Устройство для штамповки заготовок обкатыванием

 

Использование: получение полых деталей. Сущность изобретения: устройство содержит формующий пуансон, соединенный с механизмом обкатывания. Соосно пуансону смонтирована кольцевая матрица, в которой размещены контрпуансон и подвижная втулка. Последняя имеет на своей внутренней поверхности кольцевую проточку со сферической боковой поверхностью. Пуансон выполнен с боковой сферической поверхностью, контактирующей со сферической поверхностью втулки. Обе поверхности очерчены равными радиусами и имеют один центр, совпадающий с центром обкатывания. Отверстие подвижной втулки имеет диаметр, равный наружному диаметру заготовки. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для штамповки полых заготовок обкатыванием.

Известен инструмент для деформирования заготовок обкатыванием, содержащий матрицу и обкатывающий пуансон, установленный в инструментодержателе, соединенном с механизмом обкатывания, а также направляющую пуансона по матрице в виде кольцевой проточки в пуансоне, внутренняя поверхность которой в процессе штамповки заготовки контактирует с наружной поверхностью матрицы [1]. При этом достигается центровка пуансона по матрице.

Недостатком этого устройства являются его ограниченные возможности. Это выражается в том, что при применении его невозможно штамповать высокоточные заготовки с изменением угла в процессе деформации металла из-за нарушения контакта направляющей поверхности пуансона с поверхностью матрицы. Это затрудняет деформацию донной части изделия, не позволяет сделать ее тонкой. Невозможно также штамповать длинные заготовки из-за ограниченной длины рабочей части пуансона.

Известно также устройство для штамповки полых заготовок, содержащее формующий обкатывающий пуансон, установленную соосно пуансону матрицу, в которой концентрично ей размещены контрпуансон и подвижная втулка [2].

Недостатком известного устройства является также его ограниченные технические возможности, так как конструкция не позволяет штамповать изделия с изменением угла обкатывания в процессе деформации заготовки, что затрудняет получение тонкого и сложного до конфигурации дна у полого изделия.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для штамповки заготовок обкатыванием, содержащем формующий пуансон, соединенный с механизмом обкатывания, и установленную соосно пуансону матрицу, в которой концентрично ей размещены контрпуансон и подвижная втулка, боковая поверхность пуансона выполнена сферической с центром, совпадающим с центром обкатывания, а подвижная втулка выполнена с кольцевой проточкой, боковая поверхность которой выполнена также сферической с радиусом, равным радиусу сферы боковой поверхности пуансона, и с возможностью контактирования с боковой поверхностью пуансона, при этом внутренний диаметр отверстия подвижной втулки равен наружному диаметру заготовки.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом и с другими техническими решениями показывает, что существенными отличиями заявляемого устройства являются выполнение боковой поверхности пуансона и кольцевой проточки подвижной втулки сферическими, при этом центры сфер совпадают с центром обкатывания. В результате, штамповку полых изделий можно осуществлять с изменением угла обкатывания от О до любого технологически необходимого значения, так как за счет непрерывного контакта сферических поверхностей пуансона и втулки достигается центровка пуансона по матрице и изделия получаются высокоточными. Выполнение диаметра отверстия втулки равным наружному диаметру заготовки позволяет получать изделие точной по форме.

На чертеже представлено устройство для штамповки заготовок обкатыванием, которое содержит формующий пуансон 1, имеющий возможность наклона своей оси относительно оси обработки на угол обкатывания. Боковая поверхность концевой части пуансона 1 выполнена сферической с центром, находящимся в центре обкатывания О. На торце пуансона сделано углубление, форма и размеры которого обеспечивают получение требуемой конфигурации и размеров дна у получаемого изделия. Матрица 2 выполнена с выступающей частью 3 (контрпуансон). В кольцевой проточке матрицы 2 размещена подвижная втулка 4. Внутренний диаметр отверстия втулки равен наружному диаметру заготовки 5. В верхней части втулки со стороны пуансона выполнена расточка в виде кольцевого углубления со сферической боковой поверхностью с радиусом, равным радиусу сферической части пуансона, и глубиной, равной величине захода сферической части пуансона во втулку. Втулка 4 перед началом деформирования заготовки поджата пружинами 6 к кольцевому упору 7. Для извлечения заготовки из матрицы служит выталкиватель 8 в виде втулки, получающий движение через толкатели 9 от привода (на чертеже не показан).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Полую заготовку 5 устанавливают на выступающую часть 3 (контрпуансон) матрицы 2. При этом заготовка 5 оказывается размещенной также и в подвижной втулке 4. При поступательном перемещении обкатывающего пуансона 1 вниз он входит в расточку подпружиненной втулки 4. Его боковая сферическая поверхность начинает взаимодействовать со сферической поверхностью расточки втулки. Втулка 4 перемещается вместе с пуансоном вниз, сжимая пружины 6. В процессе дальнейшего перемещения обкатывающий пуансон 1 деформирует дно полой заготовки 5, придавая ему необходимую форму и размеры. В процессе деформации заготовки пуансон 1 через втулку 4 непрерывно центрируется по матрице 2, т. е. не смещается с ее оси. Центровка будет сохраняться благодаря наличию сферических поверхностей на пуансоне и втулке и совмещению их центра с центром обкатывания при любых углах наклона оси обкатывающего пуансона относительно оси матрицы в интервале О- Θ^o. Поэтому штамповку дна полой заготовки можно вести как при постоянном угле обкатывания Θ, так и с его изменением по любому закону. Штамповка с изменением угла Θ значительно интенсифицирует процесс деформации металла, обеспечивая получение изделий с более тонким дном и более сложной конфигурации (3). При этом благодаря непрерывной центровке пуансона по матрице изделия получаются высокоточными.

В процессе деформации заготовки пружины 6 поджимают втулку 4 к пуансону 1 и поэтому контакт между этими деталями по сферическим поверхностям сохраняется постоянно.

Одновременно внутренняя поверхность втулки 4, контактирующая с наружной поверхностью заготовки 5, поскольку ее диаметр равен наружному диаметру заготовки, препятствует искажению формы изделия, которое может возникнуть из-за радиального течения металла при деформации дна заготовки.

При этом выступающая часть 3 (контрпуансон) матрицы 2, на которую насаживается заготовка 5, работает в благоприятных условиях, так как втулка 4 является для нее через заготовку 5 дополнительной опорой. Причем эта опора приближена на весьма малое расстояние к месту приложения радиальной нагрузки на выступающую часть 3 (контрпуансон) матрицы 2. Поэтому эта часть матрицы может быть выполнена объемной и достаточно большой длины, что позволяет производить деформацию дна полых заготовок большой длины.

После окончания деформации заготовки толкателя 9 воздействуют на выталкиватель 8, который, перемещаясь вверх, осуществляет выталкивание отштампованного изделия из матрицы 2 и втулки 4. Перемещение втулки 4 вверх ограничивается кольцевым упором 7.

После удаления отштампованного изделия из устройства, цикл штамповки может быть повторен.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства достигается за счет интенсификации процесса пластической деформации дна полой заготовки при изменении угла обкатывания Θ в процессе штамповки, с получением дна меньшей толщины и более сложной конфигурации, а также за счет обеспечения условий получения высокоточных изделий повышенной длины.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ ЗАГОТОВОК ОБКАТЫВАНИЕМ, содержащее формующий пуансон, соединенный с механизмом обкатывания, и смонтированную соосно с пуансоном кольцевую матрицу, в которой концентрично ей размещены контр-пуансон и втулка, установленная с возможностью осевого перемещения, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, пуансон выполнен со сферической боковой поверхностью с центром, совпадающим с центром обкатывания, втулка выполнена с кольцевой проточкой на внутренней поверхности, расположенной на торце, обращенном к пуансону, и имеющей сферическую боковую поверхность с радиусом, равным радиусу сферической поверхности пуансона, последний установлен в контакте своей сферической поверхностью со сферической поверхностью втулки, диаметр внутренней поверхности которой равен наружному диаметру заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1