RU2011464C1 - Press tool for finless die forging - Google Patents

Abstract

FIELD: metal working. SUBSTANCE: movable bearing plate carries press tool in the form of top semipyramid and concentric punch as well as compensator of surplus metal with spring rings mounted in bearing plate on opposite side to press tool. Rings are engageable with face end of punch facing bearing plate. Fixed lower plate is provided with bottom semipyramid. Spring rings of compensator are splint in their meridian section. Tapered outside lateral surface of rings of smaller diameter face top plane of bearing plate. Whose housing is also tapered and of the same conicity direction. Rings of compensator are positioned in the housing for alternate engagement in the direction from bottom ring to top ring by their lateral outside surfaces with surface of housing of bearing plate as operating effort is applied to working face end of punch. EFFECT: enhanced working accuracy. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-штамповочном производстве при получении деталей безоблойной горячей штамповкой. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in forging and stamping in the production of parts without trouble-free hot stamping.

Известен штамп (Иосифов В. Н. , Гавриленко П. М. , Теребей. Безоблойная штамповка поковок. Минск, Белорусское республиканское правление НТО, Машпром, 1979, с, 17, рис. 5). A well-known stamp (Iosifov V.N., Gavrilenko P.M., Terebey. Trouble-free stamping of forgings. Minsk, Belarusian Republican government of NTO, Mashprom, 1979, p. 17, Fig. 5).

Однако штамп сложен в устройстве. Узел компенсации избытка металла и зажима матриц не надежен в работе (очень мала межремонтная стойкость из-за выхода из строя пружин и износа рабочих поверхностей призм и их бронзовых накладок), ограничена номенклатура штампуемых поковок. Так, например поковок конических шестерен штамповать на нем нельзя из-за того, что раскрываются матрицы в конечный момент вытекает на зеркало матриц, а поковки в местах ступицы оказываются не заполненными. However, the stamp is complicated in the device. The node for compensating for excess metal and clamping the dies is not reliable (the overhaul is very low due to the failure of the springs and the wear of the working surfaces of the prisms and their bronze plates), the range of stamped forgings is limited. So, for example, forgings of bevel gears cannot be stamped on it due to the fact that the matrices open at the final moment, it flows out onto the matrix matrix, and the forgings in the hub places are not filled.

Известен близкий по технической сущности и достигаемому результату штамп для безоблойной объемной штамповки [1] , содержащий подвижную опорную плиту со смонтированными на ней верхней полуматрицей и пуансоном, а также размещенный на опорной плите со стороны, противоположной деформирующему инструменту, компенсатор излишка металла с упругим элементом, и нижнюю плиту со смонтированной на ней жестко нижней полуматрицей. При этом компенсатор включает набор пружинных колец, установленных с возможностью взаимодействия с пуансоном при его рабочем перемещении. Known for the technical essence and the achieved result is a die for seamless die forging [1], comprising a movable base plate with an upper half-matrix and a punch mounted on it, and a compensator for excess metal with an elastic element placed on the base plate from the side opposite to the deforming tool, and a lower plate with a rigidly lower semi-matrix mounted on it. In this case, the compensator includes a set of spring rings installed with the possibility of interaction with the punch during its working movement.

Существенными недостатками этой конструкции является малая долговечность и надежность работы пружинных колец и ограничение номенклатуры штампуемых поковок вследствие раскрытия полуматриц в конечный момент штамповки. Significant disadvantages of this design are the low durability and reliability of the spring rings and the limitation of the range of stamped forgings due to the disclosure of half-matrices at the final moment of stamping.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения номенклатуры поковок без смены пружинных колец компенсатора, а также повышение надежности и долговечности последних. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities by increasing the range of forgings without changing the spring rings of the compensator, as well as increasing the reliability and durability of the latter.

Это достигается тем, что пружинные кольца выполнены разрезными в меридиальном сечении, их наружные боковые поверхности выполнены коническими с меньшими диаметрами, обращенными к верхней плоскости опорной плиты, полость последней выполнена также конической с тем же направлением конусности, пружинные кольца размещены в полости с возможностью поочередного взаимодействия от нижнего к верхнему кольцу своими боковыми наружными поверхностями с конической поверхностью полости опорной плиты при приложении усилия штамповки к рабочему торцу пуансона, последний выполнен с опорным фланцем, торец которого расположен с возможностью взаимодействия с нижним пружинным кольцом, причем верхняя полуматрица смонтирована с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно опорной плиты, а между обращенными одна к другой их плоскостями установлен упругий элемент. This is achieved by the fact that the spring rings are made split in the meridian section, their outer side surfaces are conical with smaller diameters facing the upper plane of the base plate, the cavity of the latter is also conical with the same taper direction, the spring rings are placed in the cavity with the possibility of alternating interaction from the lower to the upper ring with its lateral outer surfaces with the conical surface of the cavity of the base plate with the application of the stamping force to the working end a punch, the latter made with a support flange, the end of which is arranged to interact with the lower spring ring, the upper half-matrix mounted with the possibility of reciprocating movement relative to the base plate, and between their facing one another planes an elastic element is installed.

На фиг. 1 изображено положение штампа, когда производится укладка заготовки в ручей; на фиг. 2 - положение штампа в конечный момент штамповки; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2. In FIG. 1 shows the position of the stamp when laying a workpiece in a stream; in FIG. 2 - the position of the stamp at the final moment of stamping; in FIG. 3 is a view along arrow A in FIG. 2.

Штамп для безоблойной объемной штамповки содержит опорную плиту 1 с коническим отверстием 2 для размещения компенсатора 3 излишка металла, выполненного из пружинных конических разрезных колец 4, 5, 6 с наружными боковыми поверхностями Б, В, Г, контактирующими с поверхностью отверстия 2, промежуточную плиту 7 со ступенчатым центральным отверстием 8 для расположения пуансона 9 с опорной поверхностью 10 и рабочей частью 11, плита 7 жестко соединена с опорной плитой 1 и винтами 12, матрицу 13 с фигурой ручья 14 и замковой поверхностью 15, скрепленную подвижно с промежуточной плитой 7 тягами 16 с головками 17, упругий элемент для сжатия матриц 18, нижнюю часть штампа, состоящую из плиты 19, подставки 20 и матрицы 21 с фигурой ручья 22 и замковой поверхностью 23. Штамп содержит выталкиватель 24. The stamp for trouble-free volumetric stamping contains a base plate 1 with a conical hole 2 for accommodating a compensator 3 of excess metal made of spring conical split rings 4, 5, 6 with outer side surfaces B, C, D in contact with the surface of the hole 2, the intermediate plate 7 with a stepped central hole 8 for arranging the punch 9 with the supporting surface 10 and the working part 11, the plate 7 is rigidly connected to the supporting plate 1 and screws 12, the matrix 13 with the figure of the stream 14 and the locking surface 15, fastened by it is necessary with an intermediate plate 7 by rods 16 with heads 17, an elastic element for compressing the matrices 18, the lower part of the stamp, consisting of a plate 19, a stand 20 and a matrix 21 with the figure of a brook 22 and a locking surface 23. The stamp contains a pusher 24.

Штамп работает следующим образом. The stamp works as follows.

Нагретая заготовка после осадки на бойках (на чертеже не показаны) укладываются в полость фигуры ручья 22 нижней матрицы 21, закрепленной на плите 19 на подставке 20. The heated billet after precipitation on the strikers (not shown in the drawing) are placed in the cavity of the figure of the stream 22 of the lower matrix 21, mounted on the plate 19 on the stand 20.

При движении ползуна пресса вниз (на чертеже не показан) начинается деформация заготовки с одновременным закрытием матриц 13 и 21 за счет упругого элемента 18, на который передается усилие пресса через плиту 1 и промежуточную плиту 7. При углублении в заготовку деформирующего пуансона 9 своей рабочей частью 11 усилие деформации передается на опорную его поверхность 10, а через нее - на опорную поверхность Д нижнего пружинного конического кольца упругого элемента 3. Но так как усилие деформации на пуансоне 9 не превышает упругой деформации пружинного конического разрезного кольца 4, то кольцо остается неподвижным. Наружная поверхность Б под усилием жестко прижата к поверхности Ж отверстия 2. При заполнении полости фигуры ручья Е металл касается ее боковых стенок. When the press slider moves downward (not shown in the drawing), the workpiece begins to deform with the matrices 13 and 21 closing simultaneously due to the elastic element 18, to which the press force is transmitted through the plate 1 and the intermediate plate 7. When the deformation punch 9 is deepened into the workpiece by its working part 11, the deformation force is transmitted to its supporting surface 10, and through it to the supporting surface D of the lower conical spring ring of the elastic element 3. But since the deformation force on the punch 9 does not exceed the elastic deformation of the spring th conical split ring 4, the ring remains stationary. The outer surface B is pressed firmly against the surface Zh of the hole 2 under force. When filling the cavity of the figure of the stream E, the metal touches its side walls.

В месте касания образуются силы трения, которые резко повышают удельное давление в ручье и препятствуют перемещению деформирующего пуансона 9 вниз. Поэтому, если усилие деформации на пуансоне 9 превышает упругую деформацию кольца 4, то в работу вступает второе кольцо 5 за счет подъема пуансона 9. Если объем заготовки оказывается равным объему поковки, то это положение сохраняется до конца штамповки. Если же объем заготовки оказывается большим, чем объем поковки, тогда распирающие усилия передаются на деформирующий пуансон 9. В этом случае усилия на пуансоне 9 превышают усилие упругой деформации пружинных конических колец 4 и 5, деформирующий пуансон 9 поднимается, образуя карман 3 для излишка металла. На фиг. 1-3 показаны три пружинных разрезных кольца 4, 5, 6 для большей наглядности работы компенсирующего узла. In the place of contact, frictional forces are formed, which sharply increase the specific pressure in the stream and impede the movement of the deforming punch 9 down. Therefore, if the deformation force on the punch 9 exceeds the elastic deformation of the ring 4, then the second ring 5 comes into operation by lifting the punch 9. If the workpiece volume is equal to the forging volume, this position is maintained until the end of stamping. If the volume of the workpiece is larger than the volume of the forging, then the bursting forces are transmitted to the deforming punch 9. In this case, the forces on the punch 9 exceed the elastic deformation force of the spring conical rings 4 and 5, the deforming punch 9 rises, forming a pocket 3 for excess metal. In FIG. 1-3 shows three split spring rings 4, 5, 6 for greater visibility of the operation of the compensating node.

В конечной фазе штамповки сжатие полуматриц 13 и 21 упругим элементом 18 достигает максимально допустимого расчетного усилия значительно большего усилия, чем в ручье Е, поэтому полуматрицы 13 и 21 раскрываются. Поднятие же пуансона 9 значительно снижает удельные давления в ручье Е в конечный момент штамповки, а это как следствие повышает стойкость ручья 3. In the final stamping phase, the compression of the half-matrices 13 and 21 by the elastic element 18 reaches the maximum allowable design force of a significantly greater force than in the stream E, therefore, the half-matrices 13 and 21 are opened. The raising of the punch 9 significantly reduces the specific pressure in the stream E at the final moment of stamping, and this as a result increases the resistance of the stream 3.

При обратном ходе ползуна пресса усилие на деформирующем пуансоне 9 резко падает за счет выталкивателя 24 и упругих усилий колец 4 и 5 и поковка за счет упругого элемента 3 извлекается сначала из фигуры ручья Е полуматрицы 13, а затем, когда пуансон 9 займет исходное положение, поковка снимается с рабочей части 11 пуансона 9 за счет упругого элемента 18 полуматрицей 13. Поковка удаляется в пару. Цикл повторяется. During the reverse stroke of the press slide, the force on the deforming punch 9 drops sharply due to the ejector 24 and the elastic forces of the rings 4 and 5, and the forging due to the elastic element 3 is first removed from the figure of the brook E of the matrix 12, and then, when the punch 9 takes its initial position, the forging removed from the working part 11 of the punch 9 due to the elastic element 18 with a half-matrix 13. The forging is removed in a pair. The cycle repeats.

Ход толкателя 24 должен быть небольшой, примерно 3-5 мм. The stroke of the pusher 24 should be small, about 3-5 mm.

Предлагаемая конструкция штампа позволяет увеличить номенклатуру штампуемых поковок без смены пружинных разрезных колец, т. е. штамповать не только круглые в плане поковки, но и поковки с отростками и поковки конических шестерен. Резко улучшить качество поковок за счет ликвидации условий образования торцового заусенца ввиду надежности сжатия полуматриц. Улучшаются условия извлечения поковки из ручья, а это влияет на повышение производительности. Повышается надежность и долговечность пружинных колец, выполненных разрезными и конической формы. The proposed stamp design allows you to increase the range of stamped forgings without changing the spring split rings, that is, to stamp not only round forgings in plan, but also forgings with processes and forgings of bevel gears. Dramatically improve the quality of forgings by eliminating the conditions for the formation of an end burr due to the reliability of compression of the semi-matrices. Improved conditions for extracting forgings from the stream, and this affects the increase in productivity. Increases the reliability and durability of the spring rings, made split and conical.

Claims (2)

1. ШТАМП ДЛЯ БЕЗОБЛОЙНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ, содержащий подвижную опорную плиту со смонтированным на ней штамповым инструментом в виде верхней полуматрицы и расположенного концентрично ей пуансона, установленный в полости опорной плиты со стороны, противоположной штамповому инструменту, компенсатор излишка металла с пружинными кольцами, смонтированными с возможностью взаимодействия с обращенным к опорной плите торцом пуансона, а также неподвижную нижнюю плиту с закрепленной на ней нижней полуматрицей, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения номенклатуры поковок без смены пружинных колец компенсатора, а также повышения надежности и долговечности последних, пружинные кольца выполнены разрезными в меридиональном сечении, их наружные боковые поверхности выполнены коническими, меньшими диаметрами обращенными к верхней плоскости опорной плиты, полость последней выполнена также конической с тем же направлением конусности, пружинные кольца размещены в полости с возможностью поочередного взаимодействия от нижнего к верхнему кольцу своими боковыми наружными поверхностями с конической поверхностью полости опорной плиты при приложении усилия штамповки к рабочему торцу пуансона, последний выполнен с опорным фланцем, торец которого расположен с возможностью взаимодействия с нижним пружинным кольцом. 1. A stamp for a trouble-free volume stamping, comprising a movable base plate with a stamping tool mounted on it in the form of an upper half-matrix and a concentric located concentrically to it, mounted in the cavity of the base plate on the side opposite to the stamping tool, an excess metal compensator with spring rings mounted with the possibility of interaction with the end face of the punch facing the base plate, as well as the fixed lower plate with the lower half-matrix fixed on it, characterized in that, in order to expanding technological capabilities by increasing the range of forgings without changing the spring rings of the compensator, as well as increasing the reliability and durability of the latter, the spring rings are made split in the meridional section, their outer side surfaces are conical, with smaller diameters facing the upper plane of the base plate, the cavity of the latter is also made conical with the same taper direction, the spring rings are placed in the cavity with the possibility of alternating interaction from lower to the outer ring with its lateral outer surfaces with the conical surface of the cavity of the base plate with the application of the stamping force to the working end face of the punch, the latter made with a support flange, the end of which is arranged to interact with the lower spring ring. 2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что верхняя полуматрица смонтирована с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно опорной плиты, а между обращенными одна к другой их плоскостями установлен упругий элемент. 2. The stamp according to claim 1, characterized in that the upper half-matrix is mounted with the possibility of reciprocating movement relative to the base plate, and between the planes facing one another, an elastic element is installed.

Images