Штамп для закрытой объемной штамповки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Цель изобретения - повышение качества изделий за счет улучшения заполнения углов ручья штампа. В штампе для закрытой объемной штамповки опора в виде перевернутого стакана с герметично охватывающей ее установочной втулкой, имеющей возможность осевого перемещения вдоль, составляют телескопический плунжер гидроцилиндра, образованного корпусом и основанием. В качестве упругих элементов используют жидкость в гидроцилиндре и пружины, подпружинивающие вдоль оси бокову (кольцевую) часть матрицы относительно фланца корпуса. Повышение уровня верхнего торца внутренней части матрицы относительно нижнего рабочего торца боковой части определяют из выражения S = S 1(1+F 1/F 2)+H. В процессе штамповки кольцевой торец стаканообразной опоры воздействует на жидкость гидроцилиндра, установочная втулка движется вверх, поднимая боковую часть матрицы и сжимая пружину жесткостью C=0,65-0,75/S 1 . P шт . F 2/F 1, где S 1 - расстояние между смежными плоскостями опоры и основания, P шт - усилие штамповки

F 1 и F 2 - площади кольцевых рабочих торцов стенки опоры и установочной втулки, H - высота кольцевой компенсационной щели. В результате заполнение верхних углов ручья штампа происходит при действии активных сил трения по внутренней поверхности боковой части матрицы. После соприкосновения плоскостей опоры и основания движения матрицы останавливается и происходит доштамповка с затеканием металла в нижние углы ручья и в компенсатор. При обратном ходе пуансона происходит обрезка поковки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

isi)s В 21 J 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4336823/25-27 (22) 19.10.87 (46) 23.07.90, Бюл. ¹ 27 (71) Коммунарский горно-металлургический институт . (72) С.И,Рапопорт, М,И.Хризман, Г.В,Беломоин и Л.Е.Рапопорт (53) 621.735.076(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1202682, кл. В 21 J 13/02, 26.06,84. (54) ШТАМП ДЛЯ ЗАКРЫТОЙ ОБЪЕМНОЙ

ШТАМПОВКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением. Цель изобретения — повышение качества изделий за счет улучшения заполнения углов ручья штампа.

В штампе для закрытой объемной штамповки опора в виде перевернутого стакана с герметично охватывающей ее установочной втулкой, имеющей возможность осевого перемещения вдоль, составляют телескопический плунжер гидроцилиндра, образованного корпусом и основанием. В качестве упругих элементов используют жидкость в гидроцилиндре и пружины, подпружинивающие вдоль оси боковую (кольцевую) часть матрицы относительно фланца корпуса.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и сваркой и может использоваться в кузнечно-штамповочном производстве при безоблойной штамповке заготовок деталей.

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет улучшения заполняемости острых углов рабочей полости штампа благодаря тому, что конструкция штампа

„„Я „„1579623 А1

Превышение уровня верхнего торца внутренней части матрицы относительно нижнего рабочего торца боковой части определяют из выражения S = Я1(1+ f1/f2)+

+Н. В процессе штамповки кольцевой торец стаканообразной опоры воздействует на жидкость гидроцилиндра, установочная втулка движется вверх, поднимая боковую часть матрицы и сжимая пружину жесткостью С вЂ” Рцп fg/f<, где S>—

0,65 — 0,75

Я1 расстояние между смежными плоскостями опоры и основания; PiUT — усилие штампов-. ки, f> и f2 — площади кольцевых рабочих торцов стенки опоры и установочной втулки;

Н вЂ” высота кольцевой компенсационной щели. В результате заполнение верхних углов ручья штампа происходит при действии активных сил трения по внутренней поверхности боковой части матрицы. После соприкосновения плоскостей опоры и основания движение матрицы останавливается и происходит доштамповка с эатеканием металла в нижние углы ручья и в компенсатор, При обратном ходе пуансона происходит обрезка поковки. 2 ил. обеспечивает на последней стадии штамповки встречное перемещение боковой и внутренней частей матрицы, что улучшает условия заполнения верхней части ручья штампа, примыкающей к боковой поверхности матрицы. По боковой части матрицы действуют активные силы трения, обеспечивающие качественное заполнение верхней части полости штампа, при вытеснении излишков металла в компенсационную щель

1579623 обеспечивается качественное заполнение нижней полости штампа.

На фиг. 1 схематично изображен штамп, общий вид (слева — при крайнем нижнем положении пуансона); на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Штамп содержит корпус 1, внутри которого герметично расположена установочная втулка 2, на верхний торец которой опирается боковая кольцевая часть 3 матрицы, внутри которой находится внутренняя часть 4 матрицы, опирающаяся на подвижную опору 5, выполненную в виде обращенного вверх дном стакана, ее боковые поверхности герметично сопряжены снаружи с установочной втулкой 2, внутри с основанием 6, прикрепленным снизу посредством болтов 7 к корпусу 1, образуя гидро-, цилиндр, заполненный рабочей жидкостью

8. Опора 5 с герметично охватывающей ее установочной втулкой 2, имеющей возможность осевого перемещения, образук т телескопический плунжер гидроцилиндра, В качестве упругих элементов используют жидкость 8 гидроцилиндра и пружины 9, Верхний торец боковой части матрицы подпружинен пружинами 9, перемещение которых вверх ограничивает внутренний фланец

10, закрепленный в корпусе 1 посредством болтов 11, По оси матрицы расположены толкатель 12 и пуансон 13.

Штамп работает следующим образом.

Заготовку укладывают на внутреннюю часть матрицы 4 и начинают деформировать пуансоном 13. При этом нижняя часть матрицы 4 совместно с опорой 5, воздействующей своим нижним торцом на жидкость 8, опускается. Так как опора 5 совместно с подвижной установочной втулкой 2 сосТ38ляют телескопический плунжер гидроцилиндра, образованного корпусом 1 и основанием 6, величины осевых перемещений опоры 5(Я1) установочной втулки 2(Яг) обратно пропорциональны соответствующим кольцевым торцовым поверхностям, передающим давление жидкости 8:

S1 f2. fl — = —: - а = S< —.

Яз

Следовательно, для того, чтобы при конструировании штампа правильно выбрать высотные размеры элементов, необходимо, чтобы превышение уровня верхнего торца внутренней части 4 матрицы относительно нижнего рабочего торца боковой части 3 матрицы S определялось из выражения

S=-S)+ Я+Н, где Н вЂ” высота компенсационной щели.

Таким образом, S =SI(1+ — ")+Н. 2

При опускании опоры 5 установочная

5 втулка 2 совместно с боковой частью 3 матрицы поднимаются, причем закон их перемещения как функция от перемещения пуансона зависит от соотношения f

10 на боковую часть 3 матрицы.

Для нормальной работы штампа необходимо, чтобы взаимное перемещение боковой 3 и внутренней 4 частей матрицы происходило до тех пор, пока не произойдет

15 заполнение верхних углов полости штампа.

Как известно, усилие заполнения углов составляет 0,65 — 0,75 полного (конечного) усилия штамповки, после чего излишки металла вытесняются в компенсатор, Исходя из это20 го, выбирается жесткость пружины 9. Необходимо, чтобы при совмещении сложных плоскостей опоры 5 и основания 6 усилие сжатия пружины 9 составляло 0,65 — 0,75усилия штамповки, что обеспечивает заполне25 ние верхних углов ручья штампа.

Только в этот момент прекращается взаимное перемещение частей матрицы, следовательно .

55 (0,65 — 0,75)Р = С Sz, где С вЂ” жесткость пружины.

С 0,65 — 0,75 Р .с

Использование пружин меньшей жесткости приводит к тому, что последний этап заполнения углов верхней полости штампа происходит без действия активных сил трения, т.е. теряется положительный эффект, Использование пружин большей жесткости приводит к тому, что штамповка происходит в тот момент, когда опора 5 не сопрягается с опорной плоскостью основания 6. Процесс характеризуется неоправданным увеличением усилия, необходимого для дополнительного сжатия пружин.

Благодаря перемещению пуансона вниз происходит дальнейшая деформация заготовки (свободная осадка). После достижения металлом заготовки стенок матрицы начинается этап заполнения углов ручья штампа, который проходит в условиях действия активных сил трения в верхних углах за счет встречного перемещения боковой 3 и внутренней 4 частей матрицы, вследствие чего верхние углы заполняются в первую очередь. Когда верхние углы ручья заполнены, усилие на пуансоне 13 достигает 0,650,75 усилия штамповки, опора упирается в основание 6 и прекращает осевое перемещение.

1579б23

При дальнейшем перемещении пуансона происходит доштамповка за счет уменьшения высотных размеров поковки с вытеснением смещаемого металла в нижние углы ручья штампа. Излишек металла вытекает в две компенсационные щели, образовавшиеся после опускания в крайнее нижнее положение опоры 5 между верхним торцом внутренней части 4 матрицы и боковой части 3 матрицы.

Таким образом, в крайнем нижнем положении пуансона 13 обеспечивается заполнение рабочей полости ручья штампа и удаление в компенсатор излишков металла заготовки.

При ходе пуансона 13 врерх под действием сил упругого сжатия пружин 9 боковая часть матрицы 3 совместно с установочной втулкой 2 перемещаются вниз, воздействуют на жидкость 8 гидроцилиндра, которая передает усилие опоре 5, обеспечивающей осевое перемещение вверх внутренней части 4 матрицы. За счет встречного движения боковой 3 и внутренней 4 частей матрицы происходит обрезка двух компенсаторов, Усилия упругого сжатия пружины, равного

0,65 — 0,75 усилия штамповки, для обрезки вполне достаточно, так как для этой цели необходимо усилие всего лишь 0,1 — 0,15 величины усилия штамповки.

Обрезанные компенсаторы попадают на свободный участок верхней торцовой поверхности установочной втулки 2, откуда удаляются (выталкиваются) через Сквозной поперечный паз, выполненный в корпусе 1 . и на нижнем торце боковой части 3 матрицы. После подъема боковой части 3 матрицы в верхнее положение толкатель 12 выталкивает поковку из матрицы.

Соблюдение герметичности деталей и узлов штампа, связанных с жидкостью 8, необходимы для-того, чтобы избежать утечки жидкости из полости цилиндра. В противном случае перетекание жидкости в другие полости приводит к несоответствию осевых перемещений различных элементов штампа заданным и вытеканию жидкости из штампа для закрытой штамповки.

Использование изобретения позволяет за счет лучшего заполнения углов ручья штампа повысить качество поковок и уменьшить величину припуска на сторону для по10

20 посредством двух торцовых выступов с воз45

40 лучения необходимых элементов изготавливаемых деталей, вследствие чего расширяются технологические воэможности штампа, За счет уменьшения припусков и исключения напусков масса поковок умень. шается на 2-4, Формула изобретения

Штамп для закрытой объемной штамповки, содержащий приводной пуансон, нижнее основание, корпус с внутренним фланцем у верхнего торца и размещенной внутри него подвижной в осевом направлении опорой в виде обращенного вверх дном стакана, опирающуюся на нее, расположенную под упомянутым фланцем внутреннюю часть матрицы и установленную концентрично ей контактирующую со стенкой корпуса боковую часть матрицы, которая охватывает с двух сторон внутреннюю часть можностью образования в конце штамповки компенсационной щели, а. также расположенную под боковой частью матрицы с возможностью контактирования со стенкой корпуса установочную втулку и упругие элементы, посредством которых опора подпружинена относительно основания и корпуса, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества изделий, боковая часть матрицы и установочная втулка выполнены и размещены с возможностью ограниченного осевого перемещения, причем эта втулка совместно со стенкой подвижной опоры составляют телескопический плунжер гидроцилиндра. образованного внутренними поверхностями корпуса и основания, а в качестве упругих элементов использована жидкость этого гидроцилиндра и охватывающая пуансон пружина сжатия, размещенная между внутренним фланцем корпуса и верхним торцом боковой части матрицы, жесткость С которОй определена из соотношения г

S, f1 где P T — усилие штамповки, Н;

S1 — рассстояние между смежными плоскостями опоры и основания, мм;

f1, f2 — площади кольцевых рабочих торцов с1енки опоры и установочной втулки, воздействующих на жидкость гидроцилиндра, мм.

1579623

Фиг7

Составитель О.Корабельников

Техред M.Ìîðãåèòàë Корректор И.Муска

Редактор А. Козориз

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1976 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5