СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ИЛИ КОНИЧЕСКИХ ШАЙБ ВЫСОТОЙ, В 2...2,5 РАЗА ПРЕВЫШАЮЩЕЙ ТОЛЩИНУ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА
METHOD OF FABRICATING SPHERICAL OR TAPER WASHERS WITH HEIGHT 2-2.5 TIMES LARGER THAN THICKNESS OF INITIAL MATERIAL

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству шайб.
Известен способ изготовления сферических или конических шайб, при котором в заготовке пробивают отверстие, деформируют ее и придают ей сферическую или коническую форму, а затем вырубают по контуру (Патент ФРГ №1527588, кл. B21D 53/20. - 1973. - 7 с.).
Данным известным способом невозможно изготавливать сферические или конические шайбы с одной плоской торцовой поверхностью.
Способ изготовления сферических или конических шайб (А.с. СССР №770625, МКИ B21D 53/20), при котором в заготовке пробивают отверстие, деформируют ее и придают сферическую или коническую форму и после вырубки осаживают.
Недостатком прототипа является недостаточная технологичность процесса.
Задачей данного изобретения является расширение технологических возможностей процесса изготовления штамповкой сферических или конических шайб, у которых высота значительно превышает толщину исходного листового материала.
Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления сферических или конических шайб в заготовке пробивают отверстие, деформируют ее и придают сферическую или коническую форму, а затем вырубают контур. Перед пробивкой заготовку деформируют, затягивая конусным пробивным пуансоном в радиусную или конусную рабочую полость пробивной матрицы, и калибруют образованную сферическую или коническую поверхность.
Оснастка для реализации предлагаемого способа изготовления сферических или конических шайб состоит из матрицы 1, соосно располагающейся с пробивным коническим пуансоном 2 и совмещенным с ним вырубным пунсоном 3. По краям матрицы 1 заготовка 5 зафиксирована прижимом 4.
Способ изготовления сферических или конических шайб осуществляется следующим образом. При рабочем ходе вниз, верхней подвижной части штампа с закрепленным на ней пуансонным блоком (Фиг.1) вначале заготовку фиксируют относительно инструмента прижимом 4. При дальнейшем ходе пробивного пуансона 2 (Фиг.2) материал затягивают в рабочую полость матрицы 1 его коническим торцом, который предотвращает затупление режущей кромки при ее скольжении по поверхности заготовки 5. Далее осуществляют пробивку отверстия с удалением отхода на провал. На заключительной стадии процесса осуществляют калибровку образованной сферической или конической поверхности, соответствующей ответной поверхностью конического пробивного пуансона (Фиг.3). На второй позиции штампа производится вырубка готовой шайбы.
Пример. Для монтажа быстровозводимых сооружений различного назначения из профилированных волнообразных металлических секций в больших количествах требуются высокие облегченные сферические шайбы. В частности, для сборки профилированных волнообразных секций толщиной 4 мм используют сферические шайбы, плотно прилегающие к криволинейным поверхностям, которые целесообразно изготавливать из некратных отходов листового материала, остающихся после раскроя заготовок секций. Для болтового соединения M18 требуются сферические шайбы высотой 9 мм.
Согласно предлагаемому способу на первой операции в заготовке пробивают отверстие с увеличенным диаметром, равным 20,5 мм, обеспечивающим в совокупности с радиусной поверхностью шайбы компенсацию несовпадения монтажных отверстий в секциях при сборке и возникающих при этом перекосов. Здесь заготовку деформируют и придают сферическую или коническую форму, затягивая конусным пробивным пуансоном в радиусную или конусную рабочую полость пробивной матрицы, и калибруют образованную сферическую или коническую поверхность.
Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что наилучшие результаты по стойкости режущей кромки пробивного пуансона и качеству образования сферической поверхности шайбы обеспечиваются при использовании пробивного пуансона с углом конусности заостренной торцевой поверхности, равным 120°.
На второй операции производится вырубка готовой шайбы. При этом базирование полосы перед вырубкой осуществляется ловителем по ранее пробитому отверстию, что дает возможность выдержать заданный чертежом эксцентриситет.
Для изготовления предлагаемым способом сферической шайбы наружным диаметром 35 мм, высотой 9 мм, была взята листовая сталь 09Г2 толщиной 4 мм, необходимая сила деформирования составляет 350 кН.
Использование предлагаемого способа позволяет расширить технологические возможности процесса путем получения сферических или конических шайб, у которых высота в 2…2,5 раза превышает толщину исходного листа материала.