способ штамповки крупных деталей типа дисков
Классы МПК: | B21K1/32 дисков, например дисков колес B21J5/02 ковка в штампах; снятие заусенцев с помощью специальных штампов |
Автор(ы): | Каплунов Б.Г., Фельде А.А., Озимин В.М. |
Патентообладатель(и): | Челябинский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-03-10 публикация патента:
20.06.1996 |
Сущность: способ штамповки крупных деталей типа дисков предполагает штамповку на гидравлическом прессе двойного действия. Заготовку первоначально деформируют одновременно верхней половиной штампа и прошивным пуансоном до высоты, регламентируемой предельным усилием, развиваемым на наружном ползуне пресса. Затем при постоянном воздействии верхней половины штампа прошивной пуансон периодически внедряют в заготовку и возвращают в исходное положение, оформляя центральную часть заготовки диаметром заданного размера. 1 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Способ штамповки крупных деталей типа дисков, включающий последовательную деформацию центральной и периферийной частей заготовки, отличающийся тем, что заготовку первоначально деформируют одновременно верхней половиной штампа и прошивным пуансоном до высоты, регламентируемой усилием, прикладываемым к верхней половине штампа, затем деформацию осуществляют при постоянном воздействии верхней половины штампа на периферийную часть заготовки и периодическом внедрении прошивного пуансона в центральную часть заготовки на диаметре Dв (0,22![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062024/183.gif)
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062172/2062172-5t.gif)
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что деформацию осуществляют на гидравлическом двойного действия прессе.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении крупногабаритных деталей типа дисков, колец, фланцев, бандажей и т.д. Известен способ изготовления изделий типа конец с массивным ободом, предполагающий размещение в центральной части гравюры штампа для объемной штамповки съемного прошивня, предварительную деформацию заготовки на прошивне, удаление прошивня из штампа и деформирование периферийной части заготовки объемной штамповкой [1] Способ позволяет получать поковки большого диаметра с тонкой перемычкой при относительно небольших энергетических затратах. В качестве недостатка следует отметить необходимость выполнения дополнительных операций, связанных с манипулированием съемным прошивнем и применением для этого средств механизации. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ штамповки крупных деталей типа дисков, предусматривающий последовательную штамповку вначале центральной части, а затем концентрических кольцевых участков [2] Способ обеспечивает снижение необходимого усилия пресса. Недостатком данного способа является пониженная производительность, связанная с прерыванием процесса деформирования, необходимостью подъема верхней половины штампа после деформации очередного участка и выполнения операций по переналадке инструмента. Кроме того, способ допускает неравномерность высотных размеров и искажение формы поверхностей, не обжимаемых на последующих стадиях штамповки. Заявляемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков, а именно на повышение производительности процесса штамповки за счет непрерывного деформирования заготовки и повышение качества поковок путем обеспечения равной толщины центральной части. Эта задача решается тем, что в способе штамповки крупных деталей типа дисков, включающем последовательную деформацию центральной и периферийной частей заготовки, согласно изобретению заготовку первоначально деформируют одновременно верхней половиной штампа и прошивным пуансоном до высоты, регламентируемой усилием, прикладываемым к верхней половине штампа, затем деформацию осуществляют при постоянном воздействии верхней половины штампа на периферийную часть заготовки и периодическом внедрении прошивного пуансона в центральную часть заготовки на диаметре DB (0,22![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062024/183.gif)
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062024/183.gif)
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062172/2062172-2t.gif)
Pн
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062172/8773.gif)
где Pн нагрузка, действующая на верхнюю половину штампа со стороны заготовки. Методом численного решения дифференциальных уравнений пластического течения выполнен расчет напряженно-деформированного состояния металла на этапах внедрения прошивного пуансона и обжатия верхней половиной штампа заготовки с центральной полостью. Согласно выполненным расчетам напряженно-деформированного состояния (фиг.5) условие нераскрытия штампа выполняется при отношении
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062172/2062172-3t.gif)
Расчетная картина формоизменения металла в процессе деформирования верхней половиной штампа заготовки с образованной на предыдущей стадии центральной полостью (фиг.5) показывает нежелательное уменьшение интенсивности течения металла в радиальном направлении на периферию при значениях отношения Dв/D > 0,35 (2), о чем судили по положению границы раздела металла и скоростям перемещений металла Vr и Vz (например, на фиг.5). Так, при значении Dв/D 0,37 интенсивность течения металла на периферию снижается согласно расчетным данным на 4% по сравнению с интенсивностью при значении Dв/D 0,35, что ведет к снижению эффективности процесса. Выражения определяют целесообразность ограничения отношения Dв/D диапазоном 0,22 K.0,35, где
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062172/2062172-4t.gif)
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062172/8856.gif)
![способ штамповки крупных деталей типа дисков, патент № 2062172](/images/patents/410/2062024/183.gif)
Предлагаемый способ может быть использован в прессовых производствах предприятий металлургии и машиностроения для получения заготовок крупногабаритных в плане деталей, изготовление которых известными способами неэффективно или невозможно. Кроме того, способ позволяет получать неосесимметричные детали с тонкой центральной частью, штамповка которых требует приложения значительных усилий.
Класс B21K1/32 дисков, например дисков колес
Класс B21J5/02 ковка в штампах; снятие заусенцев с помощью специальных штампов