RU2729520C1 - Hollow articles stamping method with external flange - Google Patents
Hollow articles stamping method with external flange Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729520C1 RU2729520C1 RU2019140761A RU2019140761A RU2729520C1 RU 2729520 C1 RU2729520 C1 RU 2729520C1 RU 2019140761 A RU2019140761 A RU 2019140761A RU 2019140761 A RU2019140761 A RU 2019140761A RU 2729520 C1 RU2729520 C1 RU 2729520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- cavity
- matrix
- workpiece
- split
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
- B21J13/02—Dies or mountings therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/08—Shaping hollow articles with different cross-section in longitudinal direction, e.g. nozzles, spark-plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K23/00—Making other articles
- B21K23/04—Making other articles flanged articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к получению полых деталей холодной объемной, горячей и изотермической штамповкой.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the production of hollow parts by cold volumetric, hot and isothermal stamping.
Известен «Способ штамповки полых изделий с наружным фланцем» по А.С. SU №1669630, МПК8 В21К 21/08, опубл. 15.08.91, бюл. №30, заключающийся в том, что предварительно поперечным выдавливанием набирают металл во фланец с постоянным увеличением его толщины и одновременно деформируют центральную часть заготовки, а затем производят окончательное формообразование фланца изделия закрытой осадкой с одновременным обратным выдавливанием центральной полости изделия.The known "Method of stamping hollow products with an outer flange" by A.S. SU No. 1669630, IPC 8 V21K 21/08, publ. 15.08.91, bul. No. 30, which consists in the fact that the metal is preliminarily transverse extruded into the flange with a constant increase in its thickness and at the same time the central part of the workpiece is deformed, and then the final shaping of the product flange is performed by closed upsetting with simultaneous reverse extrusion of the central cavity of the product.
Недостатком данного способа является то, что в процессе формоизменения заготовки комбинированным выдавливанием внутри полости изделия образуется перемычка, которую необходимо удалять на последующих операциях. В результате этого увеличивается трудоемкость и отход металла.The disadvantage of this method is that in the process of forming the workpiece by combined extrusion inside the cavity of the product, a bridge is formed, which must be removed in subsequent operations. As a result, labor intensity and metal waste increase.
Известен принятый за прототип «Способ изготовления поковки с высокой ступичной частью, имеющей глубокую полость, горячей штамповкой» (RU 2344897 C2, B21K 1/40, 27.01.2009), в котором горячей штамповкой получают предварительную поковку с конической ступичной частью путем предварительной молотовой штамповки и осуществляют формообразование окончательной поковки с конической ступичной частью штаимповкой на обрезном прессе с обрезкой облоя и прошивкой глубокой полости, согласно изобретению получают предварительную поковку с конической ступенчатой частью, высота которой равна высоте ступичной части окончательной поковки, а угол конуса превышает угол конуса конической ступичной части окончательной поковки из условия обеспечения равенства разности между объемом усеченного конуса, образующего коническую ступичную часть предварительной поковки, и объемом усеченного конуса, образующего коническую ступичную часть окончательной поковки, объему прошиваемой глубокой полости, а прошивку упомянутой глубокой полости осуществляют с раздачей ступичной части предварительной поковки.Known adopted as a prototype "Method of manufacturing a forging with a high hub part having a deep cavity, hot stamping" (RU 2344897 C2,
Недостатком способа является высокая трудоемкость технологии, заключающейся в протяжке на молотовом штампе в протяжном ручье штучной заготовки, в открытом ручье предварительной поковки с высокой ступичной частью конической формы и на обрезном прессе в последовательном штампе обрезке облоя, глубокой прошивке полости с одновременным окончательным формообразованием конической ступицы глубокой прошивкой с раздачей и пробивкой утолщенной перемычки. В результате последующей механической обработки до 50% металла удаляется в стружку. Данный способ неприемлем при изотермической и холодной штамповке.The disadvantage of this method is the high labor intensity of the technology, which consists in broaching a piece billet on a hammer die in a broaching strand, in an open pre-forging stream with a high conical hub part and on a trim press in a sequential stamp trimming flash, deep piercing of the cavity with simultaneous final shaping of a deep conical hub stitching with distribution and punching of a thickened jumper. As a result of subsequent machining, up to 50% of the metal is removed into chips. This method is unacceptable for isothermal and cold stamping.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей при получении полых изделий с наружным фланцем, уменьшение отхода металла и снижение трудоемкости.The objective of the present invention is to expand the technological capabilities in the production of hollow products with an outer flange, reduce metal waste and reduce labor intensity.
Для решения поставленной задачи в способе штамповки полых изделий с наружным фланцем, включающем раздачу и прошивку цилиндрической заготовки в штампе, согласно изобретению используют штамп, содержащий пуансон, разъемную матрицу, состоящую из верхней и нижней частей, имеющих полость, причем полость нижней части выполнена конической, расположенную под разъемной матрицей выдвижную матрицу с полостью и контрпуансоном, при этом две цилиндрические заготовки, диаметр которых меньше диаметра полого изделия, покрытые смазкой для предотвращения диффузионной сварки, устанавливают одну на другую в полостях нижней разъемной матрицы и выдвижной матрицы и путем одновременного воздействия на две заготовки осуществляют раздачу и закрытую прошивку одной заготовки путем ее выдавливания в полости нижней и верхней частей разъемной матрицы с получением готового полого изделия с наружным фланцем, который формируют по линии разъема разъемной матрицы, и получение из второй заготовки полуфабриката, имеющего поперечное сечение, расширяющееся в сторону пуансона, после чего готовое полое изделие с наружным фланцем удаляют, а под полуфабрикат в выдвижную матрицу устанавливают новую цилиндрическую заготовку до контакта с контрпуансоном и производят формоизменение полуфабриката и цилиндрической заготовки. To solve this problem, in the method of stamping hollow products with an outer flange, including the distribution and piercing of a cylindrical blank in a stamp, according to the invention, a stamp is used containing a punch, a split matrix consisting of upper and lower parts having a cavity, and the cavity of the lower part is made conical, a retractable die with a cavity and a counterpunch located under the split die, while two cylindrical blanks, the diameter of which is less than the diameter of the hollow product, coated with grease to prevent diffusion welding, are placed one on top of the other in the cavities of the lower split die and the retractable die and by simultaneously acting on two blanks distributing and closed flashing of one workpiece is carried out by extrusion into the cavities of the lower and upper parts of the split matrix to obtain a finished hollow product with an outer flange, which is formed along the split line of the split matrix, and obtaining from the second workpiece a semi-finished product having a pop A cross section expanding towards the punch, after which the finished hollow product with an outer flange is removed, and a new cylindrical billet is installed under the semifinished product in the retractable matrix until it contacts the counterpunch and the semifinished product and the cylindrical billet are shaped.
На фиг. 1 приведено исходное положение двух заготовок в штампе перед началом их формоизменения;FIG. 1 shows the initial position of two blanks in the stamp before the start of their shaping;
На фиг. 2 показана схема настройки штампового инструмента;FIG. 2 shows a diagram of tuning a stamping tool;
На фиг. 3 приведен этап формоизменения одновременно двух заготовок до момента образования фланца на наружной поверхности;FIG. 3 shows the stage of simultaneously forming two blanks until the flange is formed on the outer surface;
На фиг. 4 - момент окончания получения детали с фланцем на наружной поверхности;FIG. 4 - the moment of completion of obtaining a part with a flange on the outer surface;
На фиг. 5 - схема съема отштампованной детали из штампа.FIG. 5 is a diagram of the removal of a stamped part from a stamp.
Устройство для осуществления способа (фиг. 1) включает нижнюю плиту, на которой закреплен пуансонодержатель 2 с контрпуансоном 3, контактирующим с подпружиненным матрицедержателем 4. В матрицедержателе 4 установлена выдвижная матрица 5, а также нижняя часть разъемной матрицы 8. В верхней плите (не показана) закреплена верхняя часть разъемной матрицы 9, а в ползуне пресса смонтирован хвостовик 12 с пуансонодержателем 11 и пуансоном 10.The device for implementing the method (Fig. 1) includes a lower plate, on which a
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Заготовки 6 и 7 покрывают смазкой для предотвращения диффузионной сварки в месте контакта торцевых поверхностей и устанавливают в штамповую оснастку (фиг. 1) в полости нижней части разъемной матрицы 8 и выдвижной матрицы 5 до контакта с контрпуансоном 3. Диаметр заготовок в 1,2-2 раза меньше диаметра готовой детали.
При рабочем ходе (фиг. 2) пуансон 10 вместе с пуансонодержателем 11 и хвостовиком 12 опускаются и соприкасаются с верхней плитой (не показана) и перемещают верхнюю часть разъемной матрицы 9 до соприкосновения с нижней частью разъемной матрицы 8. В момент соприкосновения верхней и нижней частей 8 разъемной матрицы пуансон 10 располагается таким образом, чтобы между рабочим торцом пуансона 10 и конусной поверхностью нижней части разъемной матрицы 8 образовался зазор S1, который меньше толщины стенки Sд готовой детали на 5…10%. Зазор S1 обеспечивает получение толщины стенки на рассматриваемом этапе формоизменения, при котором контактные силы трения материала заготовки при выдавливании возникают только на нижней 8 и верхней части 9 разъемной матрицы и отсутствуют на боковой поверхности пуансона 10. Далее пуансон 10 вместе с разъемной матрицей и выдвижной матрицей 5 перемещаются вниз, а заготовки 6 и 7 входят в контакт с контрпуансоном 3, закрепленном в пуансонодержателе 2 на нижней плите 1 и пуансоном 10. При этом происходит перемещение вниз подпружиненного матрицедержателя 4. Осуществляют одновременное формоизменение двух заготовок 6 и 7. Заготовка 6 под действием контрпуансона 3 взаимодействует с заготовкой 7, которая, в свою очередь, контактирует с рабочим торцом пуансона 10. Происходит раздача и закрытая прошивка заготовки 7 с заполнением металлом полости нижней части разъемной матрицы 8, а затем выдавливание материала в полость верхней части 9 разъемной матрицы (фиг. 3). Затем заготовка 6 заполняет полость разъемной матрицы и воздействуя на заготовку 7 формирует наружный фланец готового полого изделия по линии разъема (фиг. 4). При этом внутри полого изделия перемычки не образуется. Таким образом при рабочем ходе одновременно получают готовое полое изделие с наружным фланцем и полуфабрикат.During the working stroke (Fig. 2), the
При обратном ходе под действием пружин происходит перемещение до упоров (показаны схематично) верхней 9 и нижней 8 частей разъемной матрицы и матрицы 5 (фиг. 5) и съем готового полого изделия с пуансона 10. Из полости нижней части 8 разъемной матрицы полуфабрикат 6 не удаляют. Для установки новой заготовки из матрицедержателя 4 выдвигают матрицу 5 и укладывают новую заготовку. Выдвижную матрицу 5 перемещают на рабочую позицию, и новую заготовку располагают ниже полуфабриката 6. Далее производят последующую операцию штамповки, проводя одновременное формоизменение цилиндрической заготовки и полуфабриката.During the return stroke, under the action of the springs, the upper 9 and lower 8 parts of the split matrix and the matrix 5 (Fig. 5) move to the stops (shown schematically) and the finished hollow product is removed from the
Предлагаемый способ может быть использован, как при холодной, так и горячей или изотермической штамповке при наличии смазки, предотвращающей диффузионную сварку металла. Для предотвращения диффузионной сварки применяют смазки, представляющие собой стабилизированную и гомогенезированную дисперсию графита в воде, например «Ставрол-4» или «THERMEX GL».The proposed method can be used both for cold and hot or isothermal stamping in the presence of a lubricant that prevents diffusion welding of the metal. To prevent diffusion welding, lubricants are used that are a stabilized and homogenized dispersion of graphite in water, for example, "Stavrol-4" or "THERMEX GL".
Таким образом при одновременном формоизменении двух заготовок, внутри полости получаемой детали перемычки не образуется, что приводит к экономии металла и упраздняется операция по удалению перемычки, в результате чего уменьшается трудоемкость изготовления детали. Снижение технологической силы благодаря использованию разъемной матрицы, нижняя часть 8 которой имеет коническую полость, повышает стойкость инструмента и расширяет технологические возможности прессового оборудования и штамповой оснастки при штамповке деталей из высокопрочных труднодеформируемых материалов. Припуски и штамповочные уклоны или отсутствуют, или существенно меньше, что уменьшает отход металла в стружку при механической обработке поковки. Трудоемкость изготовления уменьшается благодаря возможности получения изделия за один рабочий ход с использованием одного штампа.Thus, with the simultaneous shaping of two blanks, a bridge is not formed inside the cavity of the resulting part, which leads to metal savings and the operation to remove the bridge is eliminated, as a result of which the labor intensity of manufacturing the part is reduced. Reducing the technological force due to the use of a split die, the
Пример осуществления способа. Необходимо получить полое изделие с наружным фланцем, форма которого показана на фиг. 5 из алюминиевого сплава АД1 с размерами: диаметр фланца 70 мм, толщина фланца 5 мм, диаметр цилиндрического участка 42 мм, высота изделия 45 мм, диаметр полости 36 мм. Из объемных соотношений определены размеры цилиндрических заготовок: диаметр 30 мм, высота 35 мм.An example of the implementation of the method. It is necessary to obtain a hollow product with an outer flange, the shape of which is shown in FIG. 5 made of aluminum alloy AD1 with dimensions: flange diameter 70 mm,
Горячую штамповку проводили на гидравлическом прессе ПБ6330М при скорости деформирования 50 мм/сек. Заготовки покрывались смазкой «Ставрол-4, марка 1» для предотвращения диффузионной сварки и нагревались до температуры 400÷450°С, устанавливались в нижнюю часть 8 разъемной матрицы и матрицу 5 (фиг. 1). До момента образования фланца выдавливался цилиндрический полый участок при нагрузке 200 кН, затем при нагрузке 400 кН происходило формирование фланцевого участка изделия. При этом получено изделие без перемычки.Hot stamping was carried out on a PB6330M hydraulic press at a deformation rate of 50 mm / sec. The workpieces were coated with Stavrol-4,
Способ может быть использован при получении аналогичного изделия, например, из титанового сплава в режиме изотермической штамповки. Для чего изотермическую штамповку производят при температурах нагрева заготовок и инструмента 850÷900°С с использованием суспензии стеклянного порошка на водной основе смазку «THERMEX GL», предотвращающую диффузионную сварку заготовок в месте контакта их торцевых поверхностей.The method can be used to obtain a similar product, for example, from a titanium alloy in the isothermal stamping mode. For this purpose, isothermal stamping is carried out at heating temperatures of workpieces and tools of 850 ÷ 900 ° C using a suspension of glass powder on a water-based lubricant "THERMEX GL", which prevents diffusion welding of workpieces at the point of contact of their end surfaces.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019140761A RU2729520C1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | Hollow articles stamping method with external flange |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019140761A RU2729520C1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | Hollow articles stamping method with external flange |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729520C1 true RU2729520C1 (en) | 2020-08-07 |
Family
ID=72085964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019140761A RU2729520C1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | Hollow articles stamping method with external flange |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729520C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU893373A1 (en) * | 1980-03-28 | 1981-12-30 | Московский Трижды Ордена Ленина | Method of producing parts such as flanged sleeve |
US5088311A (en) * | 1989-06-21 | 1992-02-18 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of making a tubular member |
RU2185916C2 (en) * | 2000-06-14 | 2002-07-27 | Открытое акционерное общество "Автонормаль" | Method for making flanged sleeve |
RU2344897C2 (en) * | 2007-03-09 | 2009-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "ИНТЕГРАЛ" | Method for manufacture of forged piece with high hub portion having deep cavity by means of hot stamping |
DE112014004712T5 (en) * | 2013-10-14 | 2016-07-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | A manufacturing method of a molded primary metal part for a spark plug, a method of manufacturing a primary metal fitting for a spark plug, and a spark plug manufacturing method |
-
2019
- 2019-12-09 RU RU2019140761A patent/RU2729520C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU893373A1 (en) * | 1980-03-28 | 1981-12-30 | Московский Трижды Ордена Ленина | Method of producing parts such as flanged sleeve |
US5088311A (en) * | 1989-06-21 | 1992-02-18 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of making a tubular member |
RU2185916C2 (en) * | 2000-06-14 | 2002-07-27 | Открытое акционерное общество "Автонормаль" | Method for making flanged sleeve |
RU2344897C2 (en) * | 2007-03-09 | 2009-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "ИНТЕГРАЛ" | Method for manufacture of forged piece with high hub portion having deep cavity by means of hot stamping |
DE112014004712T5 (en) * | 2013-10-14 | 2016-07-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | A manufacturing method of a molded primary metal part for a spark plug, a method of manufacturing a primary metal fitting for a spark plug, and a spark plug manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20100022448A (en) | Method and device for manufacturing fastenings and fasteners with radial outer contours, especially screws or threaded bolts | |
CN101422861A (en) | Precision forming method for special-shaped deep hole parts | |
JP6005609B2 (en) | Forging method of hollow shaft forgings | |
CN102152062B (en) | Process for manufacturing pneumatic inner and outer tooth joint blank | |
RU2460604C1 (en) | Moulding tool of combined action for obtaining mainly of tubular goods with flat flange | |
CN110695303B (en) | Cold heading forming process and cold heading module of diamond spot welding nut | |
CN103157740A (en) | Straight gear precise forging technology based on flow control forming principle and die | |
CN107186160A (en) | The quiet step forming process of disk two of new-energy automotive air-conditioning compressor | |
RU2491147C2 (en) | Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part | |
RU2729520C1 (en) | Hollow articles stamping method with external flange | |
RU2352431C2 (en) | Punching method of welding neck flange forging | |
CN103639219B (en) | A kind of once-forming method obtaining high-strength low carbon steel round head rivet | |
RU2660472C1 (en) | Method of glass-type parts extrusion and device for its implementation | |
US3176329A (en) | Method of making partially hollow rivets and similar articles | |
US3187402A (en) | Metal cartridge manufacture | |
RU2514531C2 (en) | MAKING AXIALLY SYMMETRIC FORGED BLANKS OF BARREL- AND BOWL-TYPE FROM HIGH-STRENGTH ALUMINIUM ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM ALLOYED WITH SCANDIUM AND ZIRCONIUM | |
US3199324A (en) | Methods of cold extruding metals | |
US2343083A (en) | Apparatus for shaping metal | |
RU2791720C1 (en) | Method for manufacturing of piercer plug | |
US1913492A (en) | Method of wheel hub forging | |
RU2637451C1 (en) | Method and device for low-plastic materials extrusion | |
JP4054153B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing forged parts having holes | |
RU2218230C2 (en) | Method of manufacture of die forgings | |
RU2721340C1 (en) | Device for stamping hollow articles with external flange | |
RU2724235C2 (en) | Method of forming thin-piece forged piece |