Штамп для выдавливания изделий типа тонкостенных стаканов

 

1. ШТАМП ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА ТОНКОСТЕННЫХ СТАКАНОВ, содержащий верхнюю и нижнюю плиты, жестко смонтированное на нижней плите опорное кольцо, размещенный внутри него матрицедержатель, закрепленный на той же плите посредством контактирующих с внутренней поверхностью опорного кольца регулировочных клиньев н пропущенных через них крепежно-регулировочных болтов с выталкивающими гайками, а также матрицу, скрепленную с матрицадержателем посредством ввинченной в его отверстие прижимной гайки, и жестко закрепленный на верхней плите пуансон, отличающийся тем, что, с целью уменьшения разностенности выдавливаемых изделий и сокращения времени настройки штампа, он снабжен выполненными на верхней части каждого из крепежно-регулировочных болтов фланцами с нанесенными на них делительными шкалами и установленным на верхнем торце матрицедержателя поворотным кольцом с указателем градиента разностенности изделия, причем в каждой четверти окружности этого кольца нанесена информационная шкала, взаимосвязанная с делительной шкалой крепежно-регулировочного болта зависимостью (1) N N Atsilbe 2Stg где N,.,-число делений в одной из четвертей информационной шкалы; делений на делительной Мдед - число шкале фланца крепежно-регулировочного болта; -шаг резьбы винтового соединения болта с нижней плитой; -угол конусности контактирующей л (Л с регулировочным клином поверхности матрицедержателя; At -разнотолшинность стенки изделия; А -угол отклонения градиента разностенности от базовой плоскости, проходящей через противорасположенныерегулировочные клинья. 2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен расположенными между регулировочными клиньями и выталкиваю щими гайками упорными подшипниками, 00 а на прижимной гайке выполнен цилиндрический бурт, сопряженный по скользящей посадке с проточкой, выполненной в отО1 верстии матрицедержателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3285682/25-27 (22) 07.05.81 (46) 30.03.83. Бюл. № 12 (72) А. К. Евдокимов, Е. В. Юдахин, В. А. Евдокимов и Е. Ю. Савостьянов (71) Тульский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт (53) 621.733.76 (088.8) (56) 1..Холодная объемная штамповка. Справочник под ред. Г. А. Навроцкого. М., 1973, с. 195, рис. 41.

2. Информационный листок Тульского межотраслевого территориального центра научно-технической информации и пропаганды, сер. 56, № 306-?7, 1977 (прототип). (54) (57) 1. ШТАМП ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА ТОНКОСТЕННЫХ

СТАКАНОВ, содержащий верхнюю и нижнюю плиты, жестко смонтированное на нижней плите опорное кольцо, размещенный внутри него матрицедержатель, закрепленный на той же плите посредством контактирующих с внутренней поверхностью опорного кольца регулировочных клиньев и пропущенных через них крепежно-регулировочных болтов с выталкивающими гайками, а также матрицу, скрепленную с матрицедержателем посредством ввинченной в его отверстие прижимной гайки, и жестко закрепленный на верхней плите пуансон, отличающийся тем, что, с целью уменьшения разностенности выдавливаемых изделий и сокращения времени настройки штампа, он снабжен выполненными на верхней части каждого из крепежно-регулировочных бол„„SU„„1007815 A

3(51) В 21 J 1302 В 21 21 04 тов фланцами с нанесенными на них делительными шкалами и установленным на верхнем торце матрицедержателя поворотным кольцом с указателем градиента разностенности изделия, причем в каждой четверти окружности этого кольца нанесена информационная шкала, взаимосвязанная с делительной шкалой крепежно-регулировочного болта зависимостью

ZLt ып)ю инж Дел 25Сдж где N число делений в одной из четвертей информационной шкалы;

Хд, — число делений на делительной шкале фланца крепежно-регулировочного болта;

S — шаг резьбы винтового соединения болта с нижней плитой; о — угол конусности контактирующей с регулировочным клином поверхности матрицедержателя; — разнотолщинность стенки изделия; ф — угол отклонения градиента разностенности от базовой плоскости, проходящей через противорасположенные регулировочные клинья.

2. Штамп по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен расположенными между регулировочными клиньями и выталкивающими гайками упорными подшипниками, а на прижимной гайке выполнен цилиндрический бурт, сопряженный по скользящей посадке с проточкой, выполненной в отверстии матрицедержателя.

1007815

50

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых цилиндрических изделий (типа стаканов) обратным или комбинированным выдавливанием на универсальных или специализированных прессах.

Известен штамп для выдавливания изделий, содержащий верхнюю плиту, закрепленный на ней матрицедержатель с боковыми резьбовыми отверстиями и смонтированную в нем посредством крышки с болтами матрицу, причем в упомянутых резьбовых отверстиях расположены регулировочные болты с контргайками, упирающиеся в боковую поверхность матрицы (1).

Недостатком известного штампа является неудобство регулировки положения матрицы относительно пуансона, поскольку для перемещения матрицы необходимо отворачивать крышку, а затем при пробном выдавливании туго ее заворачивать. Кроме того, точность настройки штампа невысока (вследствие люфтов в резьбовых соединениях регулировочных болтов), что ведет к снижению точности выдавливаемых изделий.

Известен штамп для выдавливания изделий типа тонкостенных стаканов, содержащий верхнюю и нижнюю плиты, жестко смонтированное на нижней плите (в частности, выполненное с ней заодно) опорное кольцо, размещенный внутри него матрицедержатель, закрепленный на той же плите посредством контактирующих с внутренней поверхностью опорного кольца регулировочных клиньев и пропущенных через них крепежно-регулировочных болтов с выталкивающими гайками, а также матрицу, скрепленную с матрицедержателем посредством ввинченной в его отверстие прижимной гайки, и жестко закрепленный на верхней плите пуансон (2).

Недостатками известного штампа являются невысокая точность выдавливаемых изделий по разностенности в связи с тем, что регулировка штампа производится методом проб и ошибок, а также длительность настройки. Для центрирования матрицы относительно пуансона требуется перевести в брак от трех до десяти заготовок из металла, идущего на изготовление изделий.

Кроме того, недостаточная жесткость в резьбовых соединениях матрицедержателя и крепежно-регулировочных болтах и клиньях также ведет к снижению точности получаемых изделий.

Цель изобретения — уменьшение разностенности выдавливаемых изделий и сокращение времени настройки штампа.

Поставленная цель достигается тем, что штамп для выдавливания изделий типа тонкостенны..-таканов, содержащий верхнюю и нижнк>ю плиты, жестко смонтированное

35 на нижней плите опорное кольцо, размещенный внутри него матрицедержатель, закрепленный на той же плите посредством контактирующих с внутренней поверхностью опорного кольца регулировочных клиньев и пропущенных через них крепежно-регулировочных болтов с выталкивающими гайками, а также матрицу, скрепленную с матрицедержателем посредством ввинченной в его отверстие прижимной гайки, и жестко закрепленный на верхней плите пуансон, снабжен выполненными на верхней части каждого из крепежно-регулировочных болтов фланцами с нанесенными на них делительными шкалами и установленным на верхнем торце матрицедержателя поворотным кольцом с указателем градиента разностенности изделия, причем в каждой четверти окружности этого кольца нанесена информационная шкала, взаимосвязанная с делительной шкалой крепежно-ре-.улировочного болта зависимостью

Мщ, -число делений в одной из четвертей информационной шкалы;

N число делений на делительной шкале фланца крепежно-регулировочного болта;

S — шаг резьбы винтового соединения болта с нижней плитой; — угол конусности контактирующей с регулировочным клином поверхности матрицедержателя; — разнотолщинность стенки изделия; ф — угол отклонения градиента разностенности от базовой плоскости, проходящей через противораспоположенные регулировочные клиньяя.

Кроме того, для уменьшения погрешностей центрации от люфтов, возникающих в винтовых соединениях гайки матрицедержателя (поперечная неустойчизость матрицы) и крепежно-регулировочных бо.ртов с нижней плитой (продольная nnrpe ".Hîñòü при подъеме клина выталкивг эщей гайкой), штамп снаб:вен расположен;,ым между регулировочными клиньями и выталкива;ощими гайками упорными подшипниками, а на прижимной гайке выполнен цилиндрический бурт, сопряженный по скользящей посадке с проточкой, выполненной в отверстии матрицедерж.. геля.

Упорные подшипники предотвращают самоотвинчивание гаек при тугой затяжке их к регулировочному клину.

На фиг. 1 изображен штамп для обратного выдавливания, общий вид; на фиг 2— то же, вид сверху на нижнюю часть с соответствующими шкалами на поворотном кольце матрицедержателя и на фланцах крепежно-регулировочных болтов; на фиг, 3 а, б, в — разностенное изделие, поперечный разрез; заготовка с нанесенной риской в плане; изделие с рисками на открытом торце, вид сверху соответственно.

1007815 (1

1 (5 7 11 5 17 4 23 6

30 36,9

11, град 0

1, мм 0

15.2 30,2 45,7 61,8

78,5 96,5 Ж„=п,л(1„1 ). йу. (4) Штамп предназначен для обратного или комбинированного выдавливания цилиндрических изделий с плоским или фигурным дном. Штамп представляет собой блок с направляющими колонками. Он содержит матрицу 1, размещенную в матрицедержателе 2 и зажатую гайкой 3. Матрицедержатель удерживается на нижней плите 4 с помощью четырех регулировочных клиньев 5 и. крепежно-регулировочных болтов 6. Регулировочные клинья, расположенные внутри опорного кольца 7 попарно один против другого по диаметру матрицедержателя, взаимодействуют с матрицедержателем по конической поверхности. Под головкой 8 крепежно-регулировочного болта над регулировочным клином выполнен достаточно широкий фланец 9, на верхней торцовой поверхности которого нанесена равномерная делительная шкала 10, отсчет которой ведется от риски 11, нанесенной на верхнюю плоскость регулировочного клина. Для подьема регулировочного клина вверх при центрировании матрицы относительно пуансона

12 на крепежно-регулировочный болт навернута выталкивающая гайка 13 с контргайкой 14. На крепежно-регулировочный болт между выталкивающей гайкой и регулировочным клином надет упорный подшипник 14, позволяющий туго зажать регулировочный клин на крепежно-регулировочном болте, исключая продольный люфт.

Чтобы избежать поперечного смещения матрицы относительно матрицедержателя на прижимной гайке матрицедержателя выполнен цилиндрический бурт 16, входящий при зажиме матрицы в кольцевую проточку 17 матрицедержателя по скользящей посадке. При выдавливании изделия такая конструкция позволяет дополнительно,бандажировать верхнюю стенку матрицы, увеличивая ее стойкость.

В торцовую проточку 18 матрицедержателя концентрично матрице помещено пойин 0 5 . 10 15 20

L — длина дуги между делениями вдоль размечаемой,окружности информа. цио иной шкалы.

Таким образом, для заданных и рассчитанных значений информационной шкалы при повороте крепежно-регулировочного болта на одно деление делительной шкалы матрица переместится под действием клина воротное кольцо 19, на котором укреплен штифт 20, являющийся указателем градиента разностенности и одновременно ручкой для поворота кольца. На верхней плоскости поворотного кольца, в каждой его четверти, что соответствует количеству регулировочных клиньев в штампе, нанесена неравномерная (синусоидальная) информационная шкала 21. Указатель градиента разностенности размещен на радиальной линии пово10 ротного кольца, разделяющей размерные четверти информационной шкалы.

Пуа нсон в пуансонодержателе 22 крепится к верхней плите 23 жестко, без смещения.

Количество делений информационной шкалы связано с количеством делений делительной шкалы зависимостью (1). Расчет цены деления информационной шкалы производится следующим образом.

Текущее значение деления от начала отсчета в зависимости от угла поворота градиента разностенности можно записать в виде

pt (Кюл. ЯйЯ) (2)

В качестве примера допустим, что количество делений на делительной шкале крепежно-регулировочного болта Nä — — 50, шаг резьбы в винтовом соединении болта с плитой S=2 мм. Чтобы N»+ рассматриваемой четверти стало равным 50, угол скоса матрицедержателя от вертикальной оси должен быть v=14 2 .

Тогда формула (2) будет выглядеть как п„, =50 з1пу (3) для определенной величины разностенности

35 Й=1 мм (фиг. 3).

Расчет значений информационной шкалы по формуле (3), размеченной вдоль окружности диаметром 300 мм на поворотном коль-. це в одной из его четвертей, приведен в таблице, 25 30 35 40 45 50

44,4 53, 1 64,2 90

116,3 139,1 168 235,6 на величину ЬК= - -, а при повороте на п

Ь1Лел делений

При и„„® — — пе,, подставив формулу (2) в уравнение (4), получим ЬК„=ф т. е. матрица во всех случаях продвигается на вели!

007815

ЧИ !ГАВ, Ра ВНУ Ю ПО. !ОНИkl(P(1ЗНОC7(IIÍОСТИ ИЗделия. Следовательно, чтобы устранигь разностенность 61, пало перелвинуть матрицу вдоль ее гра;(ие)па на величину —,— мм, что бт, 2

ВЪ|!10. 1HЯСТСЯ КОГД3 П,„= П „

11одготовку к работе штампа и настройку инструмеllT3 Iio разностсшц) сти производят следу(ощим образом.

И:)вест но, что Ilp H Быда Бли Ва нии заготовки пуансон под действием высокой нагрузки изгиоастся до некоторого устойчивого полож(!i fIH, а зате;1 производит деформирование. Поэтому разностеHHocTb, например. выдавленногo стакана 24 неодинакова вдоль образук)щей цилиндры (фиг. За). Измерение разностенности изделия в этом случае Ведут В гой плоскости, гле она наиболее нежелательна. Ра liiocT(Ilk!ocr» изделия заM(ðÿIoT Hk1 оправке с помощью индикатора часового типа.

Перел выдавливанием 113 недеформируех1(>11 к р() 1 к(з(11 <) ()Вк!1 25) flail I!0(я 1 рис к) () ((!)HI. 3 б). Заготовку укладывают в матрицу риекой H сторону, например, клина А (фиг. 2).

Штамп перел этим грубо сцентрирован. После выдавливания загoTGIIKki на индикаторном приборе замеряют разностенность изделия в требъ смой плоскости, устанавливают минима;IhfiyIo TO.. III(HI!A cT(.íêH изделия 1т)п и в эгом месте на ту же кромку наносят вторую рискх 27 (фиг. 3()), .! и-то отлича(ощуюся от 1!Срвой. Вы !)le;!a!or значение разностеш(ости изделия 6T =--- 1,„1,„;„. УстанавливаloT изделиc в матрицу первой риской к клипу А и !К)ворачйваюг кольцо указателеv градиента разност illlocти ко второй риске на изделии, т. е. В 3празлении

При э7ом напротив каждого регулировочного кл:k!3»3 поворотном кольце остановятся соответствующие цифры информационной шкалы со знаками (+ ) или (- ), показывающие, в какую сторону требуется подкрутить болты, на поверхности фланцсв которых нанесены соответствующие указатели. При правой резьбе винтового соединения болта знак (+) означает завернуть болт (или опустить клин), а знак (— ) вывернуть болт (или по.(пять клин). Поэтому всегда вначале выворачивают один болт, т. е. крутят Б сторону знака (— ), а затем противоположные им заворачивак)т. Числа на информационной шкале, лежащие напротиз клиньев, умножаются на величину разностенности з1 (G чем имеется на повоpoTklo vl кольце пометка 28 на фиг. 2), так как расчет информационной шкалы, как

ОЫЛО ВЫЦ1(. У K333110, ВЕЛСЯ Д;1Я ЗН3ЧЕНИЯ

Ь1 — мм. Полученный результат показывает, на сколько делений де.!Итсльной шкалы кре. нежно-регулировоч ного болта надо повернуть болты в coo" ветствующую сторону, чтобы ликвидировать разностенность изделия.!

f9

ЗО

Это дает возможность с первогс образца с высокой точностью отцентрировать инструмент. Для проверки результата выдавливают еще одну заготовку с измерениями и настройкой 110 описанному методу. После окончательной центрации инструмента для устранения смещения матрицедержателя крепежно-регулировочные болты затягива;От с одинаковым усилием. Штамп готов к работе.

Как показывают эксперименты, в таком штампе практически можно получать изделия с разностенностью порядка 0,03—

0,05 мм с первой или второй заготовками.

Настройку штампа можно проиллюстрировать на примере обратного выдавливания высоких цилиндрических изделий типа «стакан».

Требуется получить изделие диаметром

50 мм, высотой 140, толщиной стенки 0 5 и толщиной дна 1 мм из алюминиевого сплава АД1. Допустимая разностенность изделия не больше +.00,05 мм. Усилие выдавливания составляет около 220 тс. Для выдавливания используется заготовка ф 50 и толщиной

7 мм. Штамповку производят Hd гидравлическом прессе усилием 630 тс. (lep(.;I, выдавливанием на верхней кромке заготовки делается первая насечка и заготовку укладывают на дно матрицы насечкой В сторону клина А (фиг. 2). Штамп предварительно грубо сцентрирован, например, пo зазору между пуансоном и матрицей. После выдавливания заготовки замеряют разностенность и Выяв7яют участок с миниыальнОЙ тОлщиной стенки, который отмечают второй насе IKO)11. Изделие вставляют обрат):о B матðHцу, ориентируя первой нас(чкой 3 сторону клина А, а в сторону второй насечки устанавливают указатель градиента разностенности 1(оворотного кольца (фиг. 2, Напротив всех клиньев устанавливаются соотБетствукгщие числа информационной шкалы: против клина А =--43, против Г) = +29, против В +43 и против клин- 1 =--29. Знаки () H (+ ) 031 3 !(1ют, "ITÎ к7инья А H Г

НаДО ПОЛНЯ!)ь а КЛИНЬЯ Ь И В ОПУСтИтЬ.

Допустим, разностенность изделий в замеряемой попер(чпой плоскости равна 0,2 мм.

Тогда указанные числа информационной шкалы у I lloæHIOT на 02 и получают значения, соответствующие количеству делений лля делитель ых шкал крепежно-регулировочнь(х болтов. Так, клинья А и Г надо поднять, вывертывая их болты на 8,5 и 6 делений, а клинья Г) и Б опускают. завертывая их болты соответственно на 6 и 8,5 делений.

После этого Oперацию повторяют с другой заготовкой. Если разностенность удовлетворяет требованию чертежа на изделие, то крепежно-регулировочные болтo; равномерно затяг!)вак)т, чтобы не произсшло разО 3 1 T Hl B 3 Н И Я С И С Т(. М Ы, И П Р И Ст Х П 3 IОТ К В 3 Л О.

Вомх производству.

Таким образом, предлагаемая конструкция пггампа лля выдавливания изделий типа

l007815 тонкостенных стаканов значительно сокращает время его настройки, экономит настроечные заготовки, выбрасываемые обычно в брак, и повышает качество изделий по разностенности практически с любой реально возможной для данного процесса и оснастки точностью. Регулировка инструмента в этом штампе зависит не от габаритов изделия, а только от градиента разностенности и от ее величины 5t.

Предлагаемый штамп может быть использован для получения полых изделий комбинированным выдавливанием, а также вытяжкой, при этом указатель градиента разностенности должен быть перенесен на диаметрально противоположную сторону информационной шкалы.

Штамп может быть использован для получения эксцентриковых втулок заданной размерности, а также для проведения научно-исследовательских работ при изучении работы штампового инструмента, устойчивости процессов деформирования и т. д. в качестве штампа прибора.

VH

С()o I tt tt tt t t .! I> О. Ко 1>а бел иняков

Редактор Л. Фролова Тi ftt д I I. Веf t 1(ор13ектор Г. Ol cip

Заказ 21! 7 13 Тираж tiff f Поднисtí)å

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4