Спосіб об’ємної штамповки виробів типу кілець та штамп для його здійснення

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к объемной штамповке изделий типа колец. Известен способ штамповки колец подшипников пуансона на ГКМ за два перехода (см. "Технологический справочник по ковке и объемной штамповке" под редакцией М.В. Сторожева. – М., 1959. - С. 568-569). В ходе штамповки за два перехода производят формовку, пробивку и наружную калибровку. При этом поковка имеет припуски на дальнейшую обработку. Основным недостатком этого способа является наличие штамповочных уклонов на поверхности отверстия, для устранения которых необходима дополнительная операция. За прототип принят известный также способ совмещенной штамповки изделий типа колец и штамп для его осуществления (см. справочник '''Горячая объемная штамповка" под ред. Е.И. Семенова. – М.: Машиностроение, 1986. - Т. 2. - С. 529, рис. 35). Штамповку известным способом осуществляют за один ход пресса. При этом последовательно выполняют операции обрезки, пробивки, снятия нарушенных уклонов и правки. При этом осадку используют только для правки торцовых поверхностей. Известный способ не обеспечивает получение точного калиброванного отверстия и предполагает выполнение дополнительной операции по устранению штамповочных уклонов на поверхности сквозного отверстия поковки. Задачей изобретения является разработка способа объемной штамповки изделий типа колец и штампа для его осуществления, обеспечивающих получение точных поковок с калиброванным отверстием, снижение затрат на штамповую оснастку и повышение производительности труда при штамповке. Эта задача решена тем, что в способе объемной штамповки изделий типа колец с точным сквозным отверстием исходную заготовку последовательно прошивают пуансоном, осаживают и калибруют отверстие за один ход пресса. Причем осадку ведут до полного радиального обжатия металла вокруг п уансона. Штамп для осуществления предлагаемого способа включает верхнюю и нижнюю осадочные матрицы, прошивной пуансон и выталкиватель. При этом нижняя осадочная матрица подвижно монтирована по оси штамповки на неподвижном пуансоне, причем в исходном (верхнем) положении рабочую поверхность нижней матрицы располагают на одном уровне с режущей кромкой пуансона, ход ее к основанию пуансона превышает толщину исходной заготовки, а прошивной пуансон на участке хода нижней осадочной матрицы имеет отвесный калибрующий участок, при этом верхняя осадочная матрица имеет верхнее прошивное отверстие с режущей кромкой, в которое во время рабочего хода входит прошивной пуансон и в которой подвижно монтирован относительно оси штамповки выталкиватель, причем зазор между прошивным пуансоном в зоне калибрующего участка и нижней осадочной матрицей меньше зазора между прошивным пуансоном на этом же участке и прошивным отверстием верхней осадочной матрицы. Отличие предлагаемого решения от известного заключается в том, что осадка, выполняемая непосредственно после прошивки заготовки за один ход пресса, обеспечивает обжатие поковки вокруг пуансона и калибровку отверстия, что исключает необходимость дополнительной операции по устранению штамповочных уклонов на поверхности сквозного отверстия. Техническим результатом использования изобретения является получение точных поковок, снижение затрат на штамповую оснастку и повышение производительности труда при штамповке. Предполагаемое изобретение проиллюстрировано на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 показан процесс объемной штамповки за один ход пресса детали типа кольца - дискового отрезного ножа. Слева от осевой линии показан штамп и заготовка в исходном состоянии. Справа - штамп и точная поковка в конце процесса штамповки. Цилиндрическую заготовку 1 укладывают на нижнюю осадочную матрицу 2, подвижно монтированную по оси штамповки на неподвижном прошивном пуансоне 3, находящуюся в поднятом положении под действием толкателей 4, приводимых в движение, например, пневмоподушкой пресса. При этом рабочую поверхность матрицы 2 располагают на одном уровне с режущей кромкой пуансона 3. При ходе ползуна пресса вниз с монтированной на нем верхней осадочной матрицей 5, имеющей прошивное отверстие с режущей кромкой, заготовку 1 последовательно прошивают насквозь пуансоном 3 с образованием вырубки 6, а затем осаживают между нижней матрицей 2 и верхней матрицей 5. В процессе осадки нижнюю матрицу 2 перемещают вниз к основанию пуансона 3 до упора на ход, превышающий толщину поковки, пуансон 3 с лежащей на нем вырубкой 6 входит в прошивное отверстие в верхней матрице 5, выталкиватель 7, подвижно монтированный в верхней матрице 5, под действием пуансона 3 с лежащей на нем вырубкой 6 поднимают вверх, металл заготовки течет в направлении, перпендикулярном оси пуансона 3 и осадка происходит до полного радиального обжатия металла вокруг отвесного калибрующего участка пуансона 3. При этом зазор между калибрующим участком прошивного пуансона 5 и отверстием в нижней матрице 2 меньше зазора между прошивным пуансоном на этом же участке и прошивным отверстием верхней матрицы 5. На фиг. 2 показана готовая точная поковка кольца в штампе после окончания процесса штамповки и возвращения ползуна пресса в исходное (верхнее) положение. При возвратном ходе ползуна пресса вверх выталкиватель 7 под действием, например, верхних сбрасывателей пресса идет вниз и выталкивает вырубку 6 из прошивного отверстия верхней матрицы 5. Одновременно толкатели 4 под действием, например, пневмоподушки пресса поднимают нижнюю матрицу 2 в ее крайнее верхнее положение, снимая при этом с пуансона 3 готовую точн ую поковку 8 с калиброванным отверстием. Пример использования способа для горячей объемной штамповки дискового отрезного ножа летучих ножниц трубоэлектросварочных станов. Дисковый отрезной нож представляет собой кольцо диаметром 100 мм, утоняющееся к периферии, с калиброванным отверстием диаметром 30 мм. Штамповку поковок ножей осуществляют в специальном штампе на механическом кривошипном прессе К-0134, оснащенном нижней выталкивающей пневмоподушкой и верхними сбрасывателями. Нагретую до температуры 1200°С цилиндрическую заготовку 1 диаметром 90 мм и толщиной 10-12 мм укладывают на нижнюю матрицу 2 штампа. Ходом вниз ползуна пресса с верхней матрицей 5 заготовку последовательно прошивают пуансоном 3, осаживают, при этом прошитое отверстие калибруют. В результате штамповки получают точн ую поковку ножа с калиброванным отверстием. Финишной механообработке подвергают только режущую кромку ножа и прилегающие к ней боковые поверхности. Фиг. 1 Фиг. 2