ШТАМП ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

Решение относится к обработке металлов давлением, в частности, к выдавливанию деталей стержневого типа.
Известно устройство для упрочнения металлов пластическим деформированием (авт. свид. СССР №902884, В 21 С 25/00, 1982 г.), содержащее контейнер с криволинейным сквозным каналом, ограниченным двумя концентричными и двумя параллельными стенками, и подвижные элементы, установленные в пазах, выполненных в каждой параллельной стенке канала концентрично ему, причем подвижные элементы выполнены в виде пакетов высокопрочных гибких лент. Для проталкивания заготовки служит пуансон. В области сопряжения под прямым углом прямолинейных участков канала образуется очаг деформации.
Однако, несмотря на наличие изгиба в канале, это устройство непригодно для массового изготовления стержневых деталей из прутка, т.к. достаточно сложно по конструкции из-за наличия пакетов гибких лент.
В качестве прототипа может быть принят патент РФ на полезную модель №37330, B 21 J 13/02, 2004 г. на штамп для выдавливания полых деталей, как наиболее близкий к предлагаемому по сумме признаков. Он содержит общие с предлагаемым конструктивные признаки: матрицу, пуансон с винтовой канавкой, угол наклона которой 10-50°, и перемещающимся по ней вращающим роликом, и направляющую втулку.
Однако этот штамп предназначен для выдавливания полых деталей из мягких сплавов, таких как медь, алюминий, цинк и др.
Решаемая задача - создание штампа для выдавливания стержневых деталей.
Технический результат - получение стержневых деталей из конструкционных сталей, таких как ст.30, ст.45 и др., с повышенным пределом текучести за счет интенсивных сдвиговых деформаций.
Такие детали могут быть использованы в машиностроении, например, для головки автомобильных двигателей.
Этот технический результат достигается тем, что в штампе для выдавливания стержневых деталей пластическим деформированием, содержащем матрицу, пуансон с винтовой канавкой и перемещающимся по ней вращающим роликом, направляющую втулку, в последней установлена фильера с осевым каналом для прохода стержневой заготовки и пуансона, имеющего V-образную впадину на рабочем торце, и с -образным в продольном сечении выступом, входящим в соответствующий паз матрицы, в полуматрицах имеется сквозной канал, соответствующий диаметру получаемой стержневой детали, имеющий угол наклона от направлявших роликов на выходе стержня из фильеры к калибрующим роликам у выхода его из матрицы, равный углу наклона винтовой канавки на пуансоне.
Предлагаемый штамп приведен на чертеже. Он содержит матрицу 1, состоящую из двух полуматриц, образующих сквозной канал по диаметру стержневой заготовки, пуансон 2 с винтовой канавкой 3 (угол наклона 10-50°) и перемещающимся по ней вращающим роликом 4, направляющую втулку 5. В направляющей втулке 5 установлена фильера 6 с осевым каналом 7 для прохода стержневой заготовки по каналу 8 рабочей части матрицы. На рабочем торце пуансона 2 выполнена V-образная впадина 9, фиксирующая конец стержневой заготовки. В месте контакта с матрицей 1 фильера 6 снабжена -образным в продольном сечении выступом 10, который сопрягается с отверстием 11 матрицы 1. Рабочий канал 8 матрицы 1 имеет угол наклона, равный углу наклона винтовой канавки 3 в пуансоне 2, от направляющих роликов 12 на выходе из фильеры 6 до калибрующих роликов 13 на выходе детали из рабочего канала 8 матрицы 1.
Штамп работает следующим образом. Стержневую заготовку вставляют в осевой канал 7 фильеры 6. На пуансон 2 действует осевая сила с одновременным вращением его вокруг продольной оси. Ось заготовки является продолжением оси рабочей части канала 7 матрицы 1 и пуансона 2. Стержневая заготовка перемещается роликами 12 по рабочему каналу 8 матрицы 1 до момента контакта ее с калибрующими роликами 13, которые направляют ее к вращающим роликам по наклонному рабочему каналу 8 и выталкивают из матрицы 1.
Совмещение перемещения пуансона 2 с одновременным вращением его вокруг оси интенсифицирует сдвиговые деформации в объеме деформируемой заготовки, что приводит к измельчению ее зерен. Торцовая часть пуансона, имеющая V-образную впадину, предотвращает поворачивание стержневой заготовки по рабочему торцу пуансона. Совпадение углов наклона винтовой канавки 3 и рабочего канала 8 матрицы 1 способствует образованию равномерной деформации. Плавный изгиб рабочего канала матрицы определяет физико-механические свойства получаемых заготовок.