RU2329117C2 - Method of hollow parts production with steps on external surface and cold-upsetting tool for its implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: for parts production cold-upsetting tool is used in the form of multi-position unit. Unit includes five positions and contains puncheons, thrusters, assembled matrixes and strippers. Assembled matrix in the fourth position is installed motionlessly and is equipped with reduction step at the insert. Stripper of the fourth position is arranged with the opening, in which spring-loaded puncheon is installed. Cut billet is subjected to setting and calibration with leveling of butt ends and formation of conical marks. By means of further billet setting head is created. Then opening is pressed out in the billet and its external diameter is reduced with formation of step. Reduction of diameter is carried out in motionless matrix with insert, which has reduction step. For that purpose billet is displaced until it thrusts stripper with spring-loaded puncheon with its butt-end. Puncheon is installed in billet pressed out opening. Later billet is displaced together with puncheon and stripper via reduction step of matrix. After that billet opening is interweaved.

EFFECT: expansion of technological resources.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству полых деталей со ступенями на наружной поверхности, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении изделий типа «гайка соединительная» на холодновысадочном автомате.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular the production of hollow parts with steps on the outer surface, and can be used in mechanical engineering in the manufacture of products such as "nut connecting" on a cold heading machine.

Известен способ изготовления полупустотелых заклепок, при котором отрезают стержневую заготовку мерной длины и производят ее деформирование в несколько переходов с образованием головки на одном конце стержня и глухой осевой полости на другом. При этом последовательно осуществляют калибровку с выдавливанием наметки, прямое выдавливание с получением глухой полости на одном конце стержня, редуцирование в матрице и окончательное оформление головки заклепки [1].A known method of manufacturing semi-hollow rivets, in which they cut the core blank of measured length and produce its deformation in several transitions with the formation of the head at one end of the rod and a blind axial cavity at the other. In this case, calibration is carried out sequentially with extrusion of the basting, direct extrusion to obtain a blind cavity at one end of the rod, reduction in the matrix, and final design of the rivet head [1].

Недостатком данного способа является невозможность получения ступенчатой заготовки, при котором в промежуточной позиции после уменьшения (редуцирования) внешнего диаметра, диаметр глухого отверстия, выполненного по всей длине заготовки, оставался одинаков. При уменьшении (редуцировании) внешнего диаметра происходит и уменьшение внутреннего диаметра отверстия, а в недоформированной части отверстия диаметр остается прежним. Кроме того, формирование головки и уменьшение наружного диаметра заготовки осуществляются одновременно на четвертой позиции, в результате чего возникают большие распирающие усилия на редуцирующую вставку, а также большие сжимающие усилия возникают в съемнике, имеющем сравнительно тонкие стенки, что значительно снижает стойкость редуцирующей вставки и съемника.The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining a stepped workpiece, in which in the intermediate position after reducing (reducing) the outer diameter, the diameter of the blind hole made along the entire length of the workpiece remained the same. With a decrease (reduction) in the outer diameter, the inner diameter of the hole also decreases, while in the undeformed part of the hole, the diameter remains the same. In addition, the formation of the head and the reduction of the outer diameter of the workpiece are carried out simultaneously in the fourth position, as a result of which there are large tensile forces on the reducing insert, as well as large compressive forces arise in the puller having relatively thin walls, which significantly reduces the resistance of the reducing insert and puller.

Известен многопозиционный блок холодновысадочного автомата для изготовления полого изделия со ступенями на наружной поверхности «Золотник», который включает четыре позиции и содержит пуансоны, толкатели, сборные матрицы, выполненные со вставками и установленные в корпусах на подкладках, а также съемник, установленный с возможностью перемещения [1]. На данном холодновысадочном блоке можно получать ступенчатые заготовки с глухим отверстием в головке изделия.Known multi-position block cold heading machine for the manufacture of a hollow product with steps on the outer surface of the "Spool", which includes four positions and contains punches, pushers, prefabricated matrix made with inserts and installed in the cases on the lining, as well as a puller mounted to move [ one]. On this cold heading block, you can get stepped workpieces with a blind hole in the head of the product.

К недостаткам известного блока можно отнести то, что на четвертой позиции, где осуществляется формирование головки и сохранение диаметра выдавленного отверстия, нет надежного ограничения перемещения детали относительно втулки, и если усилие съема заготовки будет превышать усилие запрессовки детали в держатель, то деталь при выталкивании полуфабриката из пуансона будет перемещаться совместно со втулкой и не позволит последней снять полуфабрикат с детали. Кроме того, на известном блоке невозможно получить отверстие в ступенчатом стержне, глубина которого больше высоты ступени большего диаметра, ввиду отсутствия в матрицах механизма, позволяющего получать и сохранять отверстие в ступенчатом стержне заготовки в процессе ее деформирования.The disadvantages of the known block can be attributed to the fact that in the fourth position, where the head is formed and the diameter of the extruded hole is maintained, there is no reliable restriction on the movement of the part relative to the sleeve, and if the removal force of the workpiece exceeds the force of pressing the part into the holder, then the part is pushed out of the semi-finished product the punch will move together with the sleeve and will not allow the latter to remove the semi-finished product from the part. In addition, it is impossible to obtain a hole in a stepped rod on a known block, the depth of which is greater than the height of a step of a larger diameter, due to the lack of a mechanism in the matrices that makes it possible to obtain and maintain a hole in a stepped bar of a workpiece during its deformation.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение технологических возможностей путем изготовления полой детали со ступенями на наружной поверхности без изменения размера внутреннего диаметра отверстия.The technical problem to which the invention is directed is to expand technological capabilities by manufacturing a hollow part with steps on the outer surface without changing the size of the inner diameter of the hole.

Средство достижения технического результата заключается в том, что изготовление полых деталей со ступенями на наружной поверхности производят за пять переходов, особенностью которых является четвертая позиция, на которой осуществляется уменьшение наружного диаметра с образованием ступеньки и сохранением внутреннего диаметра глухого отверстия, полученного на третьей позиции.The means of achieving the technical result is that the manufacture of hollow parts with steps on the outer surface is carried out in five transitions, a feature of which is the fourth position, in which the outer diameter is reduced to form a step and the inner diameter of the blind hole obtained in the third position is maintained.

Инструмент для осуществления способа представляет собой многопозиционный блок, содержащий корпуса пуансонов на подкладках, толкатели, расположенные в отверстиях подкладок с возможностью перемещения, съемники, установленные на пуансоне с возможностью перемещения. Корпуса сборных матриц состоят из вставок и подкладок, внутри которых перемещаются пуансоны, упирающиеся в толкатели, расположенные в отверстиях подкладок с возможностью перемещения и поджатые к поверхности отверстия упругими элементами. При этом на четвертой позиции при формировании ступеньки на наружной поверхности детали с предварительно выполненным на предыдущей позиции отверстием сборная матрица размещена неподвижно, с редуцирующей ступенькой на вставке, в съемнике установлен находящийся в выдвинутом положении относительно редуцирующей ступени пуансон с фланцем, упирающимся в исходном положении в пружину и толкатель, установленные в отверстии прокладки.The tool for implementing the method is a multi-position block containing punch housings on pads, pushers located in the holes of the pads with the ability to move, pullers mounted on the punch with the ability to move. Cases of prefabricated matrices consist of inserts and linings, inside of which punches move, abutting against the pushers located in the holes of the linings with the possibility of movement and elastic elements pressed against the surface of the hole. At the same time, in the fourth position, when the step is formed on the outer surface of the part with the hole previously made in the previous position, the assembly matrix is stationary, with a reducing step on the insert, a punch with a flange resting in the initial position against the spring in the puller is installed in the puller in the extended position and a pusher installed in the gasket hole.

На фиг.1 показан общий вид холодновысадочного инструмента;Figure 1 shows a General view of a cold head tool;

на фиг.2 - последовательность получения ступенчатой полой детали;figure 2 is a sequence of obtaining a stepped hollow part;

на фиг.3 - матрица четвертой позиции;figure 3 - matrix of the fourth position;

на фиг.4 показано положение заготовки, толкателя 15 и пуансона 8 перед началом деформирования.figure 4 shows the position of the workpiece, pusher 15 and the punch 8 before the deformation.

Холодновысадочный инструмент выполнен в виде многопозиционного блока, в котором корпуса пуансонов 1 на подкладках 2 установлены в гнездах ползуна автомата. Толкатели 3 расположены в отверстиях подкладок с возможностью перемещения и взаимодействия с выталкивателями автомата. Съемник 4 установлен на пуансоне с возможностью перемещения и взаимодействия с выталкивателями автомата через толкатели.The cold-heading tool is made in the form of a multi-position unit, in which the case of the punches 1 on the pads 2 are installed in the slots of the machine slide. Pushers 3 are located in the holes of the pads with the ability to move and interact with the ejectors of the machine. The puller 4 is installed on the punch with the ability to move and interact with the ejectors of the machine through the pushers.

Сборные матрицы со второй по четвертую позиции состоят из корпусов 5, вставок 6 и подкладок 7, внутри которых перемещаются пуансоны 8, упирающиеся в толкатели 9, расположенные в отверстиях подкладок 10 с возможностью перемещения и взаимодействия с выталкивателями автомата и поджаты к поверхности отверстия упругими элементами 11. Подкладки 10 установлены в гнездах станины.Prefabricated matrixes from the second to fourth positions consist of housings 5, inserts 6 and pads 7, inside of which punches 8 move, abutting against the pushers 9 located in the holes of the pads 10 with the possibility of movement and interaction with the ejectors of the machine and pressed against the hole surface by elastic elements 11 The pads 10 are installed in the nests of the bed.

На третьей позиции сборная матрица выполнена подвижной, состоит из вставки, запрессованной в бандаж 12, который подпружинен упругим элементом 13 относительно подкладки 14. Пуансон 8 установлен неподвижно в отверстии съемника 15 на подкладке 14. Съемник соединен с выталкивателем станка через толкатели 9 и 16.In the third position, the precast matrix is movable, consists of an insert pressed into the bandage 12, which is spring-loaded by the elastic element 13 relative to the lining 14. The punch 8 is fixedly mounted in the bore of the puller 15 on the lining 14. The puller is connected to the ejector of the machine through the pushers 9 and 16.

На четвертой позиции сборная матрица размещена неподвижно, с редуцирующей ступенькой 17 на вставке. Съемник 15 установлен с возможностью перемещения и взаимодействия с выталкивателем станка через толкатели 16 до упора своим фланцем в проставку 18. Пуансон 8 размещен в отверстии съемника с упором на толкатель 19, который установлен в отверстии прокладки 20. Кроме этого фланец 21 пуансона 8 взаимодействует с пружиной 22, установленной в глухом отверстии прокладки 20.In the fourth position, the precast matrix is stationary, with a reducing step 17 on the insert. The puller 15 is installed with the ability to move and interact with the ejector of the machine through the pushers 16 until it stops with its flange in the spacer 18. The punch 8 is placed in the hole of the puller with emphasis on the pusher 19, which is installed in the hole of the gasket 20. In addition, the flange 21 of the punch 8 interacts with the spring 22 installed in the blind hole of the gasket 20.

Холодновысадочный инструмент работает следующим образом.Cold heading tool works as follows.

Отрезанная заготовка 23 передается последовательно с первой позиции на пятую механизмом переноса (не показан), а выталкивание из матрицы 5 и съем заготовки с пуансонов 1 и 8 осуществляется толкателями 3, 9 и 16, съемниками 4 и 5.Cut off the workpiece 23 is transmitted sequentially from the first position to the fifth transfer mechanism (not shown), and the ejection from the matrix 5 and the removal of the workpiece from the punches 1 and 8 is carried out by pushers 3, 9 and 16, pullers 4 and 5.

На первой позиции производится осадка - калибровка отрезанной заготовки 23 в полости вставки 6 сборной матрицы между пуансоном 1 и пуансоном 8, опирающимся на толкатель 9, с выравниванием торцов заготовки 23 и образованием конических наметок на двух ее сторонах.At the first position, the draft is performed - calibration of the cut billet 23 in the cavity of the insert 6 of the precast matrix between the punch 1 and the punch 8, which is supported by the pusher 9, with alignment of the ends of the billet 23 and the formation of tapered basting on its two sides.

На второй позиции происходит дальнейшая осадка заготовки 23 в полости вставки 6 сборной матрицы с образованием головки между пуансоном 1 и пуансоном 8, опирающимся на толкатель 9.In the second position, further blanking of the workpiece 23 takes place in the cavity of the insert 6 of the prefabricated matrix with the formation of a head between the punch 1 and the punch 8, based on the pusher 9.

На третьей позиции выдавливается отверстие в заготовке 23 между стенкой вставки 6 сборной матрицы, выполненной подвижной при помощи подпружиненного бандажа 12, и неподвижного пуансона 8, установленного на подкладке 14, а съем с пуансона осуществляется съемником 15 посредством выталкивателя станка через толкатели 16 и 9.At the third position, a hole is squeezed out in the workpiece 23 between the wall of the insert 6 of the precast matrix, made movable with the help of a spring-loaded band 12, and the stationary punch 8 mounted on the lining 14, and the punch is removed from the punch 15 by means of the machine ejector through the pushers 16 and 9.

На четвертой позиции осуществляется уменьшение наружного диаметра заготовки 23 с образованием ступеньки. Заготовка 23, перемещаясь под действием пуансона 1, упирается в торец съемника 15, который выступает за зеркало матрицы, а затем при дальнейшем перемещении вместе со съемником 15 доходит до поджатого пружиной 22 пуансона 8, конец которого находится выше редуцирующей ступеньки матрицы и при продолжающемся движении заготовки входит в ее отверстие. Сам пуансон 8 при этом удерживается пружиной 22 и остается неподвижным.In the fourth position, the outer diameter of the workpiece 23 is reduced to form a step. The workpiece 23, moving under the action of the punch 1, abuts against the end face of the puller 15, which protrudes beyond the matrix of the matrix, and then, with further movement, together with the puller 15 reaches the spring 22 pressed by the punch 8, the end of which is above the reducing step of the matrix and with continued movement of the workpiece goes into her hole. The punch 8 itself is held in place by the spring 22 and remains stationary.

Смещения стенок отверстия заготовки 23 относительно пуансона 8 не происходит, что благоприятно влияет на его стойкость. При дальнейшем продвижении заготовки 23 ее торец взаимодействует с редуцирующей ступенькой 17 вставки 6, установленной в сборной матрице неподвижно, происходит уменьшение наружного диаметра и формирование ступеньки. При перемещении пуансона 1 в исходное положение выталкиватель станка воздействует на толкатели 16, которые перемещают съемник 15 вместе с заготовкой 23 и пуансоном 8 влево. Пружина разжимается, пуансон 8 перемещается до упора своим фланцем 21 в проставку 18, в дальнейшем толкатели 16 и 9, съемник 15 продолжают совместное движение до упора фланца 21 съемника 15 в проставку 18. Передний конец съемника 15 выходит за зеркало матрицы на 0,5 мм, а заготовка 23 выталкивается из вставки 6 сборной матрицы и захватывается механизмом переноса(не показан). Одновременно с толкателями 15 и 9 перемещается толкатель 19 до упора в торец конца пуансона 8. Теперь корпус 5 сборной матрицы четвертой позиции готов к приему очередной заготовки, при этом конец пуансона 8 находится выше редуцирующей ступеньки 15 вставки 6 сборной матрицы, удерживаемый в этом положении пружиной 22 и толкателем 19.The displacement of the walls of the opening of the workpiece 23 relative to the punch 8 does not occur, which favorably affects its resistance. With further advancement of the workpiece 23, its end interacts with the reducing step 17 of the insert 6, which is fixed in the prefabricated matrix, the outer diameter decreases and the step forms. When moving the punch 1 to its original position, the ejector of the machine acts on the pushers 16, which move the puller 15 together with the workpiece 23 and the punch 8 to the left. The spring is unclenched, the punch 8 moves all the way with its flange 21 to the spacer 18, then the pushers 16 and 9, the puller 15 continue to move together until the stop of the flange 21 of the puller 15 to the spacer 18. The front end of the puller 15 extends 0.5 mm beyond the matrix mirror , and the workpiece 23 is pushed out of the insert 6 of the precast matrix and is captured by the transfer mechanism (not shown). At the same time as the pushers 15 and 9, the pusher 19 moves all the way to the end face of the punch 8. Now the housing 5 of the combined matrix of the fourth position is ready to receive the next workpiece, while the end of the punch 8 is higher than the reducing step 15 of the insert 6 of the combined matrix, held in this position by the spring 22 and pusher 19.

На пятой позиции производится прошивка отверстия в заготовке 23.In the fifth position, the hole is pierced in the workpiece 23.

Предлагаемый холодновысадочный инструмент позволяет получать детали, имеющие ступени на наружной поверхности с отверстием, глубина которого больше высоты ступени большего диаметра.The proposed cold heading tool allows you to get parts that have steps on the outer surface with a hole whose depth is greater than the height of the step of a larger diameter.

Источники информацииInformation sources

1. «Холодная объемная штамповка», Справочник под ред. Навроцкого Г.А., Москва, Машиностроение, 1973, с.288, рис.13(6); с.292-293, рис.17.1. "Cold forming", Handbook, ed. Navrotsky G.A., Moscow, Mechanical Engineering, 1973, p. 288, Fig. 13 (6); p. 292-293, Fig. 17.

Claims (2)

1. Способ изготовления полых деталей со ступенями на наружной поверхности, включающий образование на заготовке головки, выдавливание в заготовке отверстия, уменьшение наружного диаметра заготовки с образованием ступеньки, прошивку отверстия, отличающийся тем, что осуществляют осадку-калибровку отрезанной заготовки с выравниванием торцов и образованием конических наметок с двух сторон, образование головки осуществляют путем дальнейшей осадки заготовки, а уменьшение наружного диаметра заготовки с образованием ступеньки осуществляют в неподвижной матрице, имеющей вставку с редуцирующей ступенькой, путем перемещения заготовки до упора торцом в съемник с размещенным в его отверстии подпружиненным пуансоном, размещения указанного пуансона в выдавленном отверстии заготовки и дальнейшего перемещения заготовки совместно с пуансоном и съемником через редуцирующую ступеньку матрицы.1. A method of manufacturing hollow parts with steps on the outer surface, including forming a head on the preform, extruding holes in the preform, reducing the outer diameter of the preform to form a step, piercing the hole, characterized in that the draft is calibrated for the cut preform to align the ends and form conical basting on both sides, the formation of the head is carried out by further upsetting the workpiece, and the outer diameter of the workpiece is reduced to form a step in a stationary matrix having an insert with a reducing step, by moving the workpiece end to end into the puller with a spring-loaded punch placed in its hole, placing the specified punch in the extruded hole of the workpiece and further moving the workpiece together with the punch and puller through the reducing step of the matrix. 2. Холодновысадочный инструмент для изготовления полых деталей со ступенями на наружной поверхности, выполненный в виде многопозиционного блока, отличающийся тем, что многопозиционный блок включает пять позиций и содержит пуансоны, толкатели, сборные матрицы, выполненные со вставками и установленные в корпусах на подкладках, а также установленные с возможностью перемещения съемники, при этом на четвертой позиции сборная матрица установлена неподвижно и выполнена с редуцирующей ступенькой на вставке, съемник четвертой позиции выполнен с отверстием, в котором размещен пуансон, подпружиненный посредством пружины для обеспечения расположения его конца при приеме заготовки выше редуцирующей ступеньки матрицы.2. Cold-heading tool for the manufacture of hollow parts with steps on the outer surface, made in the form of a multi-position unit, characterized in that the multi-position unit includes five positions and contains punches, pushers, precast dies made with inserts and mounted in cases on the liners, and pullers installed with the ability to move, while in the fourth position, the precast matrix is fixedly mounted and made with a reducing step on the insert, the fourth position puller is made with a hole in which the punch is placed, spring-loaded by a spring arrangement to provide at its end receiving the preform above the reducing step matrix.

Images