чо, то объем полученной полости Ч= =Чок+Чр, (фиг, 1) уменьшен на величину этого цилиндра Чд. Это достигнуто уменьшением глубин заполняемых полостей в щ смещенном наложенном профиле окончательного ручья 17 без учета радиусов Й, и Й (фиг. 1) в нижней половине 3 коль.цевой полости 21 на величину Ь,=10 мм и верхней половине 1 кольцевой полости 22 на величину Ь=9,7 мм. Для нижней по- ф ловины 3 (фиг. 1) уменьшенная глубина кольцевой полости Ьполучена следующим образом. 4Определяют диаметр Д,= 00 мм, огра ничивающий течение металла в нижнюю по лость 2 исходя иэ размеров ручья. Затем вычисляют объем согласно смешению ЬЬ (Чд =-47,1 смз), Для средней ширины полости, равной 23,9 мм, определяют величину Ь,. Исходя из оставшегося объема Чд - Ч, -- 127,25 мм вычисляют размер Ь- уменьшение глубины заполняемой выдавливанием полости в верхней половине штампа; при средней ширине кольцевой полости 22, равной 25,5 мм, он равен 9,7 мм.Параметры мостиков заусенечных канавок определены следующим образом. Высота заусенечной канавки предлагаемого оконокчательного ручья (фиг. 3) Ь=4 мм. Нормальная ширина мостика заусенечной канавки в существующем окончательном ручье принята равной 8 мм, но при наличии в поковке трудно оформляемых участков рекомендуется увеличить ширину мостика заусенечной канавки на 50 в 7/О больше нормальных. По этой причине ширина мостика заусенечной канавки в сугцествующем окончательном ручье принята равной 8 1,7= =З,6 мма 14 мм. Найденное значение ширины мостика в существующем окончательном ручье принимают для предварительного ручья предполагаемого штампа (фиг. 1), т. е 1= 4 мм. Ширина мостика заусенечной канавки 2 в окончательном ручье (фиг. 3) з =з Х 1,5=21 мм.Суть изобретения основана на том, что в процессе эксплуатации как предварительного, так и окончательного ручьев, обьемы их полостей за счет износа при штамповке должны увеличиваться на одну и ту же ве- . линину. Исходя из этого работа, затрачиваемая на деформацию заготовки в этих ручьях, должна быть одинаковой, т. е. А= =А,.Приведенная на фиг. 4 осциллограмма усилие - рабочий ход верхнего штампа показывает работу, затрачиваемую на деформирование заготовки в предварительном (РпрЬп) и окончательном (Р,; 6 Ь) ручье.Указанную в описании поковку штампуют из заготовки диаметром 155 мм и высотой Ьз,д -- 98.6 мм, Осциллограммы, снятые при штамповке предлагаемых ручьев, показывают, что усилие при штамповке в окончательном ручье больше усилия в предварительном в 1,2 - 1,4 раза. Рабочий ход верхнего штампа при предварительной штамповке Ьр -- Ьзм - 20,7 мм=77,9 мм, а при окончательной ЬЬ=1,5 Ьз =б мм.окИз фиг. 4 следует, что при изменении величины смещения ЛЬ изменяется величина работы, затрачиваемая в каждом из ручьев, а вместе с ней и их стойкость.Смещение верхней половины штампа с наложенным профилем окончательного ручья на величину Ф=- (1 - 3)Ь" и увеличение ширины мостика эаусенечной канавкиокон нательного ручья в пределах 6 = (1,4 -епр1,8) сз является вполне достаточным для достижения поставленной цели. Выбор веоличины смешения Ы 1 (1 значительно увеличивает работу, затрачиваемую на деформацию заготовки в предварительном ручье ю А(фиг. 4), а следовательно, и понижает его стойкость, что ведет к увеличению объема его полости при штамповке за счет износа и возникновения стадии доштамповки в окончательном ручье. Если же величину смешения ЬЬ принять бользе ЗЬ то это 1 вокприводит к неоправданному увеличению работы на формоизменение предварительно отштампованной поковки в окончательном ручье А, т. е. снижает его стойкость.Выбор ширины мостика засенечной канавки относительного ручья 1 (1,41 з ведет к выходу металла из его полости в заусенец в процессе штамповки и незаполнению уучья. Если же ширина мостика заусенечнойФфк арканавки аз 3,81, то это влечет за собой в процессе штамповки эатекание металла 20 из области заусенца в полость ручья и возможно возникновение стадии доштамповки.Штамп работает следующим образом. Подготовленную заготовку в заготовительном ручье укладывают в предварительный ручей (фиг. 1) и обжимают с полным заполнением его полости до высоты мостика заусенечной канавки Ь 7, При этой штамповке все излишки металла заготовки выдавливают в заусенец 5. Рабочий ход верх о ней половины 1 штампа В и усилие Ркр в конце штамповки показаны на фиг. 4. Затем полученный полуфабрикат 8 с заусенцем 9 укладывают в окончательный ручей (фиг. 2), причем в начальный момент окончательной штамповки он контактирует с ручьем по всей поверхности, включая и мостик заусенечной канавки 10, кроме тех поверхностей, которые оформляются выдавливанием, При окончательной штамповке (фиг. 3) металл течет в заполняемые полос в ти без выхода его в заусенец, так как увеличенная ширина мостика 12 эаусенечнойокканавки 1 з в окончательном ручье создает необходимое для этого сопротивление. Рабочий ход верхней половины 11 штампа.Ю и усилие Р в конце штамповки показаны на фиг. 4.Предлагаемая конструкция предварительного ручья с его мостиком заусенечной канавки и мостиком заусенечной канавки окончательного ручья, как следует из полученных осциллограмм, позволяют снизить усилие штамповки в окончательном ручье в 1,7 - 2,2 раза, а в предварительном ручье увеличить в 2 - 2,5 раза по сравнению с усилиями, действующими в существующем штампе. Помимо этого, работа, затрачиваемая на деформацию металла в предварительном предлагаемом ручье, увеличивается в 1,5 - 2 раза, а в окончательном уменьшается в 3 - 4 раза по сравнению с существующими переходами штамповки,Использование предлагаемого изобретения на одной из сложных поковок, приведенной в описании, обеспечивает повышение стойкости окончательного ручья и за счет этого штампа в целом в 1,5 - 2 раза.Формула изобретенияШтамп для многоручьевой открытой объемной штамповки поковок типа шестерен, содержащих верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими предварительный и окончательный ручьи с заусенечными канавками, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости, объем полости предварительного ручья выполнен равным объему полости окончательного ручья, при этом профиль предварительного ручья выполнен по кривой, описывающей профиль окончательного ручья, и смещен вверх относительно плоскости разъема верхней и нижней половин на величину, равную 1 - 3 конечной толщины мостика заусенечной канавки окончательного ручья, а мостик заусенечной канавки в окончательном ручье выполнен с шириной в 1,4 - 1,8 раза большей, чем в предварительном ручье.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Ковка и объемная штамповка. Справочник под ред. М. В. Сторожева. М., Машиностроение, 1968, т. 2, с. 46,Составитель А. Быстров Редактор А. Маковская Техред К. Шуфрич Корректор Н. Григор к Заказ 6867/4 Тираж 986 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 Филиал ППП Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4