Результат интеллектуальной деятельности: Матрица для высадки многогранных деталей

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

Известна матрица для высадки, содержащая корпус и составную формообразующую вставку, состоящую из соосно установленных вдоль оси обработки частей, сопряжение частей вставки выполнено по поверхности, совпадающей с поверхностью формируемой на детали фаски(SU 893374, Кл.³ B21J 5/08, 30.12.1981 Бюл. №48)

Данная матрица имеет следующие недостатки:

- на вставке 3 отсутствует профиль, ограничивающий опорную поверхность изделия, а это делает невозможным качественное изготовление гаек с плоским опорным торцом стабильной высоты, в связи с тем, что течение металла на торце заготовки, со стороны фаски, на нижней части вставки не ограничено;

- при ограничении торца изделия с помощью выталкивателя (для которого предназначено отверстие 7) возможен большой разброс получаемой геометрии изделия.

Известна матрица для высадки многогранных деталей типа гаек, содержащая корпус, в который запрессованы последовательно расположенные коническая вставка с многогранным отверстием и коническая вставка с местом для формирования фаски на торце гайки, в которую запрессован цилиндрический вкладыш с расположенными на его наружной поверхности продольными канавками для удаления масла и загрязнений (RU 2414984 C1, B21J 13/02, 27.03.2011 Бюл. №9).

Недостатком данной матрицы является невысокая циклическая стойкость, из-за разрушения конической вставки с местом для формирования фаски на торце гайки, с образованием трещины в радиальном сечении. Кроме того, при высадке детали из-за разного напряженно-деформированного состояния, испытываемого конической вставкой с шестигранным отверстием и вставкой с местом для формирования фаски на торце, происходит нарушение плотного контакта между вставками с образованием зазора, в результате чего матрица выходит из строя. Также, опыт показывает, что канавок расположенных на наружной поверхности вкладыша недостаточно для удаления масла и загрязнений из места для формирования фаски на торце гайки и в данном месте возможно незаполнение металла при высадке, что отрицательно сказывается на качестве изделия.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является матрица для высадки многогранных деталей типа гаек, содержащая корпус, в который запрессованы последовательно расположенные коническая вставка с многогранным отверстием и коническая вставка с местом для формирования фаски на торце гайки, в которую запрессован цилиндрический вкладыш с расположенными на его наружной поверхности продольными канавками для удаления масла и загрязнений. Торец конической вставки, с местом для формирования фаски на торце гайки, со стороны упомянутого места выполнен в виде усеченного конуса с диаметром меньшего основания равным е+5 мм, где е- описанный диаметр многогранного отверстия конической вставки, а угол между образующей усеченного конуса и торцом конической вставки с многогранным отверстием составляет 1°30', при этом на торце по образующей конуса и по всей боковой поверхности конической вставки с местом для формирования фаски на торце гайки расположены канавки для удаления масла и загрязнений от места для формирования фаски на торце гайки (Патент РФ №2493930 C1 B21J 13/02, 29.09.2013 Бюл. №27).

Недостатком данной матрицы является невысокая циклическая стойкость из-за износа места для формирования фаски на торце гайки, выполненного в конической вставке. Кроме того, при высадке гаек наблюдаются большие контактные давления, передаваемые от заготовки на инструмент, и из-за разного напряженно-деформированного состояния, испытываемого конической вставкой с шестигранным отверстием и вставкой с местом для формирования фаски на торце, происходит нарушение плотного смыкания вставок по торцам и образуется зазор, в данный зазор при большом количестве циклов высадки, со временем начинает затекать металл заготовки, в результате чего наблюдаются дефекты на наружной поверхности заготовок в виде рисок, далее матрица выходит из строя из за задиров на коническая вставка с многогранным отверстием и износа места для формирования фаски на торце гайки, выполненного в конической вставке.

Задачей изобретения является обеспечение благоприятного напряженно-деформированного состояния вставки с местом для формирования фаски на торце гайки и плотного контакта между вставками в матрице при высадке.

Технический результат заключается в повышении циклической стойкости матрицы при высадке за счет обеспечения благоприятного напряженно-деформированного состояния вставки с местом для формирования фаски на торце гайки и повышении качества изделий за счет обеспечения плотного контакта между вставками в матрице при высадке.

Данная задача решается, а технический результат достигается благодаря тому, что в предлагаемой матрице для высадки многогранных деталей типа гаек, содержащей корпус, в который запрессована коническая вставка с многогранным отверстием, вставку с местом для формирования фаски на торце гайки, в которую запрессован цилиндрический вкладыш с расположенными на его наружной поверхности продольными канавками для удаления масла и загрязнений, согласно изобретению, вставка с местом для формирования фаски на торце гайки выполнена цилиндрической с диаметром е+5 мм, где е- описанный диаметр многогранного отверстия и запрессована в бандаж с натягом, в свою очередь бандаж запрессован в корпус и по торцу выполнен коническим с углом 1°…3° между образующей конуса и торцом конической вставки с многогранным отверстием, при этом, на торце вставки с местом для формирования фаски на торце гайки, а также торце и по всей боковой поверхности бандажа, расположены канавки для удаления масла и загрязнений от места для формирования фаски на торце гайки.

Благодаря тому, что вставка с местом для формирования фаски на торце гайки выполнена цилиндрической с диаметром е+5 мм, где е-описанный диаметр многогранного отверстия и запрессована в бандаж с натягом, а бандаж в свою очередь запрессован в корпус и по торцу выполнен коническим с углом 1°…3° между образующей конуса и торцом конической вставки с многогранным отверстием, достигается обеспечение благоприятного напряженно-деформированного состояния вставки с местом для формирования фаски на торце гайки при высадке и плотного контакта между вставками в матрице.

Также благодаря тому, что на торце вставки, а также торце и по всей боковой поверхности бандажа, расположены канавки, берущие начало от места для формирования фаски на торце гайки, достигается высокое качество формирования изделия, за счет более полного заполнения металлом данной полости при штамповке.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана предлагаемая матрица для высадки многогранных изделий, общий вид; на фиг. 2 - вид А матрицы.

Матрица для высадки многогранных деталей типа гаек состоит из конической вставки 1, бандажа 2 в который запрессована цилиндрическая вставка 3 с наружным диаметром d равным е+5 мм, где е- описанный диаметр многогранного отверстия во вставке 1, а угол β между образующей конуса торца бандажа и торцом конической вставки с многогранным отверстием составляет 1°…3°. В цилиндрическую вставку 3 запрессован с натягом цилиндрический вкладыш 4. Коническая вставка 1 и бандаж 2 с запрессованными в него последовательно вставкой 3 и вкладышем 4, запрессованы в свою очередь в корпус 5. Матрица также содержит цилиндрическую втулку 6. На торце цилиндрической вставки 3, а также торце и по всей боковой поверхности бандажа 2, расположены канавки 7 для удаления масла и загрязнений от места для формирования фаски на торце гайки.

При высадке изделия в полости предлагаемой матрицы коническая вставка с шестигранным отверстием 1 испытывает радиальные растягивающие напряжения, цилиндрическая вставка 3 с местом для формирования фаски на торце, и цилиндрический вкладыш 4 за счет контактных давлений от заготовки испытывают осевые напряжения сжатия и имеет место разное напряженно-деформированное состояние, однако за счет конструкции матрицы, содержащей бандаж 2, охватывающий по диаметру е+5 мм вставку 3, обеспечивается благоприятное напряженно-деформированное состояние конструкции при высадке и тем самым достигается сохранение плотного контакта между вставками в матрице, исключая образование зазора, тем самым обеспечивая повышение стойкости матрицы.

Итак, заявляемое изобретение позволяет увеличить стойкость матрицы для изготовления гаек и повысить качество изделий за счет более плотного контакта между вставками в матрице.