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 неохлаждаемый 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, полая ножка которого с внутренней резьбой и продольными прорезями расположена в образованной с переднего торца корпуса полости, открытой в его сквозную полость меньшего диаметра под болт, размещенный головкой в образованной с его заднего торца полости большего диаметра; при этом резьба болта соединена с резьбой ножки грибка, упирающегося задним торцом в передний торец 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 полой ножки с внутренней резьбой без боковых зазоров в образованной с переднего торца корпуса полости обеспечивается центрирование его рабочей части относительно последнего благодаря продольным прорезям ножки и взаимодействию этой резьбы с резьбой болта, выполненной с большими параметрами, чем у предыдущей. Образованием в корпусе сквозной меньшего диаметра полости, чем у предыдущей полости, под размещаемый в нем болт, головка которого расположена в своей полости большего диаметра, выполненной с заднего торца корпуса с упором ее в дно этой полости для фиксации такого болта в осевом направлении.

Соединением резьбы болта с резьбой ножки грибка обеспечивается осевой контакт его заднего торца с передним торцом корпуса, и боковой контакт поверхностей его полости и этой ножки из-за ее продольных прорезей и деформации ее стенок, чем надежно фиксируется этот грибок в передней части корпуса.

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 котором в полости 2, выполненной с его переднего торца, размещена полая ножка 3 грибка 4 рабочей части предлагаемого пуансона, упирающегося своим задним торцом в передний торец корпуса 1; в ножке образованы как минимум 3 продольные прорези 5, а на поверхности ее полости - резьба 6; полость 2 переходит в полость 7, открытую в большую полость 8, выполненную с заднего торца задней части 9 с большим поперечным размером, чем остальная часть корпуса 1; в полости 8 размещена головка 10 болта 11, расположенного остальной частью в полости 7 корпуса 1 и полости ножки 3 своей резьбовой частью с большими параметрами, чем параметры резьбы ножки 3; у собранного пуансона передний торец головки 10 болта 11 упирается в дно полости 8; при этом торцы корпуса 1 и грибка 4 контактируют между собой, когда прекращается вращение головки 10 болта 11, которая может быть выполнена под трубчатый ключ или под 6-тигранный ключ - пруток.

При вворачивании резьбовой поверхности болта 11 в такую же поверхность полости ножки 3 происходит существенная радиальная деформация стенок последней благодаря ее прорезям 5; поэтому выбираются боковые зазоры между 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 первого 3-х разных полостей, а у его грибка - полой ножки, с размещением в них болта 11.

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%.