RU2043810C1

RU2043810C1 - Method of making holes

Info

Publication number: RU2043810C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Козий; Ю.И. Павленко; А.Ю. Иголкин; А.И. Хромов; Т.Б. Козий
Original assignee: Акционерное общество "Самарская металлургическая компания"
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: sheet material forming. SUBSTANCE: method comprises steps of making a preliminary hole in a sheet material; placing a rod with an oblique end surface in the prepared hole at one side and resting the rod; at other side acting upon an annular portion of the material around the hole by a punch; providing formation of a hardened layer with non-symmetricaly arranged shear surface in the result of plastic yielding of the material; removing the rod; going on to shear the hardened layer up to making the hole with necessary dimensions. EFFECT: high-quality of holes parts from low ductile materials. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, где требуется образование высококачественных отверстий, в том числе под механические точечные соединения. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in all areas of the national economy, where the formation of high-quality holes is required, including for mechanical point connections.

Наиболее близким к изобретению является способ получения отверстий, преимущественно в толстолистовом материале, при котором получают в материале предварительное отверстие, устанавливают в него беззазорно по диаметру на части его высоты стержень с образованием зазора между торцом стержня и плоскостью материала, опирают материал и стержень со стороны установки стержня, с противоположной стороны формируют цилиндрическое углубление с упрочненным слоем в донной части и с диаметром, равным диаметру окончательного отверстия, путем приложения осевых усилий и пластического деформирования кольцевого участка материала, расположенного в пределах величины зазора, удаляют стержень и получают окончательное отверстие посредством перемещения упрочненного слоя в осевом направлении на оставшейся части толщины материала. Closest to the invention is a method for producing holes, mainly in plate material, in which a preliminary hole is obtained in the material, a rod is inserted in it with a diameter that is gapless in diameter on a part of its height with the formation of a gap between the rod end and the material plane, the material and the rod are supported from the installation side rod, on the opposite side form a cylindrical recess with a hardened layer in the bottom and with a diameter equal to the diameter of the final hole, by applying axial forces and plastic deformation of the annular portion of the material located within the gap, remove the rod and get the final hole by moving the hardened layer in the axial direction on the remaining part of the thickness of the material.

Недостатком этого способа является невысокое качество получаемых отверстий. The disadvantage of this method is the low quality of the resulting holes.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение качества получаемых отверстий. The technical result to which the invention is directed is to improve the quality of the resulting holes.

Это достигается за счет того, что при выполнении способа получения отверстий, преимущественно в толстолистовом материале, при котором получают в материале предварительное отверстие, устанавливают в него беззазорно по диаметру на части его высоты стержень с образованием зазора между торцом стержня и плоскостью материала, опирают материал и стержень со стороны установки стержня, с противоположной стороны формируют цилиндрическое углубление с упрочненным слоем в донной части и с диаметром, равным диаметру окончательного отверстия, путем приложения осевых усилий и пластического деформирования кольцевого участка материала, расположенного в пределах величины зазора, удаляют стержень и получают окончательное отверстие посредством перемещения упрочненного слоя в осевом направлении на оставшейся части толщины материала, зазор между торцом стержня и плоскостью материала при установке стержня в предварительное отверстие создают неодинаковым по глубине. This is achieved due to the fact that when performing the method of producing holes, mainly in plate material, in which a preliminary hole is obtained in the material, a rod is installed in it with a diameter that is gapless in diameter over part of its height with the formation of a gap between the rod end and the material plane, the material is supported and the rod from the installation side of the rod, on the opposite side form a cylindrical recess with a hardened layer in the bottom and with a diameter equal to the diameter of the final hole, the application of axial forces and plastic deformation of the annular portion of the material located within the gap, remove the rod and get the final hole by moving the hardened layer in the axial direction on the remaining part of the thickness of the material, the gap between the end of the rod and the plane of the material when the rod is installed in the preliminary hole is uneven in depth.

На фиг. 1 показано исходное положение штамповой оснастки перед образованием упрочненного слоя в материале; на фиг. 2 стадия окончания процесса образования упрочненного слоя; на фиг. 3 стадия перемещения упрочненного слоя; на фиг. 4 заключительная стадия разделения материала. In FIG. 1 shows the initial position of the die tooling before the formation of a hardened layer in the material; in FIG. 2 stage of the end of the process of formation of the hardened layer; in FIG. 3 stage movement of the hardened layer; in FIG. 4 final stage of separation of the material.

Вариант осуществления способа получения отверстий состоит в следующем. An embodiment of the method for producing holes is as follows.

В толстолистовом материале 1, например, из алюминиевого сплава В95Т сверлением выполняют предварительное отверстие диаметром d. В это отверстие устанавливают беззазорно цилиндрический стержень 2 с рабочим торцом, составляющим угол α с вертикальной осью. Таким образом между плоскостью материала 1 и торцом цилиндрического стержня 2 создают несимметричный относительно оси зазор: его максимальная величина h, минимальная h₁.In plate material 1, for example, of aluminum alloy B95T, a preliminary hole with a diameter of d is drilled. In this hole, a gapless cylindrical rod 2 is installed with a working end making an angle α with a vertical axis. Thus, between the plane of the material 1 and the end face of the cylindrical rod 2 create a gap asymmetric about the axis: its maximum value h, minimum h ₁ .

Затем располагают материал со вставленным цилиндрическим стержнем на матрице 3. После чего материал фиксируют прижимом 4 с усилием Р_приж, предварительно обеспечив соосность его отверстия диаметром D с осью цилиндрического стержня 2. В отверстие прижима 4 устанавливают по посадке движения цилиндрический пуансон 5 (фиг. 1).Then, the material is placed with the cylindrical rod inserted on the matrix 3. After that, the material is fixed by the clamp 4 with the force P of the _clamp , having previously ensured that its hole with a diameter of D _coincides with the axis of the cylindrical rod 2. A cylindrical punch 5 is installed in the clamping hole 4 to fit the movement (Fig. 1 )

Реализация изобретения осуществляется следующим образом. The implementation of the invention is as follows.

При воздействии импульсным усилием P_τ на пуансон 5 имеет место его перемещение в направлении стержня 2. В результате пластического течения материала в направлении к оси предварительного отверстия формируется упрочненный слой с несимметричным расположением поверхности сдвига. Образующие поверхности сдвига ав и cf показаны пунктирными линиям. Причем длина образующей ав превышает длину образующей cf.When the pulse force P _τ acts on the punch 5, it moves in the direction of the rod 2. As a result of the plastic flow of the material in the direction of the axis of the preliminary hole, a hardened layer is formed with an asymmetric arrangement of the shear surface. Generating shear surfaces AB and CF are shown by dashed lines. Moreover, the length of the generatrix aw exceeds the length of the generatrix cf.

Затем, удалив цилиндрический стержень 2 из материала, вновь прикладывают импульсное усилие P_τ к торцу пуансона 5. Реализуется пластический сдвиг материала на диаметре D. Однако течение материала будет происходить с различными скоростями, что объясняется различием длин образующей поверхности сдвига в диаметрально противоположных точках периметра чистового отверстия (фиг. 2). Последнее характерно тем, что в процессе получения чистового отверстия в отделяемом материале формируется также поверхность сдвига с образующими kl и mn, причем также с неодинаковой длиной. Наличие поверхности сдвига в отделяемом материале предотвращает образование "пробки", поскольку наблюдается стружкообразование (фиг. 3). Причем стружкообразованию способствует и разогрев обрабатываемого материала от работы пластической деформации. На завершающей стадии получения отверстия (фиг. 4) образование чистового отверстия осуществляется также сдвигом при наличии радиального давления на его стенках.Then, having removed the cylindrical rod 2 from the material, the impulse force P _{τ is} again applied to the end face of the punch 5. A plastic shift of the material is realized on the diameter D. However, the material will flow at different speeds, due to the difference in the lengths of the shear surface forming at diametrically opposite points of the finishing perimeter holes (Fig. 2). The latter is characterized by the fact that in the process of obtaining a finishing hole in the material to be separated, a shear surface is also formed with generators kl and mn, and also with unequal lengths. The presence of a shear surface in the material to be separated prevents the formation of a “plug”, since chip formation is observed (Fig. 3). Moreover, chip formation is also facilitated by the heating of the processed material from the work of plastic deformation. At the final stage of obtaining the hole (Fig. 4), the formation of the finishing hole is also carried out by shear in the presence of radial pressure on its walls.

Технологическими параметрами, определяющими новый процесс, являются: степень несимметричности зазора между пуансоном 5 и стержнем 2, которая характеризуется углом наклона α торца стержня 2 к вертикальной оси предварительного отверстия; скорость деформирования и величина одностороннего припуска (D-d)/2. The technological parameters that determine the new process are: the degree of asymmetry of the gap between the punch 5 and the rod 2, which is characterized by the angle of inclination α of the end face of the rod 2 to the vertical axis of the preliminary hole; deformation rate and value of one-side allowance (D-d) / 2.

В отработке технологических режимов процесса получения отверстий использовался толстолистовой (6 мм) материал из сплава В95Т. Предварительное отверстие диаметром 4,0 мм получали сверлением. Несимметричность зазора между пуансоном и цилиндрическим стержнем создавалась за счет обеспечения скошенного (под углом 60^о) рабочего торца цилиндрического стержня к оси предварительного отверстия.In working out the technological regimes of the process for producing holes, we used plate material (6 mm) from alloy V95T. A preliminary hole with a diameter of 4.0 mm was obtained by drilling. The asymmetry of the gap between the punch and the cylindrical core created by providing the chamfered (at an angle of ^about 60) the working face of the cylindrical rod to the preliminary axis of the hole.

В опытно-промышленной проверке способа получения отверстий использовалась технологическая оснастка из инструментальной стали У8А, выполненной по 7-му квалитету точности. In the pilot industrial test of the method of producing holes, technological equipment from U8A tool steel was used, made according to the 7th accuracy class.

Чистовое отверстие имело диаметр 6,0 мм, минимальный зазор между пуансоном и цилиндрическим стержнем 1,5 мм; максимальный 3,8 мм. The finishing hole had a diameter of 6.0 mm, the minimum clearance between the punch and the cylindrical rod 1.5 mm; maximum 3.8 mm.

Нагружение пуансона импульсной силой осуществляли ударником массой 450 г, разгоняемым магнитно-импульсной установкой МИУ-10, при скоростях деформирования в диапазоне 25-28 м/с. Punch loading by pulsed force was carried out by a 450 g hammer, accelerated by a MIU-10 magnetic pulse machine, at strain rates in the range of 25-28 m / s.

Оценка качества поверхности с использованием 3-кратной лупы увеличения показала, что на стенках отверстий отсутствуют дефекты. При этом шероховатость поверхности разделения лежала в пределах Ra 0,32-0,39. Evaluation of surface quality using a 3-fold magnifier showed that there were no defects on the walls of the holes. In this case, the roughness of the separation surface lay in the range Ra 0.32-0.39.

Claims

METHOD FOR PRODUCING HOLES mainly in plate material, in which a preliminary hole is obtained in the material, a rod is inserted in it with a diameter that is gapless in diameter on a part of its height with the formation of a gap between the end of the rod and the material plane, the material and the rod are supported from the side of the installation of the rod, form on the opposite side a cylindrical recess with a hardened layer in the bottom and with a diameter equal to the diameter of the final hole, by applying axial forces and plastic deformations of the annular portion of the material located within the gap, remove the rod and get the final hole by moving the hardened layer in the axial direction on the remaining part of the thickness of the material, characterized in that the gap between the end of the rod and the plane of the material when the rod is installed in the preliminary hole is not uniform depth.