ПУАНСОН ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ С НАКОНЕЧНИКОМ ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для производства поковок в виде толстостенных стаканов из титановых сплавов и труднодеформируемых сталей методом обратного выдавливания.
Из уровня техники известна монолитная конструкции пуансонов из дорогих высоколегированных сталей типа 4Х5МФС, Р6М5 и др. (Ковка и штамповка: Т.2. Горячая штамповка/ Под ред. Е.И.Семенова. - М.: Машиностроение, 1986. 592 с, ил.) для формообразования полостей при изготовлении поковок типа толстостенных стаканов методом горячего обратного выдавливания, при этом с целью предотвращения адгезии (схватывания металла инструмента штампуемым металлом) при выдавливании полостей в поковках из труднодеформируемых сталей, как правило, используются специальные смазочные материалы в виде жидкого стекла, графитомасляных смесей и др.
К недостаткам данного известного из уровня техники устройства следует отнести быстрый износ пуансонов при выдавливании полостей, например в поковках из титановых сплавов и труднодеформируемых сталей.
В основу заявленной полезной модели была положена задача создания такой конструкции пуансона для горячего выдавливания применительно к мелкосерийному производству, которая обеспечит высокую стойкость при его эксплуатации.
Поставленная задача решается посредством того, что пуансон для горячего деформирования выполнен составным, при этом его концевая часть, функционально формирующая донную зону поковки, выполнена из высокоуглеродистой стали.
Полезная модель поясняется графическими материалами
Фиг.1 - схема обратного выдавливания пуансоном для горячего деформирования, в соответствии с первым вариантом конструкции.
Фиг.2 - схема обратного выдавливания пуансоном для горячего деформирования и высадки фланца на прессе двойного действия, в соответствии со вторым вариантом конструкции.
Фиг.3 - схема обратного выдавливания пуансоном для горячего деформирования с образованием полости с поднутрением, в соответствии с третьим вариантом конструкции.
Пуансон для горячего деформирования 1 выполнен в виде тела вращения и составным, при этом его концевая часть 2, функционально формирующая донную зону поковки 3, выполнена из высокоуглеродистой стали, имеет твердость 56÷60, устанавливается в пуансон за счет впадины и удерживается на посадке с натягом. Пластическое деформирование осуществляется в матрице 4, с удалением поковки 3 из нее при помощи выталкивателя 5. В отдельном варианте конструкции предусмотрено наличие наружного пуансона 6, прикрепленного к наружному ползуну пресса двойного действия.
После осуществления процесса обратного выдавливания заготовки в горячем состоянии, пуансон 1 возвращается в исходное положение (на расстояние от матрицы 2 достаточное для помещения в нее заготовки и извлечения из нее поковки 3), при этом концевая часть 2, фактически удерживаемая на горячей посадке (обусловленное температурным сужением полуфабриката), остается в донной зоне поковки 3. Далее за счет поступательного движения выталкивателя 5 упомянутая поковка 3 с концевой частью 2 внутри нее удаляется из штампа, и во время ее охлаждения тепло изделия 3, имеющего массу в несколько раз большую массы концевой части 2, передается упомянутой концевой части 2, которая за счет теплопередачи подвергается нагреву до температуры 850ч900°С. Твердость концевой части 2 при этом падает до НВ 240ч250, что позволяет удалить ее резанием во время механообработки внутренней полости поковки 3.
В соответствии с первым вариантом конструкции полезной модели, показанным на Фиг.1, перемещение торца втулочной части поковки в процессе обратного выдавливания происходит свободно, что позволяет получить поковку в форме «стакана».
В соответствии со вторым вариантом конструкции полезной модели, показанным на Фиг.2, перемещение торца втулочной части поковки в процессе обратного выдавливания происходит также свободно, но при этом после завершения упомянутого обратного выдавливания, упомянутая торцевая часть полуфабриката подвергается силовому воздействию от наружного пуансона 6, прикрепленного, к примеру, к наружному ползуну пресса, с формированием фланцевой части поковки. Верхняя часть пуансона 2, располагающаяся в зоне фланцевой части поковки, выполняется с цилиндрической поверхностью, соответствующей требуемой внутренней поверхности поковки в этой зоне. В соответствии со вторым вариантом конструкции полезной модели может быть отштампован полуфабрикат типа воротникового фланца.
В соответствии с третьим вариантом конструкции полезной модели, показанным на Фиг.3, перемещение торца втулочной части поковки в процессе обратного выдавливания ограничено торцевой поверхностью пуансона, что обеспечивает образования поднутрения в полости полуфабриката за счет осадки втулочной части упомянутой поковки. При этом с целью легкого удаления пуансона, последний следует выполнять в виде конуса с углом d<15°. Необходимо учитывать, что в соответствии с полезной моделью, пуансон также может быть выполнен с другим углом конической поверхности, в зависимости от требований к конфигурации поковки
Экспериментальные исследования показали применимость заявленного технического решения для штамповки поковок в форме «стакан» из труднодеформируемых сталей, что обеспечит сокращение эксплуатационных расходов, вызванных износом инструмента, в мелкосерийном производстве.