Результат интеллектуальной деятельности: Пуансон для закрытой матрицы горячего штампа

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно для получения горячей штамповкой заготовок-валов с шестерней на конце.

Известны горячие штампы, формообразующие части матриц и пуансонов которых подвергаются значительным силовым, термическим, эрозионным и прочим нагрузкам, вследствие чего стойкость их составляет несколько тысяч съемов заготовок (см. книгу Технология металлов и конструкционные материалы. / В.А. Кузьмин и др. - М.: Машиностроение, 1989, с. 342-353).

Известна охлаждаемая закрытая матрица горячего штампа (см. патент РФ 2670508 С1 от 23.10.2018), используемая с неохлаждаемым цельным пуансоном с рабочей передней, средней и присоединительной задней частями, расположенным над матрицей в верхней части обойм (см. патент РФ 2481915 от 2013 г.).

Его недостатки: ограниченная стойкость (не более 4000-5000 запрессовок заготовок) его рабочих поверхностей из-за перегрева при работе и значительных давлений на них со стороны деформируемого металла; при износе только этой рабочей части изготовление его из качественной стали с соответствующей трудоемкостью и стоимостью повышает стоимость получаемых заготовок. Задачей предлагаемого решения является снижение эксплуатационной стоимости такого пуансона.

Технический результат от этого решения: уменьшение стоимости получаемых при использовании усовершенствованного пуансона заготовок. Это достигается тем, что у пуансона для закрытой матрицы горячего штампа, выполненного цельным с передней рабочей частью, средней промежуточной частью и задней частью с большим поперечным размером, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО он - сборный в виде корпуса и передней рабочей части - грибка, коническая ножка которого с внутренней резьбой расположена в образованной с переднего торца корпуса конической полости, открытой в его сквозную полость меньшего диаметра под болт, размещенный головкой в образованной с его заднего торца полости большего диаметра с коническим дном, в которое уперт передний конический торец головки болта, утопленной задним торцом относительно заднего торца корпуса; при этом резьба передней части болта соединена с резьбой ножки грибка, отстоящего задним торцом от переднего торца корпуса.

Выполнением пуансона сборным в виде корпуса из конструкционной стали и передней рабочей части - грибка из качественной стали уменьшается как минимум в 3 раза расход ее на такой пуансон со снижением трудоемкости его рабочей части - грибка.

Расположением у последнего конической ножки с внутренней резьбой без боковых зазоров в образованной с переднего торца корпуса конической полости обеспечивается центрирование его рабочей части относительно последнего благодаря и взаимодействию их конических поверхностей между собой при помощи резьб ножки и болта.

Образованием в корпусе сквозной меньшего диаметра полости, чем у предыдущей полости, под болт, головка которого расположена в своей полости большего диаметра, выполненной с заднего торца корпуса с коническим дном под конический передний торец ее, обеспечивается фиксация болта в корпусе в радиальном в осевом направлениях при сборке пуансона.

Соединением при сборке пуансона резьбы болта с резьбой ножки грибка обеспечивается контакт боковой поверхности ее с поверхностью передней конической полости корпуса с наличием при этом осевого зазора между их торцами

Сравнение предлагаемого с известными показывает его новизну, существенные отличия, пригодность в производстве и соответствие критериям Изобретения. Этот пуансон представлен на чертеже фигурой 1 и содержит корпус 1, в полости 2 которого, выполненной с его переднего торца, размещена полая ножка 3 грибка 4-рабочей части предлагаемого пуансона, отстоящего своим задним торцом от переднего торца корпуса 1; на боковой поверхности гнезда ножки 3 образована резьба 5; полость 2 корпуса 1 переходит в полость 6 меньшего диаметра, открытая в большую полость 7, выполненную с заднего торца задней части 8 с большим поперечным размером, чем остальная часть корпуса 1; в полости 7 размещена головка 9 болта 10, расположенного остальной частью в полости 7 корпуса 1 и гнезде ножки 3 своей передней резьбовой частью; у собранного пуансона передний конический торец головки 9 болта 10 упирается в коническое дно полости 7; при этом торцы корпуса 1 и грибка 4 не контактируют между собой, когда прекращается вращение головки 9 болта 10, которая может быть выполнена под трубчатый ключ или под 6-тигранный ключ - пруток. В конце вворачивания резьбовой поверхности болта 10 в такую же поверхность гнезда ножки 3 происходит контакт конических поверхностей его головки 9 и дна полости 7, а также ножки 3 и корпуса 1 с выбиром боковых зазоров между коническими поверхностями ножки 3 и полости 2 корпуса 1, чем обеспечивается центрирование грибка 4 в последнем и прочность их соединения. Такой пуансон разбирается в обратном порядке.

Стоимость такого нового пуансона выше, чем пуансона - прототипа из-за наличия у корпуса 3-х разных размеров полостей, а его грибка - ножки с резьбовым гнездом под резьбу передней части болта 10.

После предельного износа рабочих поверхностей грибка он заменяется новым, стоимость которого как минимум в 3 раза меньше стоимости прототипа - пуансона; к тому же уменьшается как минимум в два раза расход качественной стали, например, марки 3Х3М3Ф ГОСТ 5950-00 на изготовление такого грибка. Данным решением снижается также и стоимость получаемой заготовки примерно на 10%

Таким образом, предлагаемым решением уменьшаются в два и более раз расход дорогой стали на пуансон - грибок и его стоимость, чем стоимость получаемой заготовки снижается на 10%.