Устройство для штамповки изделий типа стаканов

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для выдавливания полых деталей. Цель изобретения - расширение технологических ввозможностей и снижение энергозатрат процесса. При перемещении поперечины пресса вниз механизмом осевого перемещения закрепленные на поперечине колонки с зубчатыми рейками взаимодействуют с зубчатыми колесами корпуса стола пресса, а последние - с рейками матрицедержателя, вызывая перемещение матрицы вверх. Затем происходит внедрение пуансона в заготовку и его последующее вращение. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1461563

yg 4 В 21 D 37/12

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4152155/31-27 (22) 26.11.87 (46) 28.02.89. Бюл. № 8 (7j) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова и Институт физики металлов Уральского научного центра AH СССР (72) М. В. Ладыгина, С: П. Буркин и Л. В. Ярославцева (53) 621.77 (088.8) (56) Патент Швеции № 432906, кл. В 30 В 15/04, 1984.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к кузнечноштамповочному производству, и может быть использовано для изготовления изделий типа стаканов, втулок и прочих подобных осесимметричных полых изделий.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей и снижение энергозатрат процесса.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство состоит из двух частей, верхняя из которых крепится жестко к подвижной поперечине пресса, а нижняя — к столу 2 пресса. Обе части для предотвращения взаимного бокового смещения связаны направляющими колонками — рейками 3, запрессованными одним концом в траверсе 4, в центральной части которой выполнено резьбовое отверстие с несамотормозящей резьбой.

В верхней части устройства смонтирован пуансонодержатель 5, выполненный в (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ

ИЗДЕЛИЙ ТИПА СТАКАНОВ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для выдавливания полых деталей. Цель изобретения — расширение технологических ввозможностей и снижение энергозатрат процесса. При перемещении поперечины пресса вниз механизмом осевого перемещения закрепленные на поперечине колонки с зубчатыми рейками взаимодействуют с зубчатыми колесами корпуса стола пресса, а последние — с рейками матрицедержателя, вызывая перемещение матрицы вверх. Затем происходит внедрение пуансона в заготовку и его последующее вращение. 2 ил.

2 виде несамотормозящегося винта (тангенс угла наклона риски резьбы больше коэффициента трения в резьбе) с закрепленным на нем пуансоном 6. В корпусе траверсы 4 смонтирован пружинный фиксатор 7 (фиг. 2), упирающийся в одну из ниток резьбы пуансонодержателя 5, снабженную углублением для фиксирования исходного положения пуансона 6.

В нижней части устройства расположена матрица 8, установленная с возможностью осевого перемещения относительно неподвижного корпуса 9 вдоль направляющих колонок 10, закрепленных в корпусе

9 и одновременно играющих роль ограничителя вертикального перемещения пуансона 6. В корпусе 9 закреплены зубчатые колеса 11 с возможностью вращения на осях 12.

Зубчатые колеса 11 находятся в постоянном зацеплении с колонками-рейками 3 и рейками 13, закрепленными на матрицедержателе матрицы 8. Соосно с матрицей 8 в корпусе 9 жестко закреплен нижний пуансон

1461563

Формула изобретения

14, играющий роль выталкивателя после завершения штамповки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении траверса 4 с пуансонодержателем 5 поднята вверх, при этом винтовой пуансонодержатель 5 находится в крайнем нижнем положении и зафиксирован пружинным фиксатором 7. Матрица 8 занимает крайнее нижнее положение и ее верхний торец находится на уровне рабочей поверхности пуансона 14. Для осуществления штамповки изделия типа стакана сплошная цилиндрическая заготовка 15 устанавливается на рабочую поверхность пуансона 14 и осуществляется рабочий ход подвижной поперечины 1 пресса с закрепленными на ней траверсой 4, колонками-рейками 3, пуансонодержателем 5 и пуансоном 6. Колонки-рейки 3, взаимодействуя посредством зубчатых колес 11 с рейками 13 матрицы, перемешают матрицу 8 вверх. В момент соприкосновения пуансона 6 с заготовкой 15 верхний торец матрицы 8 поднимается до или выше верхнего торца цилиндрической заготовки.

При дальнейшем ходе поперечины 1 и пуансона 6 вниз осуществляется внедрение последнего в заготовку. Поскольку несамотормозящееся винтовое соединение пуансонодержателя 5 с траверсой 4 предохранено от вращения под действием осевого усилия со стороны пуансона фиксатором 7, то на первых этапах штамповки прошивка заготовки осуществляется невращающимся пуансоном 6. Глубина проникновения невращающегося пуансона 6 в заготовку определяется регулировкой пружины фиксатора 7. С ростом осевого усилия увеличивается сила, действующая на фиксатор 7. При определенном осевом усилии, приложенном к пуансонодержателю 5 со стороны пуансона 6, фиксатор 7 утапливается, сжимая свою пружину, и пуансонодержатель 5 приобретает возможность вращаться под действием осевого усилия. С этого момента реализуется процесс штамповки выдавливанием с вращающимся пуансоном 6 и перемещается в направлении течения металла заготовки матрицей 8. Деформация заготовки с кручением за счет создания дополнительных напряжений сдвига в объеме деформируемого металла характеризуется резким уменьшением нормальных контактных напряжений в 4 — 6 раз. Одновременно перемещающаяся вверх матрица 8 создает благоприятные условия течения металла между рабочими поверхностями матрицы 8 и пуансона 6 за счет превращения сил контактного трения из сил соприкосновения в активные силы трения.

При вращении пуансонодержателя 5 в резьбе пуансон 6 смещается в осевом направлении по отношению к траверсе 4, таким образом при штамповке с кручением на данном устройстве величина осевого перемещения пуансона 6 всегда меньше хода подвижной поперечины 1 и траверсы 4, т. е. исполнительный орган пресса (в данном случае поперечины 1) совершает требуемую работу деформации заготовки на большем пути, чем при обычной штамповке, и следовательно, работает с меньшим усилием. 3а счет предварительного внедрения пуансона в заготовку обеспечивается достаточное контактное трение для осуществления деформации с кручением. Чем большее сопротивление встречает пуансон 6 при внедрении в заготовку, тем больший поворот осуществляет несамоторзящийся винт пуансонодержателя

5 и тем больше осевое перемещение матрицы 8. При большой силе трения на контакте матрицы 8 с заготовкой 15 (что характерно для горячей объемной штамповки) интенсивные смещения матрицы создают дополнительные сдвиговые продольные деформации, которые совместно с тангенциальными сдвигами от кручения пуансона 6 создают эффект значительного снижения контактных давлений, и следовательно, осевого усилия, приложенного к пуансону 6. При снижении осевого усилия уменьшается угол поворота пуансонодержателя 5 и скорость перемещения матрицы 8. Таким образом, при штамповке на описываемом устройстве реализуется самонастройка движений инструмента. Результатом этой самонастройки является реализация штамповки с минимально возможным осевым усилием и при минимуме работы исполнительного органа пресса.

Устройство для штамповки изделий типа стаканов, содержащее пуансон с пуансонодержателем, размещенные на подвижной поперечине пресса с возможностью вращения, матрицу с матрицедержателем и механизмом осевого перемещения, смонтированные на столе пресса, а также направляющие колонки, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и снижения энергозатрат, оно снабжено корпусом с зубчатыми колесами, закрепленными на столе пресса, а матрицедержатель зубчатыми рейками, установленными на его боковых сторонах, механизм осевого перемещения матрицы выполнен в виде двухступенчатой зубчатой реечной передачи, рейки которой закреплены на подвижной поперечине пресса и установлены с возможностью взаимодействия с упомянутыми зубчатыми колесами, при этом последние размещены в корпусе с возможностью вращения и взаимодействия с зубчатыми рейками матрицедержателя, а пуансонодержатель выполнен в виде несамотормозящегося винта с гайкой, закрепленной на подвижной поперечине пресса, и снабжен по меньшей мере одним пружинным фиксатором.