Штамп для горячей штамповки поковки под пробку

Полезная модель относится к машиностроительной области и обработке металлов давлением, в частности к штампам для горячей штамповки для изготовления пробок с верхней частью шестигранной формы, коническим выступом и частью для получения из нее резьбовой части пробки.
Из уровня техники известны способы изготовления пробок из круга и шестигранника, которые подразумевает механическую обработку заготовок на станках фрезерной, токарной и накатной группы.
Недостатками существующих моделей являются:
- значительная масса заготовок из-за больших припусков под механическую обработку;
- необходимость использования дополнительной трудоемкой операции фрезеровки шестигранной поверхности под ключ;
- необходимость применения дополнительных трудоемких токарных переходов: точение торцевых поверхностей, точение выступов под прокладку, предварительная токарная обработка под резьбу;
- низкая производительность изготовления пробок.
Известен штамп для горячей штамповки (патент SU № 1368100, МПК                         B21J 13/02, опубл. 23.01.1988 г.), содержащий верхнюю и нижнюю плиту, контейнер с коническим гнездом, составную из двух частей матрицу, размещенную в гнезде контейнера, прошивень, а также выталкиватель. Прошивень выполнен из двух половин с плоскостью разъема, совпадающей с плоскостью разъема частей матрицы, при этом одна из половин прошивня установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения. Каждая из частей матрицы выполнена со скосами, а выталкиватель выполнен П-образным с наклонными рабочими торцами и установлен с возможностью взаимодействия с частями матрицы. Причем ответные наклонные участки матрицы и выталкивателя перпендикулярны образующей конического гнезда контейнера.
Наиболее близким по технической сущности является штамп для горячей объемной штамповки (патент РФ № 656730, МПК B21J 13/02, опубл. 15.04.1979 г., бюл. № 14), содержащий верхнюю плиту с пуансоном и нижнюю плиту с матрицей и иглой, последние и пуансон имеют полости для водяного охлаждения. Недостатками штампов являются:
- сложность изготовления.
Технические задачи, решаемые техническим решением, заключаются в проектировании и изготовлении штампа для горячей штамповки поковки под пробку, позволяющего изготавливать поковку с минимальными припусками под механическую обработку и с максимально приближенной фасонной формой к готовому изделию – пробка с верхней частью шестигранной формы, коническим выступом и частью для получения из нее резьбовой части пробки, а также в обеспечении повышения производительности изготовления пробок, технологичности и упрощении процесса изготовления пробок при сохранении его эксплуатационных характеристик, снижении расхода металла.
Технические задачи решаются штампом для горячей штамповки поковки под пробку, включающим верхнюю часть шестигранной формы с углом  наклона 3°, конический выступ с углом наклона 1° и часть для получения из нее резьбовой части пробки, содержащим верхнюю плиту, прикрепленный к ней через прокладку болтовыми соединениями и штифтами пуансонодержатель, в который запрессован пуансон с полостью для формирования верхней части поковки шестигранной формы и конического выступа, установленную в пуансон сменную вставку, выполненную с возможностью формирования шестигранного участка необходимой длины, нижнюю плиту, прикрепленный к ней через прокладку посредством болтов матрицедержатель, в который запрессована матрица с поверхностью запрессовки, расположенной под углом 5°±15ꞌ, и конической полостью с углом наклона 1°, установленный в матрицу сменный выталкиватель, выполненный с возможностью формирования части поковки, предназначенной для получения из нее резьбовой части пробки необходимой длины, и толкатель, запрессованный в нижнюю плиту, при этом пуансон, матрица и толкатель запрессованы соответственно в пуансонодержатель, матрицедержатель и нижнюю плиту с натягом, составляющим ±1,5 мм.
На фиг.1 показан штамп для горячей штамповки поковки под пробку.
На фиг. 2 показано сравнение трех видов заготовок с готовым изделием – пробка с верхней частью шестигранной формы, коническим выступом и частью для получения из нее резьбовой части пробки.
Штамп для горячей штамповки поковки под пробку, включающей верхнюю часть шестигранной формы с углом наклона 3°, конический выступ с углом наклона 1° и часть для получения из нее резьбовой части пробки, содержит верхнюю плиту 1. Пуансонодержатель 5 прикреплен к верхней плите 1 через прокладку 6 болтовыми соединениями 7 и штифтами 8. В пуансонодержатель 5 запрессован пуансон 2 с полостью для формирования верхней части поковки шестигранной формы и конического выступа. В пуансон 2 установлена сменная вставка 9, выполненная с возможностью формирования шестигранного участка необходимой длины. Матрицедержатель 10 прикреплен к нижней плите 3 через прокладку 11 посредством болтов 12. В матрицедержатель 10 запрессована матрица 4 с поверхностью запрессовки, расположенной под углом 5°±15ꞌ, и конической полостью с углом наклона 1°. В матрицу 4 установлен сменный выталкиватель 13, выполненный с возможностью формирования части поковки, предназначенной для получения из нее резьбовой части пробки, необходимой длины. Толкатель 14 запрессован в нижнюю плиту 9.
При этом пуансон 6, матрица 12 и толкатель 14 запрессованы, соответственно, в пуансонодержатель 2, матрицедержатель 8 и нижнюю плиту 9 с натягом, составляющим ±1,5 мм.
Штамп для горячей штамповки поковки под пробку монтируется к винтовому прессу. На верхний стол винтового пресса (на фиг. 1 не показано) крепится верхняя плита 1 с пуансоном 2. Нижняя плита 3 с матрицей 4 при помощи болтового соединения и шпоночных пазов крепится к нижнему столу винтового пресса (на фиг. 1 не показано).
Принцип работы штампа для горячей штамповки поковки под пробку.
Перед началом работы верхняя 1 и нижняя 2 плиты штампа крепятся к винтовому прессу, в пуансон 2 и матрицу 4 устанавливаются необходимые типоразмеры сменной вставки 9 и выталкивателя 13 соответственно.
Исходную круглую заготовку, отрезанную на необходимую длину, нагревают в печи до температуры горячей деформации металла 850-870 °С. Перед штамповкой внутренние полости матрицы 4 и пуансона 2 смазывают графитомасляной смесью. Нагретую круглую заготовку при помощи клещей размещают во внутренней полости матрицы 4. После чего включается привод винтового пресса и за один ход плунжера пресса под давлением происходит радиальное течение нагретого металла в пространство между пуансоном 2 и матрицей 4, благодаря чему заготовка – круг приобретает необходимую фасонную форму поковки под пробку, включающей верхнюю часть шестигранной формы с углом наклона 3°, конический выступ с углом наклона 1° и часть для получения из нее резьбовой части пробки (фиг. 2). Давление, развиваемое плунжером при штамповке, составляет 250-300 МПа. После проведенной штамповки поковку под пробку при помощи клещей извлекают из матрицы 4 и передают на механический участок для дальнейшей обработки.
Техническим результатом полезной модели является увеличение производительности и упрощение процесса изготовления поковки под пробку с верхней частью шестигранной формы, коническим выступом и частью для получения из нее резьбовой части пробки, а также сокращение расхода металла.
Штамп для горячей штамповки поковки под пробку изготовлен при помощи высокоточного фрезерного, токарного оборудования с ЧПУ. Для изготовления штампа была использована инструментальная штамповая сталь 5ХНМ.