RU2088360C1

RU2088360C1 - Method of forming-drawing sheet material

Info

Publication number: RU2088360C1
Application number: RU95115119A
Authority: RU
Inventors: Л.П. Карпов; Б.А. Кириллов
Original assignee: Комбинат "Электрохимприбор"
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1997-08-27

Abstract

FIELD: plastic metal working, possibly forming-drawing parts of high-melting materials such as molybdenum and its alloys. SUBSTANCE: disc blanks are lubricated and hot formed in die set with gap between punch and die provided while taking into account material thickness and allowance for thickened portion of material extension. At first blanks are sorted to groups with minus and plus allowance values. Then value of thickened portion for material extension is experimentally determined for each group. Two die sets with different gap values are used. Blanks with plus allowance are formed in die set with larger gap and blanks with minus gap are formed in die set with smaller gap. EFFECT: significantly lowered number of rejects caused by metal fractures, stratification. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при изготовлении деталей типа "чашка" штамповкой из листов тугоплавких металлов с нерекристаллизационной структурой преимущественно молибдена и его сплавов в электровакуумном производстве. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of cup-type parts by stamping from sheets of refractory metals with a non-recrystallization structure, mainly of molybdenum and its alloys in electric vacuum production.

При штамповке-вытяжке деталей из листов, например, молибденового сплава ЦМ 2 А, нередки случаи разрушения металла в процессе вытяжки с образованием дефектов типа расслоения, разрывы, надрывы. Помимо качества металла при этом могут сказываться недостатки технологии самой вытяжки, например, неоптимальные зазоры между пуансоном и матрицей. When stamping and drawing out parts from sheets, for example, TsM 2 A molybdenum alloy, there are frequent cases of metal destruction during the drawing process with the formation of defects such as delamination, tears, tears. In addition to the quality of the metal, the drawbacks of the technology of the hood itself, for example, non-optimal gaps between the punch and the die, can also affect this.

Известны способы расчета зазора Z, например, по толщине исходного листа, в частности, Z (0,85-1,15)•H исх, мм. (Королев В.Н. Листовая штамповка молибдена и его сплавов в приборостроении. М. Машиностроение, 1974). Known methods for calculating the gap Z, for example, by the thickness of the original sheet, in particular, Z (0.85-1.15) • H ref, mm. (Korolev V.N. Sheet stamping of molybdenum and its alloys in instrumentation. M. Mechanical Engineering, 1974).

Известны и другие расчетные соотношения (Дубинина Н.П. и др. Технология металлов, изд. 3-е, М. Машгиз, 1958). Однако все они используют толщину листа номинальную и не учитывают утолщение наплыв металла по толщине листа в процессе вытяжки на образующейся цилиндрической части детали (фиг. 1). Other design relationships are also known (NP Dubinina et al. Metal Technology, 3rd ed., M. Mashgiz, 1958). However, they all use the nominal thickness of the sheet and do not take into account the thickening of the influx of metal along the thickness of the sheet during drawing on the formed cylindrical part of the part (Fig. 1).

С образованием наплыва зазор заполняется металлом, возрастает трение, растет усилие вытяжки, в отштампованной детали образуются расслоения или вырыв донышка, надрывы на поверхности. With the formation of an influx, the gap is filled with metal, friction increases, the drawing force increases, delamination or tearing of the bottom, tears on the surface are formed in the stamped part.

Утолщение наплыв учитывается при вытяжке сталей, но нет данных для тугоплавких металлов, в частности для молибдена (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л. Машиностроение, 1971, с. 232-233, табл. 92). Thickening of the influx is taken into account when drawing steel, but there is no data for refractory metals, in particular for molybdenum (Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping. L. Mashinostroenie, 1971, pp. 232-233, table 92).

В таблице на примере вытяжки деталей из листов сплава ЦМ 2 А толщиной 0,8 мм, выпускаемых по ТУ 48-4206-04-90, показана величина наплыва и расчетные значения зазора. Видно, что, например, для детали А средняя толщина в зоне максимального наплыва равна 0,976 мм, а зазор даже максимальный по расчетам равен 0,92 мм, т.е. меньше. Если же лист будет на плюсовом допуске (по ТУ толщина 0,8±0,05 мм), то c учетом наплыва толщина листа достигнет значения 0,85 мм + 0,165 мм 1,015 мм, что еще больше превышает расчетный зазор. The table on the example of the extraction of parts from sheets of TsM 2 A alloy with a thickness of 0.8 mm, manufactured according to TU 48-4206-04-90, shows the magnitude of the influx and the calculated values of the gap. It can be seen that, for example, for part A, the average thickness in the zone of maximum influx is 0.976 mm, and even the maximum clearance is calculated to be 0.92 mm, i.e. less. If the sheet is on a positive tolerance (according to TU the thickness is 0.8 ± 0.05 mm), then taking into account the influx, the sheet thickness will reach 0.85 mm + 0.165 mm 1.015 mm, which further exceeds the design clearance.

Известен способ листовой штамповки-вытяжки деталей типа "чашка" из тугоплавких материалов, преимущественно молибдена и его сплавов, включающий вырубку заготовок-дисков, их смазку и вытяжку с подогревом в штампе, выполненном c зазором между матрицей и пуансоном, учитывающим фактическую толщину материала и допуск на образование утолщения на наплыв материала. (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Машиностроение, Л. 1971, с. 233, 272). Этот способ принят в качестве ближайшего аналога. Недостаток известного способа заключается в том, что, хотя и учитывают при штамповке толщину материала, однако всю партию заготовки штампуют на одном штампе, несмотря на то, что они имеют и минусовой, и плюсовой допуск. A known method of sheet stamping-drawing of parts of the type "cup" of refractory materials, mainly molybdenum and its alloys, including cutting blanks-disks, their lubrication and exhaust heating in a stamp made with a gap between the die and the punch, taking into account the actual thickness of the material and tolerance on the formation of thickening on the influx of material. (Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping. Mechanical engineering, L. 1971, S. 233, 272). This method is adopted as the closest analogue. The disadvantage of this method is that, although they take into account the thickness of the material when stamping, however, the entire batch of the workpiece is stamped on one stamp, despite the fact that they have a negative and a positive tolerance.

Задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы исключить заклинивание штампуемого металла в зазоре между матрицей и пуансоном при вытяжке, которое влечет за собой разрушение заготовок и штампованных деталей. The problem solved by the invention is to prevent jamming of the metal being stamped in the gap between the die and the punch during drawing, which entails the destruction of the workpieces and stamped parts.

Поставленная задача решается тем, что заготовки сортируют на группы с плюсовым и минусовым допуском по толщине, экспериментально для каждой группы заготовок определяют величину утолщения на наплыв материала, используют два штампа с разными зазорами между матрицей и пуансоном и заготовки с плюсовым допуском штампуют на штампе с большим зазором, а заготовки с минусовым допуском на штампе с меньшим зазором. The problem is solved in that the workpieces are sorted into groups with plus and minus tolerance in thickness, experimentally for each group of workpieces, the magnitude of the thickening for the influx of material is determined, two stamps with different gaps between the die and the punch are used, and workpieces with positive tolerance are stamped on a stamp with a large clearance, and workpieces with negative tolerance on the stamp with a smaller clearance.

Для реализации способа выполняют операции:
1. Сортируют листы (полоски, диски) на две группы с минусовым и плюсовым допуском;
2. Экспериментально для каждой группы заготовок определяют величину утолщения на наплыв материала, для чего изготавливают пробный штамп с зазором по номинальной толщине заготовки;
3. Изготавливают два рабочих штампа для двух групп заготовок с разными зазорами, рассчитанными с учетом утолщения наплыва;
4. Выполняют штамповку вытяжку деталей из заготовок с минусовым допуском на штампе с меньшим зазором, из заготовок с плюсовым допуском на штампе с большим зазором.To implement the method perform the following operations:
1. Sort sheets (strips, discs) into two groups with minus and plus tolerance;
2. Experimentally, for each group of preforms, the amount of thickening due to the influx of material is determined, for which a test stamp is made with a gap according to the nominal thickness of the preform;
3. Make two working stamps for two groups of workpieces with different gaps, calculated taking into account the thickening of the influx;
4. Stamping is carried out; parts are drawn from blanks with negative tolerance on a stamp with a smaller clearance, from blanks with plus tolerance on a stamp with a large gap.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез детали A (макрошлиф, показано полдетали): H_исх толщина исходная (в центре донышка); H_н - максимальная толщина с наплывом (x 15); на фиг. 2 зависимость штампуемости (Ш выход годных деталей, ) от толщины листа H и пластичности N₁ (число гиб отгибов). Способ проверен практически при штамповке вытяжке деталей типа "чашка" высотой 6 мм и диаметром 25 мм из листов толщиной 0,8 мм сплава ЦМ 2 М. При этом штамп имел постоянный зазор, рассчитанный по номинальной толщине листа 0,8 мм, а изменялась (путем размерного травления) толщина заготовок от 0,73 мм до 0,85 мм. Это соответствовало штамповке в двух разных штампах с разными зазорами.In FIG. 1 shows a cross-section of part A (macro section, half-detail shown): H _ref original thickness (in the center of the bottom); H _n - maximum thickness with an influx (x 15); in FIG. 2 the dependence of stampability (W yield parts,) on the sheet thickness H and ductility N ₁ (the number of bends of bends). The method was tested practically during stamping by extracting parts of the "cup" type with a height of 6 mm and a diameter of 25 mm from sheets with a thickness of 0.8 mm of a 2 mm thick alloy. Moreover, the stamp had a constant clearance calculated from the nominal sheet thickness of 0.8 mm, but changed ( by size etching) the thickness of the workpieces from 0.73 mm to 0.85 mm This corresponded to stamping in two different stamps with different gaps.

Результаты оценивали по выходу годных деталей (Ш,) без расслоений, разрывов, надрывов (фиг. 2, здесь H толщина заготовки, мм; N₁ число гиб-отгибов до разрушения при консольном одностороннем изгибе на угол 45-50^o (Карпов Л.П. Расслоение и микрорасслоение в деталях из листов сплава ЦМ 2 А. -Журнал "МИТОМ" N 9, 1982, с. 58-60 и описание изобретения по авт.св. N 1603966).The results were evaluated by the yield of suitable parts (W,) without delaminations, gaps, tears (Fig. 2, here H is the thickness of the workpiece, mm; N _{1 is the} number of bends before breaking during cantilever unilateral bending at an angle of 45-50 ^o (Karpov L. P. Stratification and micro-stratification in details from sheets of alloy CM 2 A. - Magazine "MITOM" N 9, 1982, pp. 58-60 and a description of the invention according to Auth. St. N 1603966).

Установлена линейная зависимость выхода годных деталей (Ш,) от толщины листа (H): с ростом H падает Ш:
Ш 227,06 + 1,0781 N₁ 269.02 H и коэффициентом множественной корреляции 0,72.A linear dependence of the yield of suitable parts (W,) on the sheet thickness (H) was established: W increases with increasing H:
Ш 227.06 + 1.0781 N ₁ 269.02 H and a multiple correlation coefficient of 0.72.

Показано, что и для пластичного металла с числом гибов 50 и более выход годных деталей может быть и выше 90% и 60% в зависимости от фактического соотношения зазора штампа и толщины заготовки. Тем более это существенно при меньшей пластичности металла, когда N₁ <50.It is shown that for ductile metal with a number of bends of 50 or more, the yield of suitable parts can be higher than 90% and 60% depending on the actual ratio of the stamp clearance and the thickness of the workpiece. Moreover, this is significant with less ductility of the metal, when N ₁ <50.

Технический результат реализации предлагаемого способа заключается в повышении выхода годных деталей при их штамповке, экономии дефицитного и дорогого металла, а также повышении надежности изделий электровакуумного производства за счет снижения вероятности образования внутренних, скрытых, расслоений металла при штамповке. Возможность осуществления способа подтверждается существующим контролем толщины листов при выходном контроле (на соответствие техническим условиям), при этом не представляется проблематичным организация рассортировки заготовок по толщине на две группы. Технологическая проверка величины наплыва заготовок при штамповке конкретных деталей и изготовление второго штампа предусматривается соответствующими мероприятиями, разработанными с целью повышения выхода годных деталей. The technical result of the implementation of the proposed method is to increase the yield of parts during stamping, saving scarce and expensive metal, as well as increasing the reliability of products of electrovacuum production by reducing the likelihood of the formation of internal, hidden, delamination of the metal during stamping. The possibility of implementing the method is confirmed by the existing control of the thickness of the sheets at the output control (for compliance with technical specifications), while it does not seem problematic to organize the sorting of the workpieces by thickness into two groups. Technological verification of the influx of workpieces during stamping of specific parts and the manufacture of a second stamp is provided for by appropriate measures designed to increase the yield of parts.

Claims

The method of sheet metal stamping-drawing of parts such as a cup of refractory materials, mainly molybdenum and its alloys, including cutting blanks of disks, their lubrication and drawing with heating in a stamp made with a gap between the die and the punch, taking into account the actual thickness of the material and the tolerance for the formation of thickening on the influx of material during the hood, characterized in that the workpieces are sorted into groups with plus and minus tolerance by thickness, experimentally for each group of blanks determine the amount of thickening on the surface material using two dies with different clearances between the die and the punch and the workpiece to the positive tolerance for die punched with a large gap, and the workpiece with a minus tolerance on the stamp with a smaller gap.