RU2241569C2 - Polyhedral articles production process - Google Patents

Abstract

FIELD: plastic working of metals, possibly manufacture of bolts by cold die forging.

SUBSTANCE: process comprises steps of cutting off blank, preliminarily reducing it for forming polyhedral surface having faces whose number is equal to that of polyhedral product; performing reduction by value equal to volume of head of ready article; determining dimension of polyhedral surface according to given expression; then forming cone chamfers adjoined to polyhedral surface; reducing rod; upsetting head in the form of truncated pyramid and finally shaping head. During stage of upsetting head in the form of truncated pyramid it is possible to form flange at side of large base of pyramid. In such case flanged head is formed during final shaping.

EFFECT: enhanced strength of tool, improved quality of article.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления болтов холодной объемной штамповкой.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to methods of manufacturing bolts by cold forging.

Известен способ штамповки болтов с многогранной головкой, где на первом переходе производят редуцирование стержня под головку. На втором переходе осуществляют формовку полуфабриката с головкой в виде усеченной пирамиды с меньшим основанием со стороны стержня и с фаской со стороны большего основания, при этом угол наклона граней пирамиды выдерживают в пределах 8-20°, а процесс формовки ведут до тех пор, пока расстояние между гранями большего основания не достигнет величины размера “под ключ” изделия. На третьем переходе производят окончательную формовку многогранника (а.с. 1402405, кл. В 21 К 1/46).A known method of stamping bolts with a multifaceted head, where at the first transition produce a reduction rod under the head. At the second transition, the semi-finished product is formed with the head in the form of a truncated pyramid with a smaller base on the side of the rod and with a chamfer on the side of the larger base, while the angle of inclination of the faces of the pyramid is kept within 8-20 °, and the molding process is carried out until the distance between the faces of a larger base will not reach the size of the "turnkey" product. At the third transition, the final molding of the polyhedron is performed (A.S. 1402405, class B 21 K 1/46).

Известное техническое решение имеет ряд недостатков, один из которых - низкая стойкость инструментальной оснастки в результате значительных усилий, требуемых для формирования расстояния между гранями большего основания усеченной пирамиды, равного величине размера "под ключ" изделия. Кроме того, многогранная поверхность активно развивается в верхней части пирамиды, при этом нижняя часть близка к окружности, поэтому при окончательном формировании головки углы многогранника заполняются в основном на опорной и торцевой поверхности головки болта, а на расстоянии 1/2 высоты головки оказываются не заполнены. Вследствие нечеткого формирования ребер многогранника не выдерживается геометрический параметр многогранной поверхности - диаметр описанной окружности.The known technical solution has several drawbacks, one of which is the low durability of tooling as a result of the considerable effort required to form a distance between the faces of the larger base of the truncated pyramid equal to the size of the "turnkey" product. In addition, the multifaceted surface is actively developing in the upper part of the pyramid, while the lower part is close to a circle, therefore, with the final formation of the head, the corners of the polyhedron are filled mainly on the support and end surfaces of the bolt head, and at a distance of 1/2 the height of the head is not filled. Due to the fuzzy formation of the edges of the polyhedron, the geometric parameter of the polyhedral surface, the diameter of the circumscribed circle, is not maintained.

Известен способ безотходной штамповки деталей с шестигранной головкой, включающий отрезку исходной заготовки от прутка, получение полуфабриката, формирование головки в виде усеченной пирамиды с большим основанием со стороны стержневой части, окончательное оформление головки с одновременным формированием стержня (патент ФРГ № 946941, МКИ В 21 К 1/46).A known method of non-waste stamping of parts with a hexagonal head, including a segment of the initial billet from the bar, obtaining a semi-finished product, forming a head in the form of a truncated pyramid with a large base from the side of the rod part, final design of the head with the simultaneous formation of the rod (German patent No. 946941, MKI B 21 K 1/46).

Существенным недостатком этого способа является низкая стойкость инструментальной оснастки вследствие необходимых больших усилий для формирования ребер шестигранника. Повышенные усилия формообразования также приводят к низкому качеству изделий, образованию заусенцев на опорной и торцевой поверхностях головки, появлению задиров на шестигранной поверхности.A significant disadvantage of this method is the low durability of tooling due to the necessary large efforts to form the ribs of the hexagon. Increased shaping forces also lead to poor product quality, the formation of burrs on the supporting and end surfaces of the head, the appearance of scoring on the hexagonal surface.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ изготовления многогранных деталей, заключающийся в многопереходной обработке заготовки путем редуцирования центрального стержня и высадки головки с фаской, а также последующем редуцировании головки и участка стержня под резьбу, при этом при редуцировании центрального стержня болта на пресс-автомате в зоне головки болта выдавливают торцовый выступ, затем редуцированием на пресс-осадке формуют многогранный профиль, при высадке головки болта упомянутый торцовый выступ сохраняют, а при оформлении головки болта в размер “под ключ” усилие редуцирования прилагают к торцовому выступу (а.с. № 1484431, В 21 К 1/46).Closest to the invention in terms of essential features is a method of manufacturing multifaceted parts, which consists in multi-junction processing of the workpiece by reducing the central rod and chamfering the head, as well as the subsequent reduction of the head and section of the rod under the thread, while reducing the central bolt rod to press an end protrusion is extruded in the area of the bolt head, then a multifaceted profile is formed by reduction on a press upset, when the bolt head is disembarked fifth retain the socket protrusion, and the protrusion is applied to the end face (AS № 1484431, B 21 K 1/46) with clearance in a bolt head size "turnkey" force reduction.

Недостатки известного способа:The disadvantages of this method:

конический участок, оставшийся после редуцирования центрального стержня на позиции редуцирования пресс-осадка, не обеспечивает качественное оформление торцевой поверхности, что может привести к появлению закатов на опорной поверхности головки детали;the conical section remaining after the reduction of the central shaft at the reduction position of the press sludge does not provide high-quality design of the end surface, which can lead to the appearance of sunsets on the supporting surface of the head of the part;

наличие наплывов на торцевых поверхностях многогранной головки после окончательной формовки, что приводит к высоким значениям отклонений по перпендикулярности торцевых поверхностей относительно стержня изделия.the presence of sagging on the end surfaces of the polyhedral head after final molding, which leads to high deviations in the perpendicularity of the end surfaces relative to the core of the product.

Изобретение решает задачу повышения стойкости инструмента и оформление головки болта с высоким качеством при изготовлении многогранных изделий из труднодеформируемых материалов.The invention solves the problem of improving tool life and designing the bolt head with high quality in the manufacture of multifaceted products from difficult to deform materials.

Данная задача решена тем, что после отрезки заготовки предварительно редуцированием на ней формуют многогранную поверхность с количеством граней, равным количеству граней многогранного изделия, на величину, равную объему головки изделия, и с размером S₁, величину которого определяют из следующего соотношения:This problem is solved in that after cutting the workpiece by preliminary reduction, a multifaceted surface is formed on it with the number of faces equal to the number of faces of the multifaceted product, by an amount equal to the volume of the product head, and with a size S ₁ , the value of which is determined from the following ratio:

S₁=(d₀cos30°)-(0,1...0,2),S ₁ = (d ₀ cos30 °) - (0.1 ... 0.2),

где d₀ - диаметр заготовки,where d ₀ is the diameter of the workpiece,

после чего осуществляют формовку переходных фасок конической формы, примыкающих к многогранной поверхности, при этом наименьший диаметр d₁ переходной фаски к цилиндрическому участку стержня определяют из следующего соотношения:then carry out the formation of transition chamfers of conical shape adjacent to a multifaceted surface, the smallest diameter d _{1 of the} transition bevel to the cylindrical section of the rod is determined from the following ratio:

d₁=(0,8...0,95)S₁.d ₁ = (0.8 ... 0.95) S ₁ .

Одновременно с высадкой заготовки головки в виде усеченной пирамиды со стороны ее большего основания предварительно формуют фланец, а при окончательной формовке головки получают головку с фланцем.Simultaneously with the disembarkation of the head blank in the form of a truncated pyramid, a flange is preformed on the side of its larger base, and when the head is finally shaped, a head with a flange is obtained.

По данному способу изготавливают многогранные изделия в виде болтов и винтов.According to this method, multifaceted products are made in the form of bolts and screws.

Способ поясняется чертежом, где представлен технологический процесс со следующими обозначениями: d₀ - диаметр заготовки; S₁ - размер многогранника после первой предварительной формовки головки; d₁ - наименьший размер фаски, равный диаметру окружности переходного участка к цилиндрическому на стержне; S - размер многогранника изделия.The method is illustrated in the drawing, which shows the process with the following notation: d ₀ - diameter of the workpiece; S ₁ - the size of the polyhedron after the first preliminary molding of the head; d ₁ - the smallest chamfer size equal to the diameter of the circumference of the transition section to the cylindrical on the rod; S is the size of the polyhedron of the product.

Способ изготовления болта Ml0 осуществляется следующим образом.A method of manufacturing a bolt Ml0 is as follows.

На первой позиции отрезают заготовку диаметром 11,4 мм, затем производят редуцирование шестигранной поверхности с размером 9,9 мм. Далее формуют фаски на шестигранной поверхности. При этом диаметр стержня равен 9,85 мм, а бурта на головке 9,9 мм. На последующем переходе редуцируют стержень под накатку резьбы и высаживают заготовку головки в виде усеченной пирамиды с размером большего основания 16,3 мм, углом наклона граней 12° и наружной фаской с углом 30°. На окончательной позиции формуют шестигранную головку с размером под ключ 17 мм.In the first position, a workpiece with a diameter of 11.4 mm is cut, then a hexagonal surface with a size of 9.9 mm is reduced. Next, bevels are formed on a hexagonal surface. The diameter of the rod is 9.85 mm, and the shoulder on the head is 9.9 mm. At the subsequent transition, the rod under the knurling of the thread is reduced and the head blank is planted in the form of a truncated pyramid with a larger base size of 16.3 mm, an angle of inclination of the faces of 12 ° and an external bevel with an angle of 30 °. At the final position, a hex head with a turnkey size of 17 mm is formed.

Claims (3)

1. Способ изготовления многогранных изделий, включающий отрезку заготовки, редуцирование стержня, высадку заготовки головки в виде усеченной пирамиды и окончательную формовку головки, отличающийся тем, что после отрезки заготовки предварительно редуцированием на ней формуют многогранную поверхность с количеством граней, равным количеству граней многогранного изделия, на величину, равную объему головки изделия, и с размером S₁, величину которого определяют из следующего соотношения:1. A method of manufacturing a multifaceted product, including cutting a workpiece, reducing the rod, planting a workpiece head in the form of a truncated pyramid and final molding of the head, characterized in that after cutting the workpiece by preliminary reduction, a multifaceted surface is formed on it with the number of faces equal to the number of faces of the multifaceted product, by an amount equal to the volume of the head of the product, and with size S ₁ , the value of which is determined from the following ratio: S₁=(d₀сos30°)-(0,1...0,2),S ₁ = (d ₀ сos30 °) - (0.1 ... 0.2), где d₀ - диаметр заготовки,where d ₀ is the diameter of the workpiece, после чего осуществляют формовку переходных фасок конической формы, примыкающих к многогранной поверхности, при этом наименьший диаметр d₁ переходной фаски к цилиндрическому участку стержня определяют из следующего соотношения:then carry out the formation of transition chamfers of conical shape adjacent to a multifaceted surface, the smallest diameter d _{1 of the} transition bevel to the cylindrical section of the rod is determined from the following ratio: d₁=(0,8...0,95)S₁.d ₁ = (0.8 ... 0.95) S ₁ . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для изготовления многогранных изделий в виде болтов и винтов.2. The method according to claim 1, characterized in that it is intended for the manufacture of multifaceted products in the form of bolts and screws. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что одновременно с высадкой заготовки головки в виде усеченной пирамиды со стороны ее большего основания предварительно формуют фланец, а при окончательной формовке головки получают головку с фланцем.3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that simultaneously with the disembarkation of the head blank in the form of a truncated pyramid, a flange is pre-formed on the side of its larger base, and a head with a flange is obtained during the final molding of the head.