Штамп для реверсивной вытяжки листовых материалов

 

1. ШТАМП ДЛЯ РЕВЕРСИВНОЙ ВЫТЯЖКИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий две матрицы и установленный между ними кольцевой вкладыш, имеющий отверстие в боковой стенке для подачи рабочей среды, отличаюи ийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет штамповки изделий различной глубины и снижения брака, вкладыш выполнен из упругого материала, а штамп снабжен средством, предотвращающим выпучивание вкладыша, и герметично закрепленным в отверстии вкладыша штуцером. 2. Штамп по. п. 1, отличающийся тем, что средство, предотвращающее выпучивание вкладыша, выполнено в виде концентрично установленных вокруг вкладыша жесткой обоймы с высотой, равной удвоенной глубине первого перехода вытяжки, и упругого корпуса с высотой, равной высоте вкладыша, имеющих соосные отверстия в боковой стенке под штуцер. Штамп по п. 1, отлинаюи ийся тем, что средство, предотвращающее выпучивание вкладыша, выполнено в виде двух кольце вых буртов, размещенных на матрицах и имеющих высоту, равную глубине первого (Л перехода вытяжки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(5ц В 21 D 26/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3407983/25-27 (22) 12.03.82 (46) 30.07.83. Бюл. № 28 (72) О.М. Смирнов, А.С. Анищенко, М.А. Цепин, А.М. Африкантов

А.Н. Ершов, Л.Ф. Скрябин и Л.П. Кавалер (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена -Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (53) 621.7.044.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 712176, кл. В 21 D 26/02, 18.08.78 (прототип) (54) (57) !. ШТАМП ДЛЯ РЕВЕРСИВНОЙ

ВЫТЯЖКИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий две матрицы и установленный между ними кольцевой вкладыш, имеющий отверстие в боковой стенке для подачи рабочей среды, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возмож„,Я0„„1031576 А ностей за счет штамповки изделий различной глубины и снижения брака, вкладыш выполнен из упругого материала, а штамп снабжен средством, предотвращающим выпучивание вкладыша, и герметично закрепленным в отверстии вкладыша штуцером.

2. Штамп по. и. 1, отличающийся тем, что средство, предотвращающее выпучивание вкладыша, выполнено в виде концентрично установленных вокруг вкладыша жесткой обоймы с высотой, равной удвоенной глубине первого перехода вытяжки, и упругого корпуса с высотой, равной высоте вкладыша, имеющих соосные отверстия в боковой стенке под штуцер.

Штамп по п. 1, отличающийся тем, что средство, предотвращающее выпучивание вкладыша, выполнено в виде двух кольцевых буртов, размещенных на матрицах и имеющих высоту, равную глубине первого перехода вытяжки.

1031576

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано как инструмент для штамповки оболочек за два перехода давлением подвижной среды преимущественно в режиме сверхпластичности.

Известен штамп для реверсивной вытяжки листовых материалов, содержащий две матрицы и установленный между ними кольцевой вкладыш, имеющий отверстие в боковой стенке для подачи рабочей среды.

К обоим торцам вкладыша герметично прижимают матрицами листовые заготовки, формуют их давлением подвижной среды в полость вкладыша одна по поверхности другой, а затем деформируют по матрицам, снижая двухпереходной штамповкой разнотолщинность изделий (1).

Однако при штамповке изделий различной глубины возможен брак из-за разнотолщинности изделий.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей штампа за счет штамповки изделий различной глубины и снижение брака.

Поставленная цель достигается тем, что в штампе для реверсивной вытяжки, содержащем две матрицы и установленный между ними кольцевой вкладыш, имеющий отверстие в боковой стенке для подачи рабочей среды, вкладыш выполнен из упругого материала, а штамп снабжен средством, предотвращающим выпучивание вкладыша, и герметично закрепленным в отверстии вкладыша штуцером.

Пр ичем средство, предотвращающее выпучивание вкладыша, выполнено в виде концентрично установленных вокруг вкладыша жесткой обоймы с высотой, равной удвоенной глубине первого перехода вытяжки, и упругого корпуса с высотой, равной высоте вкладыша, имеющих соосные отверстия в боковой стенке под штуцер.

Кроме того, средство, предотвращающее выпучивание вкладыша, выполнено в виде двух кольцевых буртов, размещенных на матрицах и имеющих высоту, равную глубине первого перехода вытяжки.

На фиг. 1 показан штамп, снабженный средством, предотвращающим выпучивание вкладыша, в виде жесткой обоймы и упругого корпуса; на фиг. 2 — то же, в, виде кольцевых буртов на матрицах.

Штамп содержит вкладыш 1, заключенный в обойму 2 из жесткого недеформируемого материала, насаженную на штуцер 3, матрицы 4 и корпус 5. К торцам вкладыша

1 жестко прижимают матрицами 4 две заготовки 6 и сближают их на расстояние, позволяющее наилучшим образом перераспределить течение металла на первом переходе вытяжки. Для этого упруго деформируют вкладыш 1, который уменьшение своей высоты компенсирует увеличением толщины.

При этом внутренняя поверхность вкладыша! становится выпуклой, а внешняя остается цилиндрической, либо (в крайнем случае) вогнутой, что обуславливается подпирающим действием обоймы 2. В таких условиях вытяжка на первом переходе исключает вертикальные стенки и поднутрения в деформируемых одна по поверхности другой заготовках 6. Вследствие этого устраняется складкообразование на втором переходе вытяжки (в полости матриц), т.е. снижается брак. Деформирующая среда подается в полость между заготовками 6 на втором переходе формовки через штуцер 3. Обойма 2 не препятствует радиальному перемещению штуцера 3 при выпу15 чивании вкладыша 1, так как посажена на штуцер 3 с зазором.

Высота вкладыша 1 должна либо равняться 0,4 — 0,8 приведенного диаметра заготовок 6 под формовку изделий с макси20 мальной глубиной полости из числа выбранных, либо на 10 — 20 /р превышать указанные пределы, максимум и минимум которых относится соответственно для сверхпластичного и пластичного материала заготовок 6. Превышение указанных пределов целесообразно с той целью, чтобы выпучить вовнутрь боковую поверхность вкладыша 1, упруго деформируя его в том случае, когда формуют изделие с максимальной глубиной полости.

Высота обоймы 2 должна находиться

30 в пределах удвоенной глубины вытяжки первого перехода. Высота обоймы 2 выбирается тем ниже, чем больше максимальная разность глубин полостей выбранных изделий, т.е. максимальная разность глубин полостей заготовок 6, вытягиваемых

35 на первом переходе обоймы 2 может быть уменьшена при высокой устойчивости материала вкладыша 1 против изгиба под действием осевого усилия. Ее минимум зависит также от предельных значений упругих деформаций, воспринимаемых вкладышем 1.

Чем ниже устойчивость вкладыша 1, меньше предельные значения его упругих деформаций, меньше разность глубин полостей заготовок 6, вытягиваемых в полость вкладыша 1, тем больше следует выбирать высоту обоймы 2 для стабильной работы штампа.

Для увеличения надежности жесткого прижима заготовок 6 в процессе их формоизменения целесообразно обойму 2 концентрично заключить в упругий полый корпус 5, gp например отрезок трубы, насаженный на штуцер 3 с гарантированным зазором. Высота корпуса 5 и вкладыша 1 должна быть одинаковой. В этом случае надежность прижима заготовок 6 увеличивается вдвое, что также способствует снижению брака при

55 вытяжке. Предпочтительно расположить штуцер 3 в штампе на равноудаленных расстояниях от торцов вкладыша 1, обоймы

2 и корпуса 5 для того, чтобы штуцер 3

1031576

Физ.2.

ВНИИПИ Заказ 5274/9 Тираж Sl 6 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в меньшей степени воспринимал перерезывающие усилия со стороны обоймы 2 при потере устойчивости вкладыша 1 и корпуса 5.

По второму варианту штамп содержит упругий полый вкладыш 1, например отрезок трубы. К нему с обоих торцов крепятся одна против другой две матрицы 4, которые содержат буртики 7, охватывающие внешнюю боковую поверхность торцовых зон вкладыша 1. Перед штамповкой между торцами вкладыша 1 и прижимными поверхностями матриц 4 жестко зажимают заготовки 6, упирающиеся торцами в буртики 7. Упруго деформируют вкладыш

1, устанавливая оптимальное расстояние между заготовками 6, которые затем давлением подвижной среды вытягивают в полость вкладыша 1 одна по поверхности другой. На втором переходе заготовки 6 выворачиванием штампуют в матрицы 4. Давление в полость вкладыша 1 подают, например через штуцер (на фиг. 2 не показано), возгонкой сублимата и т.п-. Наличие буртиков 7 в матрицах 4 повышает устойчивость вкладыша 1, если высота буртиков 7 не менее глубины вытяжки первого перехода. Потеря устойчивости вкладыша

1 при подпирающем действии буртиков 7 происходит только изгибом его боковой поверхности вовнутрь полости.

Полусферы из сплава ЦА-22 без складок отформованы при 250 С в штампах, один из которых содержал вкладыш из термопрочной резины диаметром 90 мм, толщиной 10 мм, глубино"; концентрично заключенный в металлическую кольцевую обойму диаметром 110 мм, толщиной

3 мм и высотой 20 мм. В стенку вкладыша герметично вварен металлический штуцер

10Х50, на который с зазором насажена обойма. Во втором штампе отсутствует обойБ ма, а у двух матриц, прижимающих заготовки к обоим торцам вкладыша, имеются кольцеобразные буртики 110Х10, охватывающие боковую поверхность торцов вкладыша. Для обеспечения герметичности прижима заготовок толщиной 3 мм в первом варианте штампа обойму концентрично заключают в корпус из термопрочной резины глубиной 40 мм, толщиной 10 мм, насаженный на штуцер с гарантированным зазором.

Конструктивные размеры штампа выбраны исходя из того, что сплав ЦА-22 обладает высокими показателями сверхпластичности.

Преимущества предложенных вариантов штампов следующие; при вытяжке по20 лучают изделия равномерной толщины на оснастке простого вида; снижается брак при вытяжке за счет устранения складкообразования и утечек рабочего давления из-под прижимных плоскостей штампа; уменьшается минимально необходимое деформирующее усилие для выворачивания заготовок, которое тем выше, чем ближе форма полуфабрикатов к цилиндрическим оболочкам.

Промышленное использование наиболее приемлемых вариантов штампов позволит получить экономический эффект за счет снижения брака изделий при вытяжке в .среднем на 10-15%.

Устройство целесообразно использовать в мелкосерийном производстве.