SU957752A3

SU957752A3 - Способ калибровки цилиндрических заготовок дл объемной штамповки

Info

Publication number: SU957752A3
Application number: SU792742247A
Authority: SU
Inventors: Мураками Кинсиро; Хакояма Ацуму; Ямазаки Масаказу; Канамару Хисанобу; Оути Ясуси; Токайрин Акира
Original assignee: Аида Инджиниринг,Лтд (Фирма); Хитачи,Лтд (Фирма)
Priority date: 1978-03-24
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1982-09-07
Also published as: GB2021446B; JPS54125153A; US4253323A; DE2911542C2; DE2911542A1; JPS6018510B2; GB2021446A

Description

Изобретение относится к обработке! металлов давлением и может быть использовано при получении точных заготовок для холодной объемной штамповки. ⁵

Известен способ калибровки цилиндрических заготовок для объемной штамповки, включающий предварительную осадку с одновременным образованием фасок £1] . ¹⁰

Недостатком известного способа является низкое качество калиброванных заготовок ввиду того; что заготовка, отрезанная от прутка и подлежащая калибровке, неизбежно имеет скошенные ⁵торцы, что ведет к эксцентриситету приложения усилия осадки и, как следствие, к непараллельное™ торцов калиброванной заготовки и искажению фор~₂₀мы боковой поверхности.

Цель изобретения - повышение качества калиброванных заготовок.

Эта цель достигается тем, что согласно способу калибровки цилиндричес-₂5 ких заготовок для объемной штамповки , включающему предварительную осадку с одновременным образониваем фасок, причем в процессе .предварительной осадки фаски образуют под углом 8-18^а к оси заготовки, отношенйе площадей торцов заготовки до предварительной осадки и после нее 0,85-0,95, причем степень предварительной осадки не превышает 15%, а после предварительной осадки заготовку дополнительно подвергают открытой осадке и последующему редуцированию. е . ,

На фиг.1 показана^калиброванная цилиндрическая заготовка; на фиг.2 схема технологического процесса калибровки заготовки и последующей объемной штамповки по переходам; на фиг.З - предварительная осадка с образованием фасок; на фиг.4 - график зависимости величины, характеризующей параллельность торцов предвари-, тельно осаженной заготовки от угла наклона участков штампа, образующих фаски, к оси заготовки; На фиг.5 γ график зависимости параллельности · торцов предварительно осаженной заготовки. от отношения площадей торцов заготовки до и после предварительной осадки; на фиг.6 - график зависимости параллельности торцов предварительно осажденной заготовки от степени осадки; на фиг.7 - график зависимости отклонения от номиналь3 ного диаметра заготовки от степени ι предварительной осадки; на фиг.8 дополнительная открытая осадка .заготовки; на фиг.9 - редуцирование заготовки.

Способ осуществляют следующим образом.

Отрезанную от прутка заготов-. ку. 1 (как правило со скошенными торцами) подвергают (фиг.2) предварительно холодной осадке с образованием фасок на ее торцовых участках, получая, тем самым, бочкообразный полуфабрикат'? 2 с плоскими торцами, который затем дополнительно осаживают до получения полуфабриката 3 и редуцируют через матрицу. В результате получается высокоточная калиброванная цилиндрическая заготовка 4, которая используется в дальнейшем для объем-ной штамповки детали, например зубчатого колеса 5.

Предварительная осадка производится следующим образом.

Заготовка 1 отрезана от прутка на необходимую длину посредством обработки на прессе, резки с помощью пилы или обработки токарным инструментом и наклон отрезанной части преимущественно не превышает 3°. Когда высокоточные заготовки изготавливаются для штамповки деталей, таких как зубчатые колеса без последующей обработки материал, заготовки должен иметь твердость .Н„„ меньшую, чем

Исходная заготовка 1 предварительно осаживается (штампуется) матрицами б и 7 в полуфабрикат, который имеет бочкообразную боковую поверхность. Таким образом, диаметр D_o и длина Η_α4θ указанной заготовки 1 становятся соответственно 0( и Н(. Матрицы 6 и 7 имеют вогнутые части 8 и 9 на внутренних поверхностях, обращеннух друг к другу.

В соответствии с проведенными экспериментами .найдено, что указанные вогнутые участки более эффективны, если они имеют форму конуса с увеличивающимся поперечным сечением в боль: шей степени по периферии, чем по вертикали для того, чтобы обеспечить бочковобразную форму полуфабриката 3. Выбор угла наклона Θ.боковой поверхности вогнутого участка изменяет параллельность торцов предваритель. но осажденных заготовок, как изображено на фиг.4 (параллельность озна- . чает Hi*R ( в миллиметрах), где Н максимальная высота заготовки; Н]минимальная высота заготовки,

В том случае, когда, указанный угол равен 0°, края матриц срезают периферию предварительно отштампованной заготовки и оставляют трещины. Таким образом, увеличение ® нарушает параллельность концов заготовки. Из этого можно сделать вывод, что угол наклона периферии вогнутой части матрицы преимущественно должен быть в диапазоне 8-18°.

Эксперименты, показывают, что зависимость между отношением площадей О² /D² торцов заготовки перед и после предварительной осадки первичной заготовки с использованием матриц, имеющих Θ =15°, и параллельностью торцов заготовки изменяется, как' это повазано на фиг.5. Эта величина является важным фактором для достижения бочкообразной и оптимальной параллельности торцов заготовки, а также является важным фактором для уменьшения различий по максимальным внешним диаметрам предварительно осаженных заготовок. Из эксперимента найдена оптимальная величина отношения площадей торцов заготовки перед й после предварительной осадки и она составляет не менее 0,85, а более предпочтительно 0,90-0,95.

Фиг.6 показывает взаимосвязь меж¹ду степенью предварительной осадки заготовки (Н₀-Н_г)/Н₆ и параллельностью торцов заготовки, когда 9 = =15°, a Dj /Dq равно 0,90. В соответствии с экспериментом параллельность торцов заготовки становится стабильной, когда δ =15°, D^/po 0,9. .15%,^Степень осадки~большая, чем 15% увеличивает сужение концов заготовки и создает нежелательную деформацию . ,

Экспериментально определяют разницу по внешним диаметрам заготовок после предварительной штамповки и осадки, когда Θ 15. График на фиг.7 показывает результат вычисления изменений диаметра по максимальному внешнему диаметру и концам предварительно отштампованных (осаженных) заготовок, вызываемых разницей и степени осадки. Стабильно результаты могут быть получены, когда степень осадки 0-15%. Угол 'наклона боковых поверхностей рабочих выемок матриц для предварительной осадки штамповки, отношение площадей торцов заготовки перед и после предварительной штамповки и степень осадки являются основными факторами для поддерживания разницы в максимальном внешнем диаметре предварительно штампованной заготовки на оптимальном уровне.

После предварительной штамповки (осадки) производят открытую осадку полуфабриката, в результате которой под действием давления полуфабрикат 2, имеющий бочкообразную форму, превращается во вторичный полуфабрикат 3. Осадку производят посредством металлических матриц 10 и 11 (фиг.8), 65 имеющих плоские рабочие поверхности.

В процессе осадки форма полуфабриката изменяется таким образом, что обеспечен внешний диаметр заготовки с высокой точностью и одновременно поддерживается высокая параллельность обоих торцов заготовки, для того, 5 чтобы подготовить ее для последующего процесса редукцирования. Следовательно, внешний диаметр 0₂ после дополнительной осадки становится несколько больше, чем диаметр 10 (фиг.9) после редуцирования.

Claims

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении точных заготовок дл холодной объемной штамповки . Известен способ калибровки цилиндрических заготовок дл объемной штамповки , включающий предварительную осадку с одновременным образованием фасок 1. Недостатком извес.тного способа вл етс низкое качество калиброванных заготовок ввиду того; что заготовка, отрезанна от прутка и подлежаща калибровке , неизбежно имеет скошенные торцы, что ведет к эксцентриситету приложени усили осадки и, как следствие , к непараллельности торцов калиброванной заготовки и искажению фор мы боковой поверхности. Цель изобретени - повышение качества калиброванных заготовок. Эта цель достигаетс тем, что согласно способу калибровки цилиндрических заготовок дл объемной штамповки , включак цему предварительную осадку с одновременным образониваем фасок причем в процессе .предварительной осадки фаски образуют под углом 8-18 К оси заготовки, отношение площадей торцов заготовки до предварительной осадки и после нее 0,85-0,95, причем степень предварительной осадки не превышает 15%, а после предварительной осадки заготовку дополнительно подвергают открытой осадке и последующему редуцированию. о На фиг.1 показана калиброванна цилиндрическа 3aroTOBKaf на фиг.2 схема технологического процесса калибровки заготовки и последунадей объемной штамповки по переходам; на фиг.З - предварительна осадка с образованием фасок;; на фиг.4 - график зависимости величины, характеризующей параллельность торцов предвари-, тельно осаженной заготовки от угла наклона участков штампа, образующих фаски, к оси заготовки; на фиг.5 график зависимости параллельности торцов предварительно осаженной заготовки , от отношени площадей торцов заготовки до и. после предварительной осадки; на фиг.б - график зависимости параллельности торцов предварительно осажденной заготовки от степени осадки; на фиг.7 - график зависимости отклонени от номинального диаметра заготовки от степени предварительной осадки; на фиг. 8 дополнительна открыта осадка .заго товки; на фиг.9 - редуцирование заготовки. Способ осуще ствл ют следунвдим об Разом.. Отрезанную от прутка заготовку . 1 (как правило со скошенными торцами) подвергают (фиг.2) пред варительно холодной осадке с образованием фасок на ее торцовых участках, получа , тем самым, бочкообразный полуфабрикат 2с плоскими торцами, который затем дополнительно осаживают до получени полуфабриката 3 и редуцируют через матрицу. В результате получаетс высокоточна калиброванна цилиндрическа заготовка 4, котора используетс в дальнейшем дл объем-ной штамповки детали, например зубчатого колеса 5, Предварительна осадка производитс следующим образом. Заготовка 1 отрезана от прутка на необходимую длину посредством обработки на прессе, резки с помощь пилы или обработки токарным инструментом и наклон отрезанной части пр имущественно не превышает З. Когда высокоточные заготовки изготавливаютс дл штамповки деталей, таких как зубчатые колеса без последующей обработки материал, заготовки должен иметь твердость ,Н„„ меньшую, чем Н,,90. Исходна заготовка 1 предварител но осаживаетс (штампуетс матрица ми б и 7 в полуфабрикат, который им ет бочкообразную боковую поверхност Таким образом, диаметр Dg и длина указанной заготовки 1 станов тс со ответственно 0:( и Н(. Матрицы 6 и 7 имеют вогнутые части 8 и 9 на внутренних поверхност х, обращеннух друг к другу. в соответствии с проведенными эк периментами .найдено, что указанные вогнутые участки более эффективны, если они имеют форму конуса с увели чивающимс поперечным сечением в бо шей степени по периферии, чем по ве тикали дл того, чтобы обеспечить бочковобразную форму полуфабриката 3. Выбор угла наклона 9.боковой поверхности вогнутого участка измен е параллельность торцов предварительно осажденных заготовок, как изобра жено на фиг.4 (параллельность означает ( в миллиметрах), где Н максимальна высота заготовки; Hjминимальна высота заготовки, В том случае, когда, указанный угол равен 0°, кра матриц срезают периферию предварительно отштампованной заготовки и оставл ют трещины . Таким образом, увеличение в нарушает параллельность концов заготовки . Из этого можно сделать вывод, что угол наклона периферии вогнутой части матрицы .преимущественно должен быть в диапазоне 8-18. Эксперименты, показывают, что зависимость между отношением площадей /D торцов заготовки перед и после предварительной осадки первичной заготовки с использованием матриц , имеющих 9 15, и параллельностью торцов заготовки измен етс , как это повазано на фиг.5. Эта величина вл етс важным фактором дл достижени бочкообразной и оптимальной параллельности торцов заготовки, а также вл етс важным фактором дл уменьшени различий по максимальным внешним диаметрам предварительно осаженных заготовок. Из эксперимента найдена оптимальна величина отношени площадей торцов заготовки перед и после предварительной осадки и она составл ет не менее 0,85, а более предпочтительно 0,90-0,95. Фиг.б показывает взаимосв зь между степенью предварительной осадки заготовки (Hj,-Hj)/H6 и параллельностью торцов заготовки, когда 9 15, а 01 /DQ равно 0,90. В соответствии с экспериментом параллельность торцов заготовки становитс стабильной, когда б -15°, 0,9, 5%, Степень осадкибольша , чем 15% увеличивает сужение концов заготовки и создает нежелательную деформацию .. , Экспериментально определ ют разницу по внешним диаметрам заготорок после предварительной штамповки и осадки, когда 0 15. График на фиг.7 показывает результат вычислени изменений диаметра по максимальному внешнему диаметру и концам предварительно отштампованных (осаженных) заготовок, вызываемых разницей и степени осадки. Стабильно результаты могут быть получены, когДа степень осадки 0-15%. Угол наклона боковых поверхностей рабочих выемок матриц дл предварительной осадки штамповки , отношение площадей торцов заготовки перед и после предварительной штамповки и степень осадки влйютс основными фактора1 и дл поддерживани разницы в макбимальном внешнем диаметре предварительно штампованной заготовки на оптимальном уровне. После предварительной штамповки (осадки производ т открытую осадку полуфабриката, в результате которой под действием давлени полуфабрикат 2, имеющий бочкообразную форму, превращаетс во вторичный полуфабрикат 3. СЮадку производ т посредством металлических матриц 10 и 11 (фиг.В), имеющих плоские рабочие поверхности. В процессе осадки форма полуфабрик та измен етс таким образом, что обеспечен внешний диаметр заготовки с высокой точностью и одновременно поддерживаетс высока параллельнос обоих ТОРЦОВ заготовки, дл того, чтобы подготовить ее дл последующе го процесса редукцировани . Следовательно , внешний D, после дополнительной осадки становитс несколько больше, чем диаметр D (фиг.9) после редуцировани . Формула изобретени Способ калибровки цилиндрических заготовок дл объемной штамповки, включающий предварительную осадку с одновременным образованием фасок. отличающийс тем, что, с целью повышени качества калиброванных заготовок, .в процессе предварительной осадки фаски образуют под углом к оси заготовки, отношение площадей торцов заготовки до предварительной осадки и после нее 0,85 - 0,95, причем степень предварительной осадки не превышает 15%, а после предварительной осадки заготовку дополнительно подвергают открытой осадке и последухицему редуцированию . Источники информации, прин тые во вкимгшие при экспертизе 1. Холодна объемна 1втамповка7 Справочник под ред. Г.А.Навроцкого М., 1973, с.153, рис.15 и с.272-273 (прототип).

иг. 1 В

io,3

0,1

0.1

уWfS20tS

накдана вгнутой vacmu метал ичвскви нащриць (в)

Фиг.

I

о,г

I

0.

0,86.eS0,,95t,e

Отнвшение площадей ( ш лкл ерв9 ипоолф пр 9fetftume iiHffu nfofepnu { f/ffi)

ut.S

в19

510

Отношение оеа9ки С% Но fff/H,

Отношение осадки (/ф)

/

в15

15

Фиг.6

ts

20 Фиг. 7

Фиг. 8

Sa

/ ///////////

у I

/ У/ /У////л

f2

Фиг, 9