Штамп для однопереходной штамповки, преимущественно высадкой

 

Использование: для однопереходной высадки деталей при длине высаживаемой части , превышающей критическую. Сущность изобретения: штамп содержит подвижную 1, неподвижную 6 и промежуточную 5 плиты. На подвижной плите 1 установлены пуансон 2, упоры 4. На неподвижной плите крепится матрицедержатель 11 с матрицей 10, которую охватывает втулка 15. Втулка 15 связана кинематически с матрицедержателем 11 рычагами 16, соответственно с помощью осей 17 и 18. Между подвижной 1 и промежуточной 5 плитами размещена траверса 19, подпружиненная к подвижной плите 1 пружинами 20-и связанная с неподвижной плитой 6 шпильками 12. В промежуточной плите 5- установлены толкатели 24 и подпружиненная относительно подвижной плиты 1 втулка 21 с буртиком, охватывающая пуансон 2. Рычаги 16 имеют опорную площадку, взаимодействующую со сферической поверхностью упора 4. Опорная площадка смещена относительно оси рычага на величину рЭдиуса сферической поверхности в сторону неподвижной плиты 6. В конструкции выдерживается оптимальное соотношение пути подъема втулки 21 к пути опускания пуансона 2 в зависимости от отношения площадей поперечных сечений исходной заготовки к высаживаемому утолщению. 3 з.п. ф-лы, 11 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5!)5 В 21 J 5/08

ГОсудАРстВеннОе пАтентнОе

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825240/27 (22) 14,05.90 (46) 23,11,92, Бюл, N 43 (71) Пермское приборостроительное производственное объединение (72) В.А. Шитов (56) Авторское свидетельство СССР 125726, кл, В 21 J 5/08, 1960.

Авторское свидетельство СССР

N 1291272, кл. В 21 J 13/02, 1987. (54) ШТАМП ДЛЯ ОДНОПЕРЕХОДНОЙ

ШТАМПОВКИ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВЫСАДКОЙ (57) Использование: для однопереходной высадки деталей при длине высаживаемой части, превышающей критическук), Сущность изобретения; штамп содержит подвижную 1, неподвижную 6 и промежуточную 5 плиты, На подвижной плите 1 установлены пуансон 2, упоры 4. На неподвижной плите крепится матрицедержатель 11 с матрицей 10, которую охватывает втулка 15. Втулка 15 связана кинематически с матрицедержателем 11 рычагами 16, соответственно с помощью осей 17 и 18, Между подвижной 1 и промежуточной

5 плитами размещена траверса 19, подпружиненная к подвижной плите 1 пружинами

20.и связанная с неподвижной плитой 6 шпильками 12. В промежуточной плите 5. установлены толкате и 24 и подпружиненная относительно подвижной плиты 1 втулка 21 с буртиком, охватывающая пуансон 2, Рычаги 16 имеют опорную площадку, взаимодействующую со сферической поверхностью упора 4. Опорная площадка смещена относительно оси рычага на величину радиуса сферической поверхности в сторону неподвижной плиты 6. В конструкции выдерживается оптимальное соотношение пути подъема втулки 21 к пути опускания пуансона 2 в зависимости от отношения площадей поперечных сечений исходной заготовки к высаживаемому утолщению. 3 з.п, ф-лы, 11 ил.

1776483

1 S

1 S>

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкциям устройств для однопереходной штамповки преимущественно высадкой, когда длина высаживаемой части превышает критическую, Известно "Устройство для высадки головок на стержнях" при соотношении диаметра стержня к длине подвергаемого высадке участка выше критического, по способу постепенного выдвижения стержня из упрочняющей его втулки.

В сравнении предлагаемым штампом устройство имеет следующие недостатки, Сложнее по конструкции, меньше диапазон возможности варьировать высотой высаживаемой головки, т.к, отсутствует регулировка длины рычагов, низкое качество высаживаемой головки из-за отсутствия ограничения по наружному диаметру последней. . Наиболее близким к заявляемому техническому решению по существенным признакам и достигаемому эффекту является

"Штамп" (2), содержащий верхнюю и нижн|ою опорные плиты с установленными на них с возможностью своего перемещения пуансонами, промежуточные плиты с полуматрицами и механизмы зажима полуматриц, связанные с плитами упругими элементами.

Каждый механизм зажима полуматриц выполнен в виде винтовых пар, винты жестко связаны с промежуточными плитами, а гайки установлены на верхней и нижней плитах с возможностью смещения в направлении оси давления штампа, при этом упругие элементы размещены между гайками и соответствующими им опорными плитами. а между гайками и упругими элементами размещены фрикционные элементы.

В сравнении с предлагаемым штампом имеет следующие недостатки. По конструкции более сложен, меньше диапазон возможностей варьировать высотой высаживаемой части заготовки, т.к. полость матрицы по высоте(в зоне раздачи) не меняется, Требуется дополнительный расход энергии пресса на усилие зажима полуматриц. Наличие гаек-ползушек и их сопряжение с винтами вносит элемент пониженной стойкости штампа, т.е, резьбовое саединени испыты- вает большое удельное давление. Ограничена воэможность получать детали с увеличенной по длине стержневой частью (до головки), Исключена возможность получения высаженной части с полостью.

Цель изобретения — повышение качества высаживаемых деталей, расширение тех5

45 нологических возможностей штампа и уменьшение энергоемкости, Указанная цель достигается тем, что штамп для однопереходной штамповки преимущественно высадкой, когда длина высаживаемой части превышает критическую, содержащий подвижную и неподвижную плиты с установленными в них соответственно пуансонодержателем с пуансоном и матрицедержателем с матрицей, промежуточную плиту, установленную с возможностью вертикального перемещения относительно подвижной и неподвижной плит, подпру>киненной и связанной относительно подвижной плиты посредством винтов, снабжен коаксиально установленными относительно выполненной цельной матрицы и пуансона соответственно подвижными корпусом и втулкой с фланцем, толкателями с буртиками, установленными вертикально в отверстиях промежуточной плиты с возможностью взаимодействия буртиками с фланцем втулки, а противоположными концами с корпусом, траверсой, соединенной с подвижной плитой пружинами растяжения и с неподвижной плитой колонками-шпильками с возможностью взаимодействия с верхней плоскостью фланца втулки, средством вертикального перемещения корпуса, выполненного s виде упоров со сферической поверхностью на концах, закрепленных на подви>кной плите, и рычагов, шарнирно установленных посредством осей на матрицедержателе с возмо>кностью взаимодействия одними концами посредством осей с корпусом, а другими с упорами.

Каждый конец рычага со стороны взаимодействия с упором имеет опорную площадку. смещенную относительно оси рычага к неподвижной плите на величину радиуса сферической поверхности упора и расположенную параллельно оси рычага, проходящей через центры осей шарнирных связей рычага.

В корпусе выполнены пазы для размещения в них концов рычагов, а в отверстиях стенок перпендикулярно пазам размещены оси с возможностью взаимодействия с закрытыми пазами, выполненными в упомянутых концах рычагов.

Обеспечено снижение усилия высадки за счет оптимального соотношения пути подъема втулки с фланцем к пути опускания пуансона с выполненным равенством отношений:

1776483

1 S

1 81 где I — расстояние по горизонтали от оси связи рычага с корпусом до оси установки

его в матрицедержателе;

L — расстояние по горизонтали от оси связи рычага с корпусом до оси упора, S — площадь поперечного сечения пуансона;

S< — площадь поперечного сечения отверстия в промежуточной плите под втулку с фланцем.

Указанные признаки заявляемого технического решения проявляют свойства отличные от свойств, проявляемых известными техническими решениями, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 показан штамп. в раскрытом положении с установленной в нем заготовкой, продольный разрез; на фиг, 2 — то же, в момент касания матрицы втулкой с фланцем; на фиг. 3 — то же, в момент касания пуансоном заготовки с одновременным касанием всеми рычагами соответствующих упоров; на фиг. 4 — то же, соответствующем окончанию деформирования заготовки; на фиг. 5 — то же, в начале выталкивания высаженной заготовки; на фиг. 6 — то же, в конце выталкивания высаженной заготовки; на фиг. 7 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 8— разрез Б — Б на фиг, 1; на фиг. 9- разрез 8 — В на фиг. 1; на фиг. 10 — деталь штампа в изометрии; на фиг. 11 — схема взаимодействия упора с нижней плоскостью фланца втулки.

Штамп содержит подвижную плиту 1 (фиг. 1), к которой крепятся пуансон 2, пуансонодержатель 3 и упоры 4, Промежуточная плита 5 соединена с плитой 1 и неподвижной плитой 6 направляющими колонками 7 и дополнительно соединена с плитой 1 винтами 8 и подпружинена пружинами 9, На неподвижной плите 6 крепятся цельная матрица 10, матрицедер>катель 11 и шпилькиколонки 12, на верхних концах которых имеются гайки 13.

Коаксиальйо относительно матрицы 10 установлены подвижно шайба 14 и корпус

15, имеющий пазы для размещения концов рычагов 16, которые шарнирно соединены осями 17 с матрицедержателем 11, а осями

18 с корпусом 15, Траверса 19 соединена пружинами растяжения 20 с плитой 1 и одновременно соединена шпильками-колонками 12 с плитой

6. По оси штампа в траверсе 19 выполнено сквозное отверстие, втулка 21 с фланцем 22 установлена подвижно коаксиально относительно пуансона 2 и подпружинена относительно пуансонодержателя (подвижной

55 йлиты) пружиной 23, нижним концом расположена в рабочем отверстии промежуточной плиты 5. Фланец 22 втулки 21 выполнен с размером наружного контура больше размера осевого отверстия в траверсе 19, Толкатели 24 с буртиками установлены вертикально в отверстиях промежуточной плиты 5 с возможностью взаимодействия буртиками с фланцем втулки, а другими концами — с шайбой 14, корпусом 15, Заготовка обозначена позицией 25 (фиг.

1), высаженная деталь - позицией 26 (фиг, 6).

На случай, если высаженная деталь 26 после окончания высадки останется в матрице 10, для удаления ее предусмотрен выталкиватель 27, Каждый рычаг 16 на конце со стороны взаимодействия с упором 4 имеет опорную площадку "П", смещенную относительно оси рычага к неподвижной плите 6 на величину радиуса сферической поверхности упора и расположенную параллельно оси рычага, проходящей через центры осей шарнирных связей рычага, С целью обеспечения минимально возможной нагрузки на пуансон 2 за счет оптимального соотношен,ьч пути подьема втулки

21 с фланцем к пути опускания пуансон="-, выполнено равенство отношений: где l — расстояние по горизонтали от оси связи рычага с корпусом до оси установки его в матрицедержателе;

Š— расстояние по горизонтали от оси связи рычага с корпусом до оси упора;

S — площадь поперечного сечения пуансона;

S> — площадь поперечного сечения отверстия в промежуточной плите под втулку с фла н цем.

Настройку штампа проводят в следующей последовательности.

Первоначально устанавливают исходную заготовку в рабочую полость матрицы

10 (фиг. 1). Опускают подвижную плиту 1 (фиг. 3) до упора пуансоном 2 в исходную заготовку 25. При положении промежуточной плиты 5 на заплечиках матрицы 10, регулируют (опускают) упоры 4 до соприкосновения сферическими концами соответствующих площадок "П" рычагов 16, Штамп настроен, готов к работе.

При раскрытом штампе(фиг. 1) траверса

19 под воздейетвием пружин растяжения 20 поджата к гайкам 13, расположенным на верхних концах шпилек-колонок 12.

1776483

Штамп работает следующим образом.

Исходную установку 25 устанавливают в рабочую полость матрицы 10, При опускании ползуна пресса (не показан) с подвижной плитой 1 (фиг. 2) опускаются пуансон 2, пуансонодержатель 3, пружина 23. втулка

21, толкатели 24, промежуточная плита 5, пружины 9, упоры 4 и пружины 20, которые сжимаются.

При дальнейшем опускании подвижной плиты втулка 21 надевается на (охватывает) заготовку 25. Толкатели 24 нижними концами опираются в шайбу 14. корпус 15 и под воздействием пружины 23 через фланец 22 втулки 21 утапливает шайбу 14 с корпусом

15 в крайнее нижнее положение (если они не были утоплены в зто положение под воздействием силы собственного веса). В это время при взаимодействии осей 18, размещенных в корпусе 15, с рычагами 16, последние поворачиваются в сторону исходного положения, толкатели 24 останавливаются. пружина 23 начинает сжиматься, Затем втулка 21 своим нижним торцом опирается в матрицу 10 и останавливается, Продолжает сжиматься пружина 23. Пуансонодержатель 3, дойдя до траверсы 19, опускает ее вниз, Сжатие пруж н 20 прекращается.

Промежуточная плита 5 при дальнейшем ilëóñêàHëè ложится на эаплечики матрицы 10 (фиг, 3} и оclанавливается, Одновременно с остановкой плиты 5 пуансон "касается исходной,заготовки 25, а упоры 4 касаются соответствующих площадок П" рычагов 16, после чего начинается процесс высадки. Продолжает сжиматься пружина 23, начинают сжиматься пружины

9, гинты 8 выходят из зацепления с промежуточной плитой 5. Упоры 4, продолжая давление вниз, опираясь в площадки "П" скользя и обкатывая их своими сферическими поверхностями поворачивают рычаги 16 вокруг осей 17, вследствие чего другие концы рычагов, взаимодействуя с осями 18 корпуса 15, поднимают последний, шайбу 14, толкатели 24 и втулку 21, В обраэовываемую полость между заготовкой и JloBBpxHocibþ рабочего отверстия промежуточной плиты 5 затекает, осаживаемый пуансоном, материал до окончания процесса высадки утолщения стержневой заготовки.

При движении подвижнои плиты 1 вверх (фиг. 4) вместе с нею поднимаются пуансон 12, пуансонодержатель 3, траверса

19, упоры 4, винты 8, пружины 9, 20 и 23, Пружины 9 и 23 разжимаются, пуансон отходит от высаженной заготовки. Под воздействием силы пружины 23 опускаются вниз толкателем 24, шайба 14 и корпус 15.

45 который посредством осей 18 взаимодействуя с концами упоров 16 поворачивают последние, вокруг осей 17, в сторону исходного положения до момента упора корпуса 15 в матрицедержатель 11, Корпус

15, шайба 14 и толкатели 25 останавливаются.

Далее, при зацеплении головок винтов

8 с промежуточной плитой 5 — последняя поднимается вместе с высаженной деталью

26, которая удерживается в ней за счет сил контактного трения (усилие пружины 23 меньше силы контактного трения высаженной детали 26 с поверхностью рабочего отверстия в промежуточной плите 5), Пружины

9 и 23 прекращают разжатие. опираясь о высаженную деталь 26 поднимается втулка

21. После прилегания промежуточной плиты

5 к заплечикам буртиков толкателей 24-последние поднимаются вместе с нею.

Траверса 19, коснувшись гаек 13 (фиг. 5), установленных на шпильках-колонках 12, прекращает подъем, пружины 20 начинают растягиваться.

Втулка 21 своей верхней плоскостью фланца 22.поднявшись до траверсы 19, останавливается — начинается выталкивание высаженной детали 26 из рабочего отверстия промежуточной плиты (за счет воздействия неподвижной плиты 6 через шпильки-колонки 12, гайки 13, траверсу 22, втулку 21 на высаженную деталь 26.

После удаления высаженной детали 26 из штампа, процесс высадки повторяется.

Точки Б (корпуса 15) и В (упора 4) (фиг, 11); пути пуансона 2 и ynqpoB 4 равны, пути втулки 21 и корпуса 15 также равны, во время работы штампа, совершают возвратнопоступательное движение по параллел ьн biM прямым. Если провести через точку 0 (ось вращения рычага) прямую БВ, пересекающую указанные параллельные прямые (пути движения точек Б и В), то отношение отрезков от точки 0 до точек пересечения с параллельными будет сохранено при любом повороте рычага в диапазоне от начала до окончания высадки утолщения на стержневой заготовке, т.е. отношение путей пуансона 3 и корпуса 15 сохраняется. Пути пуансона 2 и корпуса 15 графически показаны на фиг. 11,б.

Условно повернем рычаг 16 до совпадения с горизонтальной линией Б В, проходящей через точку О, 8 этом случае отрезок

ББ будет соответствовать пути подъема (НБ) втулки 21, а отрезок ВВ будет соответ1 ствовать пути опускания (обозначим HB) пуансона 2.

Проведя через точку Б горизонтальную прямую БВ1 мы получим треугольник

1776483

15 (Я

Далее получаем равенство — = — .

L S1

Выполнение такого равенства обеспечивает оптимальное отношение пути подъема втулки 21 к пути опускания пуансона 2 за все время операции высадки, чем обеспечивается минимально возможная нагрузка на пуансон.

Формула изобретения

1, Штамп для однопереходной штамповки, преимущественно высадкой, содержащий подвижную и неподвижную плиты с установленными в них соответственно пуансонодержателем с пуансоном и матрицедержателем с матрицей, промежуточную плиту, установленную с воэможностью вертикального перемещения относительно llOдвижной и неподвижной плит, подпружиненную и связанную относительно подвижной плиты посредством винтов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества и расширения технологических возможностей, штамп снабжен коаксиально установленными относительно выполненной цельной матрицы и пуансона 40 соответственно подвижными корпусом и втулкой с фланцем, толкателями с буртиками, установленными вертикально в отверстиях. промежуточной плиты с возможностbe взаимодействия буртиками с флан- 45 цем втулки, а противоположными концами

ЛБВВ1 . Условно примем, что верхний рабочий торец матрицы 10 находится в горизонтальной плоскости. проходящей через прямую БВ1, тогда будет справедливо, что

1 высота высаживаемого утолщения будет 5 равна Н Б = 00, а высота исходной заготовки I над матрицей будет равна отрезку ВВ1

=Нц + Hg. Из равенства объема исходной заготовки (над матрицей) и объема высаженного утолщения мы получим равенство 10

S ВВ1 = S1 00, откуда — В В . PacS 00

51 В В1 сматривая треугольники ЛБОО и ЛБВВ1 мы

1 1

00 получим ВВ = . — с корпусом, траверсой, соединенной с подвижной плитой пружинами растяжения и с неподвижной плитой колонками-шпильками, с возможностью взаимодействия с верхней плоскостью фланца втулки, средством вертикального перемещения корпуса, выполненного в виде упоров со сферической поверхностью на концах, закрепленных на подвижной плите и рычагов, шарнирноустановленных посредством осей на матрицедержателе с возможностью взаимодействия одними концами посредством осей с корпусом, а другими — с упорами.

2. Штамп по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что каждый рычаг на конце со стороны взаимодействия с упором имеет опорную площадку, смещенную относительно оси рычага к неподвижной плите на величину радиуса сферической поверхности упора и расположенную параллельно оси рычага, проходящей через центры осей шарнирных связей рычага.

3, Штамп по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что в корпусе выполнены пазы для размещения в них концов рычагов, а вотверсти ях стенок перпендикулярно пазам размещены оси с воэможностью взаимодействия с закрытыми пазами, выполненными в концах рычагов.

4. Штамп по и. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости путем снижения усилия высадки эа счет оптимального соотношения пути подъема втулки с фланцем к пути опускания пуансона, выполняется равенство отношений

i/) =S/S1, где I — расстояние по горизОнтали от оси связи рычага с корпусом до оси установки

его в матрице-держателе;

L — расстояние по горизонтали от оси связи рычага с корпусом до оси упора;

S — площадь поперечного сечения пуансона;

S1 — площадь поперечного сечения отверстия в промежуточной плите под втулку с фланцем.

1776483

1776483

Фч г. б

А-А б -5

1776483

Составитель В.Шитов

Редактор В.Фельдман Техред M.Моргентал Корректор Н.Гунько Заказ 699 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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