ШТАМП ДЛЯ ОТКРЫТОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ПОКОВОК

Настоящая полезная модель относится к обработке металлов давлением, а именно, к штампам для объемной штамповки различных поковок и может быть использована во всех отраслях машиностроения.
1
2
1
Известен «Штамп для открытой объемной штамповки поковок», содержащий верхнюю и нижнюю половины с гравюрами, образующими ручей, облойную канавку с облойным мостиком и магазином, в котором облойный мостик образован выступом, ограниченным дугой радиуса R на одной половине штампа и проточкой на другой половине, выполненной радиусом R=R+h, где h - толщина облоя на облойном мостике. Части окружностей, ограничивающие выступ и проточку, со стороны ручья сопряжены с горизонтальными участками. (Авторское свидетельство СССР №1821286 A1, Кл. B21j 13/02, 1993).
Недостатком данного штампа являются повышенный расход металла и низкая его стойкость из-за высоких усилий штамповки вследствие деформационного контакта пластически деформируемого материала с инструментом на большой площади облойного мостика.
Поставлена задача снизить расход металла, снизить усилия штамповки и повысить стойкость штампа.
1
1
2
3
2
1
Технический результат в штампе для открытой объемной штамповки поковок, содержащем верхнюю и нижнюю половины, выполненные с гравюрами, образующими ручей, при этом одна из половин выполнена с выступающей частью, а другая - с охватывающей ее частью, расположенными с зазором между ними, образующим облойную канавку, достигается тем, что облойная канавка образована зазором между поверхностью выступающей части одной половины штампа, расположенной под углом α к вертикальной оси штампа и сопряженной с прилегающей поверхностью гравюры радиусом R, и охватывающей упомянутую поверхность поверхностью другой половины штампа, расположенной под углом α к вертикальной оси штампа и сопряженной с прилегающей поверхностью гравюры радиусом R и радиусом R, центр которого в закрытом положении штампа совпадает с центром радиуса R.
1
1
2
2
1
3
3
2
3
2
3
2
Значение радиуса R в зависимости от размеров и массы поковок может составлять 0,5…3,0 мм. Чем больше масса поковки, тем большее значение радиуса R. Величина радиуса R определяется из выражения R=R+1, где t - расчетная толщина облоя, которая, в зависимости от усилия штамповочного пресса может составлять 2,0…6,0 мм. Величина, радиуса R определяется из выражения R=(0,5…4,0)R. При величине R<0,5R возможно образование на поковках дефектов в виде зажимов, а увеличение радиуса R>4,0R увеличивает расход металла.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Значения углов α и α выбирают из диапазона 0°…30°. Углы α и α не могут быть меньше 0°, т.к. они становятся отрицательными и будут препятствовать извлечению поковок из ручья штампа. Увеличение углов α и α до значений больших 30° нецелесообразно, т.к. в этом случае повышается расход металла и увеличивается усилие штамповки. Соотношения углов α и α могут быть как α=α, α<α, α>α. Изменяя значения углов α и α возможно регулирование подпором со стороны облоя. Например, при увеличении значения угла α при неизменном значении угла α облойная канавка сужается и подпор со стороны облоя возрастает.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый штамп для открытой объемной штамповки поковок отличается от прототипа.
В штампе-прототипе облойная канавка содержит мостик и магазин. Облойный мостик выполнен сопряжением горизонтального участка, примыкающего непосредственно к ручью штампа, с участком, образованным выступом на одной половине штампа и проточкой на другой половине штампа, и расположен в радиальном, по отношению к вертикальной оси штампа, направлении. Штамповка сопровождается деформационным контактом пластически деформируемого металла на большой площади облойного мостика, что значительно повышает полное усилие штамповки по отношению к усилию штамповки самой поковки. Это влечет за собой и относительно низкую стойкость штампа и повышенный расход металла.
1
2
В предлагаемом штампе для открытой объемной штамповки поковок облойный мостик в общепринятом виде отсутствует, а облойная канавка образована зазором между поверхностью выступающей части одной половины штампа, расположенной под углом α к вертикальной оси штампа, и охватывающей упомянутую поверхность поверхностью другой половины штампа, расположенной под углом α к вертикальной оси штампа. Штамповка в этом штампе сопровождается вытеснением избытка металла в виде облоя в этот зазор, где деформационный контакт пластически деформируемого металла происходит на площади, определяемой величиной зазора в радиальном направлении, равной расчетной толщине облоя. Эта площадь значительно меньше площади облойного мостика штампа-прототипа, поэтому и полное усилие штамповки в предлагаемом штампе ниже, повышается стойкость штампа. При этом снижается также и расход металла.
На фиг.1 представлен штамп для открытой объемной штамповки поковок в разрезе в открытом положении; на фиг.2 - то же в закрытом положении; на фиг.3 - облойная канавка штампа, изображенного на фиг.1, в увеличенном виде.
Штамп для открытой объемной штамповки поковок содержит верхнюю и нижнюю половины. Верхняя половина штампа содержит вставку 1 с гравюрой 2 и выталкиватель 3. Нижняя половина штампа содержит вставку 4, с гравюрой 5 и выталкиватель 6. В закрытом положении, соответствующем моменту окончания процесса формообразования поковки, облойная канавка образована зазором в радиальном направлении между выступающей частью 7 нижней вставки 4 и охватывающей частью 8 верхней вставки 1 и направлена под углом к вертикальной оси штампа.
Штамп для открытой объемной штамповки поковок работает следующим образом.
1
2
3
1
2
1
2
1
2
В гравюру 5 нижней вставки 4 устанавливают исходную заготовку или полуфабрикат поковки, полученный на предыдущем переходе штамповки, после чего включают ход пресса. После включения пресса, при движении ползуна пресса вниз под воздействием вставок 1 и 4 осуществляется процесс формообразования поковки 9. При смыкании верхней и нижней половин штампа охватывающая часть 8 вставки 1 верхней половины охватывает выступающую часть 7 вставки 4 нижней половины с зазором в радиальном направлении, который образует облойную канавку, направленную под углом к вертикальной оси штампа, в которую вытесняется избыточный объем металла в виде облоя 10. Геометрия облойной канавки описывается размерами R, R, R, α и α и способствует созданию достаточного подпора со стороны облоя для заполнения ручья штампа при снижении полного усилия деформирования и уменьшении отхода металла в облой. Изменяя значения углов α и α возможно регулирование подпором со стороны облоя. Например, при увеличении значения угла α при неизменном значении угла α облойная канавка сужается и подпор со стороны облоя возрастает. При обратном ходе ползуна пресса полученная поковка 9 выталкивается из гравюры 2 вставки 1 выталкивателем 3 или из гравюры 5 вставки 4 выталкивателем 6 и передается в штамп следующей операции. Это может быть как операция окончательной штамповки, так и операция обрезки отходов (например, обрезки облоя и пробивки отверстия).
Таким образом использование заявляемого технического решения позволяет снизить расход металла, снизить усилие штамповки и повысить стойкость штампа.