способ изготовления поковок с отростками

Формула изобретения

1. Способ изготовления поковок с отростками, включающий осадку исходной заготовки, формирование полуфабриката, окончательную открытую штамповку, обрезку облоя, отличающийся тем, что формирование полуфабриката проводят последовательно, сначала в открытом штампе формируют часть отростков и дозируют объем полуфабриката, при этом избыток металла вытесняют в облой, затем обрезают облой и в закрытом штампе окончательно формируют полуфабрикат с отростками, окончательную штамповку проводят с вытеснением металла в облой под углом 5-85^o к вертикальной оси поковки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании полуфабриката в отрытом штампе получают отростки с размерами, равными размерам концевой части отростков полуфабриката закрытого ручья.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании полуфабриката в открытом штампе получают полуфабрикат объемом, равным объему полуфабриката закрытого ручья.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании полуфабриката в закрытом штампе получают отростки с окончательными размерами.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при окончательной штамповке проводят формирование головной части поковки.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при окончательной штамповке проводят формирование головной части поковки и калибровку отростков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении горячей объемной штамповкой поковок с отростками.

Известен способ изготовления поковок с отростками, включающий осадку исходной заготовки, выдавливание в разъемных матрицах с горизонтальным разъемом, окончательную штамповку, обрезку облоя и компенсаторов (Соколов Н. Л. Горячая штамповка выдавливанием стальных деталей. - М.: Машиностроение, 1967, 192 с., стр.83 и 84, рис.28).

Недостатком указанного способа является необходимость применения штампов с разъемными матрицами. Способ не нашел широкого применения в производстве из-за сложности оснастки, высокой требовательности к культуре производства и низкой стойкости элементов штампа, особенно по линии разъема матриц, где происходит несанкционированное образование заусенца.

Известен способ изготовления поковок с отростками, включающий осадку исходной заготовки, формирование полуфабриката в открытом штампе, окончательную штамповку в открытом штампе, обрезку облоя. (Семендий В.И., Акаро И. Л. , Волосов Н. Н. Прогрессивные технология, оборудование и автоматизация кузнечно-штамповочного производства КамАЗа. - М.: Машиностроение, 1989, 304 с., c ил., стр.42-44, рис.25).

Недостатком указанного способа является большой расход металла.

Поставлена задача разработать экономичный способ изготовления поковок с отростками из заготовок обычной точности.

Технический результат в способе изготовления поковок с отростками, включающем осадку исходной заготовки, формирование полуфабриката, окончательную открытую штамповку, обрезку облоя, достигается тем, что формирование полуфабриката проводят последовательно, сначала в открытом штампе формируют часть отростков и дозируют объем, при этом избыток металла вытесняют в облой, затем обрезают облой и в закрытом штампе окончательно формируют полуфабрикат с отростками, окончательную штамповку проводят с вытеснением металла в облой под углом 5-85^o к вертикальной оси поковки.

При формировании полуфабриката в открытом штампе получают отростки с размерами, равными размерам концевой части отростков полуфабриката закрытого ручья.

При формировании полуфабриката в открытом штампе получают полуфабрикат объемом, равным объему полуфабриката закрытого ручья.

При формировании полуфабриката в закрытом штампе получают отростки с окончательными размерами.

При окончательной штамповке проводят формирование головной части поковки.

При окончательной штамповке проводят формирование головной части поковки и калибровку отростков.

Формирование полуфабриката последовательно: сначала в открытом штампе с вытеснением избытка металла в облой, затем после обрезки облоя в закрытом штампе позволяет получить полуфабрикат с полностью оформленными отростками. Причем для окончательного оформления отростков используется закрытый штамп, а не открытый. Закрытый штамп дает возможность получать полуфабрикат без расхода металла в облой. Использование закрытого штампа без опасности заклинивания из-за образования большого торцевого заусенца стало возможным только после проведения дозирования объема полуфабриката, когда в открытом штампе получают полуфабрикат объемом, равным объему полуфабриката закрытого ручья.

Проведение окончательной штамповки в открытом штампе с вытеснением облоя под углом 5-85^o к вертикальной оси поковки позволяет удалить в облой возможный торцевой заусенец после закрытой штамповки.

Вытеснение металла в облой под углом больше 85^o приводит к заштамповке заусенца в тело поковки.

Вытеснение металла в облой под углом меньше 5^o приводит к расклиниванию штампа и перегрузке оборудования. Кроме того, затруднена последующая обрезка облоя.

При реализации способа изготовления поковок с отростками на универсальных прессах при ограниченности штампового пространства целесообразно обрезку облоя и закрытую штамповку полуфабриката проводить в штампе совмещенного действия. В этом случае повышается производительность и экономится электроэнергия, затрачиваемая на привод пресса.

В способе поковка формируется последовательно. Вытесняемый в облой металл при дозировании объема одновременно используется и в качестве подпора для оформления части отростков. При этом отростки получают с размерами, равными размерам концевой части отростков полуфабриката закрытого ручья. Другими словами, часть отростков окончательно сформирована уже на втором переходе, и в дальнейшем на формирование этой части поковки энергия не затрачивается. Использование закрытого ручья позволяет получить качественно оформленные отростки с окончательными размерами.

При окончательной штамповке проводят формирование головной части поковки. В зависимости от требований чертежа поковки при окончательной штамповке одновременно с формированием головной части поковки проводят калибровку отростков.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления штампованных поковок отличается от прототипа.

В способе-прототипе порядок выполнения действий и используемые при этом устройства: осадка исходной заготовки, формирование полуфабриката в открытом штампе, окончательная штамповка в открытом штампе, обрезка облоя.

В предлагаемом способе порядок выполнения действий и используемые устройства: осадка исходной заготовки, последовательное формирование полуфабриката, сначала в открытом штампе формируют часть отростков и дозируют объем, при этом избыток металла вытесняют в облой, затем обрезают облой и в закрытом штампе окончательно формируют полуфабрикат с отростками, окончательную штамповку проводят с вытеснением металла в облой под углом 5-85^o к вертикальной оси поковки, обрезают облой.

В способе-прототипе полуфабрикат с отростками формируют за один переход в открытом штампе. При этом заполнение отростков достигается за счет подпора металла, вытесняемого в облой. Расход металла значительный.

В предлагаемом способе полуфабрикат с отростками формируют последовательно в открытом и закрытом штампах.

В способе-прототипе дозирование объема полуфабриката не проводят.

В предлагаемом способе объем полуфабриката дозируют.

В способе-прототипе при окончательной штамповке металл в облой вытесняют в горизонтальном направлении.

В предлагаемом способе при окончательной штамповке вытесняют металл в облой под углом 5-85^o к вертикальной оси поковки.

Эти отличительные признаки обеспечивают возможность стабильного получения высококачественных штампованных поковок с минимальными материальными затратами из заготовок обычной точности. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ авторских свидетельств, патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков предлагаемого изобретения по их функциональному назначению. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлены технологические переходы штамповки; на фиг.2 - конец процессов деформирования осаженной заготовки, полуфабриката открытого ручья, полуфабриката закрытого ручья и окончательно отштампованной поковки.

Способ изготовления поковок с отростками реализуется следующим образом.

Штампованную поковку получают за несколько переходов, например за четыре, в ходе которых исходную заготовку 1, полученную из прутка, осаживают, получая заготовку 2, далее формируют полуфабрикат открытого штампа 3 с облоем 4, затем обрезают облой 4 и формируют полуфабрикат закрытого штампа 5 и, деформируя полуфабрикат 5, получают окончательно отштампованную поковку 6 с облоем 7. Облой 7 обрезают одним из известных способов (Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1976, 560 с., с ил., стр.442-457).

Исходную заготовку 1, полученную из прутка, осаживают между вставками 8 и 9. Вставки могут иметь плоские или фасонные контактные поверхности. В частном случае для получения строго определенной боковой поверхности после осадки осадку проводят в кольце.

Полученную в первом переходе заготовку 2 передают в штамп второго перехода, который состоит из матрицы 10, пуансона 11 и выталкивателя 12. Осаженную заготовку 2 устанавливают в полость матрицы 10. При движении ползуна пресса вниз пуансон 11 в матрице 10 деформирует осаженную заготовку 2, формируя полуфабрикат открытого штампа 3 с облоем 4. Полуфабрикат с облоем извлекают из матрицы 10 выталкивателем 12. Полученный полуфабрикат 3 с облоем 4 устанавливают в штамп третьего перехода, состоящий из матрицы 13, пуансона 14, съемника облоя 15 и выталкивателя 16. При этом облой 4 расположен за границей закрытого штампа. При движении ползуна пресса вниз пуансон 14 обрезает облой 4 и деформирует полуфабрикат открытого штампа 3 в матрице 13, в результате получается полуфабрикат закрытого штампа 5. После завершения процесса деформации ползун пресса поднимают вверх, облой 4 с пуансона 14 снимают съемником 15, а полуфабрикат 5 удаляют из матрицы 13 выталкивателем 16. Полученный полуфабрикат устанавливают в штамп четвертого перехода, состоящий из матрицы 17, пуансона 18, съемника 19 и выталкивателя 20. При движении ползуна пресса вниз пуансон 18 деформирует полуфабрикат 5 в матрице 17, в результате получается окончательно отштампованная поковка 6 с облоем 7. После завершения процесса деформации ползун пресса поднимают вверх, поковку 6 с пуансона 18 снимают съемником 19, а из матрицы 17 удаляют выталкивателем 20.

Пример конкретного выполнения штампованной поковки вилки из стали 40Х ГОСТ 4543-71.

Исходную заготовку диаметром 70 мм и высотой 155 мм нагревают в индукционном нагревателе до ковочной температуры, подают в штамп горячештамповочного пресса на первую позицию штамповки, осаживают до диаметра "бочки", равного 125 мм. Осаженную заготовку перекладывают в открытый штамп и формируют полуфабрикат с отростками длиной 36 мм и размерами отростков, равными размерам концевой части (труднозаполнимой) отростков закрытого штампа. Объем полуфабриката открытого ручья делают равным объему полуфабриката закрытого ручья, при этом избыток металла вытесняют в облой. Полученный полуфабрикат с облоем перекладывают в следующий штамп и за один ход ползуна пресса обрезают облой и штампуют в закрытом штампе полуфабрикат с отросками окончательных размеров длиной 68 мм. Затем в окончательном штампе проводят формирование головной части поковки диаметром 126 мм и калибровку отростков, при этом с целью исключения заштамповки торцевого заусенца производят вытеснение металла в облой под углом 45^o к вертикальной оси поковки.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ изготовления поковок с отростками более экономичен.