твердосплавная матрица для высадки многогранных изделий

Формула изобретения

Твердосплавная матрица для высадки многогранных изделий, содержащая обойму, охватывающую втулку с многогранным отверстием с запрессованной в нее твердосплавной вставкой, состоящей из отдельных, выполненных в виде призм трапецеидального сечения со срезанными углами на нерабочих торцах секций, число которых соответствует числу граней высаживаемого изделия, а срезы углов выполнены симметрично граням рабочего торца, отличающаяся тем, что во втулке с многогранным отверстием грани сопряжены между собой по радиусу, равному толщине b секции, при этом толщина b секции выбрана из диапазона

1/2Sb2/3S,

где S - размер под ключ высаживаемого изделия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении многогранных деталей, например гаек.

Известна твердосплавная матрица для высадки граненых изделий, выполненная в виде обоймы с запрессованной в нее твердосплавной вставкой, состоящей из отдельных секций, число которых равно числу граней высаживаемого изделия (Объемная штамповка крепежных деталей. Конструктивные и технологические расчеты. Руководящий технический материал РТМ 37.002.0208-81. КТИавтометиз. Горький: 1983, с.197, черт. 110).

Недостатком известной матрицы является то, что процесс сборки ее сложен, а на изготовление секций вставки расходуется много твердого сплава.

Известна твердосплавная матрица для высадки граненых изделий, выполненная в виде обоймы, охватывающей втулку с запрессованной в нее твердосплавной вставкой, состоящей из отдельных секций, число которых соответствует числу граней высаживаемого изделия, причем секции вставки выполнены в виде призм трапецеидального сечения со срезанными углами на нерабочих торцах (а.с.СССР №489576, кл. В 21 J 13/02, 1975).

Недостатком известной матрицы является невысокая ее стойкость, потому что при длительной работе данной матрицы происходит износ центральной части рабочих граней секций, в результате чего матрица выходит из строя. Кроме того, из-за присутствия концентраторов напряжений в углах многогранного отверстия во втулке она разрушается под воздействием переменных динамических нагрузок, передаваемых ей от секций при штамповке. Для увеличения стойкости данной втулки, а следовательно, и матрицы необходимо уравновесить растягивающие напряжения, для чего нужно увеличивать габаритные размеры втулки и корпуса, что в некоторых случаях неприемлемо.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является твердосплавная матрица для высадки многогранных изделий, содержащая обойму, охватывающую втулку с многогранным отверстием и с запрессованной в нее твердосплавной вставкой, состоящей из отдельных, выполненных в виде призм трапецеидального сечения со срезанными углами на нерабочих торцах секций, число которых соответствует числу граней высаживаемого изделия, а срезы углов выполнены симметрично граням рабочего торца (а.с.СССР №564071, кл. В 21 j 13/02, 1977).

Данная матрица имеет следующие недостатки:

- большие габариты секций вставки;

- низкую стойкость втулки из-за присутствия концентраторов напряжения в углах многогранного отверстия, приводящих к разрушению втулки под воздействием переменных динамических нагрузок при штамповке. Для того чтобы избежать разрушения втулки, необходимо увеличение габаритных размеров втулки и корпуса.

Изобретение решает задачу повышения стойкости матрицы и экономии твердого сплава секции вставки.

Данная задача решена тем, что в предлагаемой матрице, содержащей обойму, охватывающую втулку с многогранным отверстием с запрессованной в нее твердосплавной вставкой, состоящей из отдельных, выполненных в виде призм трапецеидального сечения со срезанными углами на нерабочих торцах секций, число которых соответствует числу граней высаживаемого изделия, а срезы углов выполнены симметрично граням рабочего торца, согласно изобретению во втулке с многогранным отверстием грани сопряжены между собой по радиусу, равному толщине b секции, при этом толщина b секции выбрана из диапазона

1/2Sb2/3S,

где S - размер под ключ высаживаемого изделия.

Благодаря исполнению секций вставок данным образом достигается минимизация габаритных размеров секций матрицы и, следовательно, экономия твердого сплава. Выполнение толщины секций менее 1/2S приведет к их разрушению, а выполнение толщины секций более 2/3S приведет к необоснованному увеличению габаритов секций.

Увеличение долговечности матрицы по сравнению с прототипом при равных с ним габаритных размерах, но уменьшенной толщине секций вставки достигается, во-первых, за счет возможности наведения больших напряжений сжатия во внутренних слоях секций и во втулке, которые уравновесят растягивающие напряжения, возникающие при высадке, и понизят величину максимальных переменных напряжений, во-вторых, за счет исключения очагов концентрации напряжений в многогранном отверстии втулки.

Кроме того, при данной конструкции секций возможно использование двух граней в качестве рабочих, для чего после износа из матрицы выпрессовывают секции вставки, затем разворачивают их на 180° и применяют повторно.

На чертеже представлена предлагаемая матрица.

Твердосплавная матрица для высадки многогранных изделий состоит из обоймы 1, втулки 2 с многогранным отверстием и с запрессованной в нее твердосплавной вставкой, состоящей из отдельных секций 3. Число секций соответствует числу граней высаживаемого изделия, а каждая секция выполнена в виде призмы трапецеидального сечения со срезанными углами на нерабочих торцах, причем срезы углов выполнены симметрично граням рабочего торца. Во втулке 2 с многогранным отверстием грани соединены между собой по радиусу R, то есть на пересечении граней нанесены радиусы, равные толщине b секции 3. Толщина b каждой отдельной секции 3 должна быть не менее 1/2S и не более 2/3S, где S - размер под ключ высаживаемого изделия.

Применение данной матрицы в производстве позволит получить существенную экономию за счет увеличения стойкости матрицы и снижения расхода твердого сплава секций вставки.