Подштамповая плита пресса

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Сущность изобретения: плита составлена из отдельных элементов, выполненных с проточками одинаковой высоты , а величина диаметра проточки элементов увеличивается в направлении к средней оси плиты по следующей зависимости: di D(1- I - 1/2,08, N), где D - диаметр элемента, расположенного в зоне средней оси плиты, мм; di - диаметр проточки i-ro элемента, мм; I - порядковый номер элемента от 1 до N с возрастанием в направлении от средней оси плиты; N - количество элементов по одну сторону от средней оси плиты . 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 В 21 J 13/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ IlATEHTf(ОЕ

ВЕДОМСТВО CCCP (ГОСПАТЕНТ СССР) ЯП .%

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4871355/27 (22) 03.10.90 (46) 15.04.93. Бюл. М 14 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова и Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение им. В,И.Ленина (72) Е.Е,Кавтаев, И.В.Костарев, А.С.Шибанов, А.О.Харитонов, А,Г,Забегаев и И,M.Êóòлубаев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1274838, кл, В 21 J 13/02, 33.05.85.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно: к изготовлению штамповой оснастки и предназначено для использования в кузнечно-штамповочном производстве.

Известна подштамповая плита, выполненная цельнометаллической с элементами . крепления верхней и нижней опорными поверхностями, Недостатком использования такой подштамповой плиты является неравномерность нагружения нижней опорной поверхности плиты, в результате чего происходит преждевременное продавливание ее центральной части с уменьшением ее вертикального размера, что снижает эксплуатационную стойкость плиты и приводит к возникновению отклонений размеров изделий при штамповке.

„„5Q„„ 1868458 А1 (54) ПОДШТАМПОВИЯ ПЛИТА ПРЕССА (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением. Сущность изобретения: плита составлена из отдельных элементов, выполненных с проточками одинаковой высоты, а величина диаметра проточки элементов увеличивается в направлении к средней оси плиты по следующей зависимости; di = 0(1- i — 1/2,08, N), где 0 — диаметр элемента, расположенного в зоне средней оси плиты, мм; dt — диаметр проточки i-ro элемента, мм; i — порядковый номер элемента от 1 до N с возрастанием в направлении от средней оси плиты; N — количество элементов по одну сторону от средней оси плиты,2 ил.

Наиболее близкой по технической сущЪ ности к предлагаемой является подштамповая плита пресса. Эта плита выполнена монолитной, имеет прямоугольную в попе- с речном сечении форму. На торцах плиты ICQ размещены Т-образные пазы для установки элементов крепления штампа, (л

Недостатками данного технического ре- i Q) шения являются низкая эксплуатационная стойкость плиты и недостаточная точность

l иэделий, обусловленные преждевременным изнашиванием вертикального размера

s срединной части плиты, вследствие неравномерного нагружения по длине и ширине. кроме того, циклически повторяющиеся высокие нагрузки на нижней опорной поверхности плиты приводят к выкрашиванию частиц металла с поверхности, в свою очередь приводящему к образованию усталостных трещин и разрушению плиты.

1808458

Цель изобретения — повышение стойкости плитй и точнос Ги изделий, На фиг.1 изображена подштамповая плита, продольный разрез; на фиг.2 — вид А на фиг.1.

Подштамповая плита пресса содержит верхнюю 1 и нижььюьо 2 опорные поверхности с элементами крепления 3 со штампом.

Плита составлена из отдельных элементов . 4, установленных с зазором 5 по длине 6 и ширине 7 плиты с уменьшением своей высоты в направлении к средней оси 8 плиты.

Причем элементы выполнены в своей средней части с проточками 9 одинаковой высаты, величина которой составляет 0,52 — 0,61 от высоты элемента 10, расположенного в зоне средней оси плиты, В таблице даны несколько значений отношения высоты проточки к высоте элемента, расположенного в зоне средней оси плиты, с указанием изменения стойкости плиты и точности изделий, Величина диаметра проточки элементов увеличивается в направлении к средней оси плиты по следуьощей зависимости: а=о (1- 1), где D — диаметр элемента, расположенного в средней оси плиты, мм;

dI — диаметр проточки i-го элемента, мм;

i — порядковый номер элемента от 1 до

N с возрастанием в направлении ат средней оси плиты;

N — количество элементов по одну сторону от средней оси плиты, Элементы 4 установлены в корпусе 11 в соответствующие им сквозные отверстия.

При этом высота отдельных элементов 4 изменяется от одного к другому со ступенчатым приближением верхней 1 опорной поверхности к нижней 2 в направлении к средней оси 8 плиты. Изменение высоты от одного отдельного элемента к другому выполнено на величину, равную частному от деления разности расстояния между опорными поверхностями 1 и 2 на количество ступеней по одну сторону от средней оси плиты 8.

Пример конкретной реализации, Заявляемая подштамповая плита была реализована в лабораторных условиях на гидравлическом прессе усилием деформирования до 2 MH. Размеры плиты в плане принимались равными 135х290 мм при минимальном расстоянии между поверхностями 1 и 2, равном 20 мм, и наибольшем расстоянии, равном 38 мм, При количестве ступеней по одну сторону от средней аси плиты, равном 3, изменение высоты от одного элемента к другому составило 6 мм.

При величине диаметра элемента, расположейьного в зоне средней оси плиты, равной

28 мм, диаметры IlpoTo÷åê элементов составляьот:

i — 1 1 — 1

u> — о (1 7 -@ — ) — 28 (1 7 -(@ — )=

= 28 (мм); бг = 0 (ь - 8- ) = 28(ь — — г — — ) =

= 24,5(мм), где N = 4 — количество элементов по одну сторону от средней оси плиты;

1 — порядковый номер элемента от 1 до

N с возрастанием в направлении от средней 5 оси плиты.

Аналогично для дз = 21 мм и d4 = 18 мм.

Подштамповая плита пресса работает следующим образом, На верхнюьо опорную поверхность 1 плиты с помощью элементов крепления 3 устанавливают штамп. Нижней опорной поверхностью 2 плиту крепят к поперечине пресса с помощью элементов крепления 3.

При нагружении подштамповой плиты вертикальной нагрузкой от усилий штамповки каждый из отдельных элементов 4 упруго деформируется, уменьшаясь в вертикальном размере и увеличиваясь в своем поперечном размере, При этом конструкция корпуса 11 обеспечивает независимое упругое деформирование каждому из отдельных элементов благодаря наличию зазоров 5.

После снятия нагрузки отдельные элементы

4 упруго восстанавливают свою первоначальную форму, Ступенчатое приближение верхней опорной поверхности 1 к нижней опорной поверхности 2 позволяет получить равномерное нагружение верхней опорной поверхности вертикальной нагрузкой.

Возможность независимого упругого деформирования каждого из отдельных элементов 4 позволяет передавать без изменения эту нагрузку на нижнюю опор45 ную поверхность 2 плиты с сохранением равномерности нагружения..При этом минимальное расстояние между опорными поверхностями 1 и 2 в средней оси плиты определяется из условия прочности элемен50 тов 4, а наибольшее расстояние между этими поверхностями определяется устойчивостью элементов при сжатии.

Как видно из таблицы, при отношении высоты проточки к высоте элемента, распо55 ложенного в зоне средней оси плиты, меньше нижней границы заявленного интервала отмечается снижение стойкости плиты в ее центральной части с возникновением разнотолщинности полотна поковки в виде "чечевицы". При величинах указанного

1й)8 58

40 положенной в средней части элементов, высота которой у всех элементов одинакова

50 отношения больших верхней границы заявленного интервала снижается стойкость элементов плиты по краям и возникает разнотолщинность полотна изделий с максимальным утолщением по периферийной его части, При величинах рассматриваемого отношения, входящих в заявленный интервал, отмечается наибольшая стойкость подштамповой плиты пресса и достигается наибольшая точность изделий, При выполнении диаметра проточки элементов по значениям, соответствующим заявленной математической зависимости, достигаются наибольшая стойкость подштамповой плиты и точность получаемых изделий, Выполнение величин диаметров по значениям меньше рассчитанных по заявленной зависимости вызывает снижение стойкости плиты вследствие возникновения значительных контактных давлений в центральной ее части, что приводит к возникновению остаточных пластических деформаций и выкрашиванию, Превышение величинами диаметров рассматриваемых значений приводит к сн жению точности изделий в виде разнотолщинности полотна с образованием такого дефекта как

"чечевица", Выполнение элементов в их средней части с проточками одинаковой высоты позволяет при использовании одного и того же материала для изготовления отдельных элементов изменять их жесткость, увеличивая величину диаметра проточки s направлении к средней оси плиты по заявленной зависимости. Это в свою очередь дает возможность создавать такую жесткость по длине и ширине плиты, при которой достигается достаточная стойкость плиты при высокой точности издегий благодаря исключению разнотолщинности полотна.

Измерение величины давления на нижней опорной поверхности с помощью месдоэ при штамповке показало достижение цели изобретения, т.е. выравнивания величины давления на нижней опорной поверхности, что повышает стойкость плиты, и повышение точности изделий эа счет. уменьшения разнотолщинности полотна.

Использование в кузнечно-штамповочном производстве предложенной подштамповой плиты пресса при изготовлении штамповой оснастки для штамповки позволит повысить эксплуатационную стойкость 5 плиты за счет выравнивания давления на нижней опорной поверхности с уменьшени5

35 ем величины давления в центральной и уменьшении давления по краям ее, что уменьшит долю расходов дорогостоящей штамповкой стали при производстве доковок.

При стоимости подштамповой плиты, равной 425 руб, и стойкости ее, равной 2300 штук изделий, увеличение ее стойкости до

5500-6000 штук, и увеличении стоимости плиты до 720 руб. и годовом выпуске изделий, равном 1500 штук, с учетом экономии от повышения выхода годного в размере 3-9 руб. экономический эффект составит от 112 руб. до 157 руб. от-использования одной подштамповой плиты пресса.

Формула изобретения

Подштамповая плита пресса, имеющая прямоугольную в поперечном сечении форму с нижней и верхней опорными поверхностями и с пазами для установки элементов крепления штампа, размещенными на ее боковых сторонах, отличающаяся тем, что. с целью повышения стойкости плиты и точности изделий, подштамповая плита выполнена состоящей из корпуса со сквозными отверстиями, направленными перпендикулярно его нижней опорной поверхности и расположенными симметрично относительно средней оси корпуса рядами по его длине и ширине, а пазы для установки элементов крепления штампа выполнены на боковых сторонах корпуса и цилиндрических элементов, размещенных в отверстиях корпуса с зазором друг относительно друга, элементы выполнены с выступающими иэ корпуса верхними опорными торцами, перпендикулярными их оси, возрастающими по высоте по мере их удаления от средней оси корпуса и с проточкой, раси составляет 0,52-0,61 от высоты элемента, расположенного в зоне средней оси корпуса, а диаметр уменьшается по мере удаления элементов от средней оси корпуса по следующей зависимости:

I — 1 (" 2У. ) ! где D — диаметр элемента, расположенного в зоне средней оси корпуса, мм;

d; — диаметр проточки i-ro элемента, мм;

i — порядковый номер элемента от 1 до

N с возрастанием в направлении от средней оси плиты;

К вЂ” количество элементов по одну сторону от средней оси плиты, 1808458

Отношение высоты проточки к высоте элемента, расположе нного в зоне средней оси плиты

0,51

0,52

0,57

0,61

0,62

Характер напряженнодеформированного состояния элементов подштамповой плиты

Повышенная жесткость элементов плиты, преимущественное нагружение давлением центральной ее части

Жесткость элементов достаточная для выравнивания контактного давления на опорной поверхности плиты за счет упругой деформации элементов плиты

Уп ругие деформации элементов плиты равны по величине; но противоположны по знаку деформациям штампа в соответствующих сечениях

Жесткость элементов обуславливает распределение контактного давления с образованием двух максимумов его (седловидная форма эпюры давления)

Потеря элементами по краям плиты устойчивости от продольных сжимаю их силий

Изменения стойкости подштамповой плиты пресса

Пониженная стойкость плиты в ее центральной части

Стойкость элементов плиты по асей ее опорной поверхности одинакова и приближается к наиболее рациональной

Равномерное распределение контактного давления на опорной поверхности плиты определяет оптимальную стойкость ее элементов

Стойкость элементов плиты по всей опорной поверхности одинакова

Пониженная стойкость элементов плиты по краям ее

Изменения точности изделий

Разнотолщинность полотна с образованием

"чечевицы"

Отклонение вертикальных размеров изделий не выходят за верхнюю границу допуска на них

Разнотолщинность полотна поковки минимальная

Отклонения вертикальных размеров изделий не выходят за нижнюю границу допуска

Разнотолщинность изделий максимальная с утолщением полотна по пе и е ийной части

1808458

Составитель Е.Кавтаев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

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

Заказ 1237 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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