Способ изготовления формообразующего штампового инструмента в штампе

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМООБРАЗУЮЩЕГО ШТАМПОВОГО ИНСТРУМЕНТА В ШТАМПЕ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Качанов Игорь Владимирович Исаевич Леонид Александрович Здор Геннадий Николаевич Кудин Максим Валентинович Шарий Василий Николаевич Ленкевич Сергей Александрович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(56) СОГРИШИН Ю.П. и др. Технология и оборудование высокоскоростной объемной штамповки. - М. НИИМАШ, 1968. - С. 44-45.(57) Способ изготовления формообразующего штампового инструмента в штампе, при котором заготовку выполняют составной из двух частей, при этом изготавливают из высоколегированной штамповой стали верхнюю часть, в нижней торцевой части которой выполняют коническую полость с углом при вершине 120, а нижнюю часть изготавливают из легированной конструкционной стали со сквозным отверстием, затем составную заготовку нагревают и помещают в разъемную матрицу штампа с кольцевой проточкой, Фиг. 1 18575 1 2014.08.30 расположенной на уровне контакта двух частей составной заготовки, и проводят высокоскоростное выдавливание полости в верхней части составной заготовки, сопровождающееся одновременным пластическим течением в радиальном направлении в кольцевую проточку материалов обеих частей заготовки и формированием сварного соединения между частями составной заготовки, после чего осуществляют термическую обработку полученной заготовки с последующим ее шлифованием. Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению формообразующего штампового инструмента. Известен способ изготовления рельефных полостей формообразующего инструмента 1, включающий предварительное формообразование полости, термическую и электроэрозионную обработку, при этом предварительное формообразование полости осуществляют выдавливанием с размером поперечного сечения, превышающим на 0,1-1,9 размер готовой полости. Недостатками известного способа являются значительная продолжительность электроэрозионной обработки расход электродов слесарная доводка отдельных участков. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ высокоскоростного горячего выдавливания формообразующего инструмента штамповкой 2,включающий использование заготовки с выточкой на нижнем торце, по объему примерно равной штампуемой полости, в целях снижения усилия выдавливания, с нагревом ее до температуры штамповки и помещаемой в матрицу с формообразованием полости в ней путем высокоскоростного ударного воздействия, с последующей термической обработкой и окончательной шлифовкой поверхности. Основным недостатком является использование заготовки из дорогостоящей стали,что приводит к ее перерасходу, а следовательно, снижает экономическую эффективность применения изделий в качестве инструмента. Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении качества изготовления формообразующего инструмента при снижении материалоемкости. Поставленная задача достигается способом изготовления формообразующего штампового инструмента в штампе, при котором заготовку выполняют составной из двух частей,при этом изготавливают из высоколегированной штамповой стали верхнюю часть, в нижней торцевой части которой выполняют коническую полость с углом при вершине 120, а нижнюю часть изготавливают из легированной конструкционной стали со сквозным отверстием, затем составную заготовку нагревают и помещают в разъемную матрицу штампа с кольцевой проточкой, расположенной на уровне контакта двух частей составной заготовки, и проводят высокоскоростное выдавливание полости в верхней части составной заготовки, сопровождающееся одновременным пластическим течением в радиальном направлении в кольцевую проточку материалов обеих частей заготовки и формированием сварного соединения между частями составной заготовки, после чего осуществляют термическую обработку полученной заготовки с последующим ее шлифованием. Сущность изобретения поясняется фигурами, где изображена последовательность осуществления способа, при этом на фиг. 1 - укладка составной заготовки в матрицу, на фиг. 2 - завершающая стадия процесса - ударное формирование полости формообразующего инструмента с получением сварного соединения. Заготовка состоит из двух частей 1 и 2, при этом нижняя часть 2 выполнена из легированной конструкционной стали, а верхняя часть 1 - из высоколегированной штамповой стали. Нагрев заготовки осуществляют до температуры штамповки и помещают ее в разъемную матрицу 3 штампа 4 для закрытого выдавливания. Рабочая поверхность матрицы 3 имеет шероховатость 0,63-0,32 и выполнена в виде цилиндра 5 с кольцевой проточкой 6 расположенной на высоте раздела двух частей 1 и 2 заготовки. Для деформации за 2 18575 1 2014.08.30 готовки пуансон 7 разгоняют, например, в стволе порохового копра (на фигурах не показан). В результате он получает запас энергии, обеспечивающий высокоскоростную деформацию заготовки, которая сопровождается выдавливанием формообразующей полости в верхней части 1 заготовки и совместным пластическим течением объемов металла на поверхностях контакта двух частей 1 и 2 заготовки в кольцевую проточку 6. При этом обладая достаточной энергией металл устремляется в кольцевую проточку 6, выполненную в матрице 3 на высоте раздела двух частей 1 и 2 заготовки, что позволяет интенсифицировать процесс течения двух частей заготовки для повышения прочности соединения, причем после ударного нагружения площадь поверхности контакта двух совместно продеформированных частей, как минимум в 2 раза превышает исходную площадь поперечного сечения заготовки. Использование изобретения позволяет достичь значительной экономии дорогостоящих штамповых сталей (до 90 ), а также улучшить качество изделий за счет лучшей проработки структуры. При этом повышаются эксплуатационные характеристики инструмента. Источники информации 1. Патент 2025188 , МПК 21 5/20, 1994. 2. Согришин Ю.П., Новиков В.М. Технология и оборудование высокоскоростной объемной штамповки.- М НИИМАШ. 1968. Сер. С-Х-3.- С. 44-45. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3