Способ вырубки деталей из листовых многослойных материалов с центральным металлическим слоем и наружными эластичными слоями

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству шайб из листовых многослойных материалов с центральным металлическим слоем и наружными эластичными слоями. Предварительно материал надрезают по контуру получаемой детали, а затем вырубают, прилагая силу прижима. При этом перед окончательной вырубкой детали для обеспечения жесткого прижима центрального металлического слоя осуществляют внедрение в периферийные эластичные слои материала клиновых кольцевых выступов, выполненных на пуансоне и на матрице. При этом выбор определенных соотношений размеров упомянутых клиновых выступов пуансона и матрицы предотвращает разрушение наружных слоев. Расширяются технологические возможности. 1 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в условиях серийного и мелкосерийного производства.

Известен штамп (а.с. №2103155, Трусковский В.И. и др., МПК6 B24D 18/00, 1998) для вырубки кольцевых заготовок абразивных кругов, в котором реализуется способ вырубки-пробивки плоских кольцевых деталей из композитного материала кольцевыми клиновыми пуансонами с использованием кольцевой секционной матрицы с переменной величиной зазора для опускающихся клиновых пуансонов.

Известен также способ чистовой вырубки, пробивки круглых деталей из листовых заготовок (а.с. №1393505, Богоев B.C., Тимощенко В.А., МПК6 B21D 35/00, 1975), в котором на заготовку воздействуют эластичным пуансоном, а матрица имеет кольцевой клиновой выступ, непосредственно осуществляющий отделение отхода. Отличительной особенностью данного способа является то, что, с целью снижения трудоемкости процесса и повышения качества изделий за счет исключения шероховатой зоны скола, выдавливание и осадку отхода осуществляют непрерывно до полного отделения детали сдвигом, при этом осуществляют местную упругую деформацию инструмента в зоне осадки.

Известен способ (а.с. №475193, Бадыров O.К., МПК6 B21D 28/10, 1975) вырезки деталей из листовых заготовок, принятый в качестве прототипа и заключающийся в том, что материал надрезают по контуру получаемой детали, а затем вырезают и в процессе вырезки прилагают силу прижима. В данном способе клиновые кольцевые выступы выполнены на пуансоне и прижиме. Отличительной особенностью данного способа является то, что, с целью получения скругленных кромок на обоих торцах вырезанной детали, для надрезки, вырезки и прижима прилагают одинаково направленные усилия к одной плоскости заготовки, при этом силу прижима прилагают по линии надрезки прилежащему к ней участку материала, находящемуся вне контура получаемой детали.

Основным общим недостатком данных изобретений является невозможность с помощью их использования изготавливать плоские круглые и кольцевые в плане детали из многослойных материалов, имеющих центральный несущий металлический слой и наружные эластичные слои.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей применения операции вырубки кольцевых деталей применительно к листовым многослойным материалам на металлической основе, имеющим наружные эластичные слои. Изготовление таких деталей высокого качества другими традиционными способами не представляется возможным, поскольку наличие в листовой заготовке эластичных наружных слоев не позволяет осуществить жесткий прижим центрального металлического слоя перед пробивкой, что неизбежно приводит к его изгибу в зоне среза и разрушению наружных слоев, что недопустимо. Чрезмерное сжатие наружных эластичных слоев при избыточном прижиме приводит либо к их разрушению, либо к необратимым деформациям, не позволяющим возвратить первоначальную форму при снятии нагрузки.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в том, что за счет выполнения клиновых выступов с экспериментально установленными на пуансоне и матрице удается осуществить предварительные надрезы эластичных наружных слоев без ухудшения качества изделий и обеспечить жесткий прижим центрального металлического слоя перед окончательной вырубкой, предотвращающий его изгиб.

Сущность предлагаемого способа вырубки деталей из листовых многослойных материалов с центральным металлическим слоем и наружными эластичными слоями заключается в том, что осуществляется прижим листового многослойного материала к матрице, предварительное надрезание наружных слоев пуансоном и матрицей, выполненных с клиновыми кольцевыми выступами, которые внедряют в наружные слои до упора в центральный металлический слой с обеспечением прижима листового многослойного материала в зоне последующего отделения отхода, и последующую вырубку детали, при этом клиновые кольцевые выступы пуансона имеют внутренний угол 40-60°, внешний угол 3-7°, опорную площадку при вершине клинового выступа 1-3 мм, а клиновые кольцевые выступы матрицы - внутренний угол 0-1°, внешний угол 20-30°, опорную площадку при вершине клинового выступа 0,5-1,5 мм, причем наименьшая высота клиновых выступов на пуансоне и матрице составляет 0,95-0,65 от исходной толщины соответствующих наружных слоев.

Указанный технический результат обеспечивается также тем, что при внедрении клиновых выступов материал наружных слоев упруго сжимается поперек этих слоев и по завершении операции восстанавливает форму, а наименьшая (с двух сторон) высота клиньев, равная 0,95-0,65 от исходной толщины соответствующих наружных слоев, обеспечивает равномерный прижим многослойной листовой заготовки в целом на необходимом участке, предотвращая ее расслоение.

Изобретение иллюстрировано эскизом, где на фиг.1 показана схема процесса пробивки детали из многослойной листовой заготовки инструментом с клиновыми выступами.

Способ осуществляют следующим образом: при вырубке (фиг.1) предварительно прижим 1 прижимает многослойную листовую заготовку к матрице 6, при этом клиновой выступ 7 матрицы внедряют в нижний эластичный слой 5 до упора в центральный металлический слой 4, а клиновой выступ 2 пуансона аналогично внедряют в верхний эластичный слой, жестко прижимая центральный металлический слой в зоне последующего отделения отхода. При этом за счет установленной высоты клиновых выступов наружные эластичные слои также дозированно упруго сжимаются. Последующим перемещением пуансона 3 осуществляют операцию пробивки.

Пример. Проведены планируемые многофакторные экспериментальные исследования по установлению рациональных геометрических размеров инструмента с клиновыми выступами при пробивке опытных партий трехслойных уплотнителей толщиной S=3,0…4,0 мм, наружным диаметром в диапазоне D=30…70 мм, толщиной центрального металлического перфорированного слоя S0=0,3 мм из нержавеющей стали, наружными эластичными слоями из терморасширенного графита (пенографита), допускающего упругие сжимающие деформации не более 40%.

Предварительными исследованиями было установлено, что основными дефектами являются: изгиб центрального металлического слоя в зоне среза в направлении перемещения пуансона, разрушающий в этой зоне наружные слои и искажающий форму уплотнителя в целом, и отклонение образующих наружной торцевой поверхности уплотнителя и торцевой поверхности отверстия от общей оси симметрии (косина торцов).

В конце обработки результатов многофакторных экспериментов установлены следующие рациональные размеры клиновых выступов при пробивке, внешний угол клинового выступа на матрице - 3,5°, внутренний угол клинового выступа на пуансоне - 50°, ширина опорной площадки в вершине клина на матрице - 1,0 мм.

В результате использования предлагаемого способа расширилась техническая возможность применения операции вырубки для многослойного материала.

Сравнительный анализ полученных величин с дефектами, соответствующими пробивке обычным инструментом без клиновых выступов, показал, что на операции пробивки отверстия величина изгиба металлического слоя уменьшилась в 1,7 раза, косина внутреннего торца - в 1,5 раза.

Способ вырубки деталей из листовых многослойных материалов с центральным металлическим слоем и наружными эластичными слоями, включающий прижим листового многослойного материала к матрице, предварительное надрезание наружных слоев пуансоном и матрицей, выполненных с клиновыми кольцевыми выступами, которые внедряют в наружные слои до упора в центральный металлический слой с обеспечением прижима листового многослойного материала в зоне последующего отделения отхода, и последующую вырубку детали, при этом клиновые кольцевые выступы пуансона имеют внутренний угол 40-60°, внешний угол 3-7°, опорную площадку при вершине клинового выступа 1-3 мм, а клиновые кольцевые выступы матрицы - внутренний угол 0-1°, внешний угол 20-3°, опорную площадку при вершине клинового выступа 0,5-1,5 мм, причем наименьшая высота клиновых выступов на пуансоне и матрице составляет 0,95-0,65 от исходной толщины соответствующих наружных слоев.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разделительным операциям обработки металлов давлением и может быть использовано при вырубке деталей из тонкого материала. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для штамповки различных деталей. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для формирования углов и фасок на плоских заготовках. .

Изобретение относится к области кузнечно-прессового машиностроения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении деталей из отдельных слоев. .
Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано во всех отраслях машиностроения с целью получения многослойных заготовок для вытяжки деталей с демпфирующими свойствами.

Изобретение относится к абразивной промышленности и может быть использовано для получения отрезного абразивного круга на вулканитовой связке с двухсторонним поднутрением, с уменьшающейся высотой от периферии к центру в одной пресс-форме за один ход пресса.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении оборудования для производства странгуляторов. .

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано во всех отраслях машиностроения с целью получения многослойных заготовок для вытяжки деталей, преимущественно с демпфирующими свойствами.

Изобретение относится к обработке листовых металлов давлением, в частности к способам получения отверстий с фасками в листовых заготовках. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству шайб из листовых многослойных материалов с центральным металлическим слоем и наружными эластичными слоями

Изобретение относится к разделительным операциям обработки металлов давлением и может быть использовано для вырубки тонкого материала. Заготовку укладывают на торец установленного в жесткой обойме на плите основания из мягкого металла. Осуществляют прижим припуска заготовки, осадку и вырубку детали. При этом совместно с вырубкой детали выдавливают в полость матрицы отросток с приложением к детали противодавления, причем для возобновления цикла вырубки жесткую обойму с основанием из мягкого металла кантуют на 180º. На следующем цикле вырубки производят осадку матрицей выдавленного на предшествующем цикле отростка основания, расположенного на противоположном торце основания, и выдавливание в полость матрицы нового отростка основания совместно с вырубкой детали и приложением к детали противодавления. Упрощается восстановление пластины из мягкого металла. 1 ил.

Изобретение относится к области листовой штамповки. Способ включает вырубку четырех или двух отходов в виде многоугольника, одна сторона которого является частью края рулона. Вершина треугольного выреза напротив края рулона закруглена линией. Длину линии определяют из условия высокой стойкости ножа для вырубки отхода. Две боковые стороны треугольного выреза выполняют по прямой или дуге с размерами, соответствующими развертке угловых участков готовой пространственной детали в плане. Учитывают особенности пластического деформирования заготовки и технологического припуска на полуфабрикате при изготовлении данной детали. На второй операции производят вырубку второй от торца рулона трапециевидной заготовки по двум непараллельным прямым линиям. Линии проходят через четыре вершины четырех треугольных вырезов. Одновременно отрезают по первой прямой линии первой от торца рулона трапециевидной заготовки, повернутой на 180 градусов по отношению ко второй заготовке. Рулон подают на шаг. Осуществляют следующий цикл вырубки четырех отходов по двум краям рулона и двух повернутых навстречу друг другу трапециевидных заготовок. Вырубку фигурных заготовок производят с заходом контура предыдущей заготовки внутрь контура последующей заготовки. Техническим результатом изобретений является повышение точности размеров детали при ее штамповке из вырубленной заготовки с экономией листового материала. 5 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение направлено на повышение точности отрезанных заготовок и стойкости штампа при безотходной вырубке заготовок из листового материала в виде рулона. После подачи рулона на шаг за каждый ход пресса при помощи первого и второго ножей установленного на прессе штампа вырубают первую заготовку первым ножом по первой кривой и вторым ножом по второй кривой от верхней стороны до нижней стороны широкого рулона. Нижние части первой и второй кривых строят сначала как симметричное и зеркальное отражение верхней части этих первой и второй кривых относительно вертикальных осей, проходящих через центры этих кривых, а затем как симметричное и зеркальное отражение относительно горизонтальной оси симметрии рулона, одновременно вторым ножом штампа отрезают от рулона вторую заготовку. Для всех вариантов способа вырубку по две фигурные заготовки производят без отходов с заходом контура предыдущей заготовки внутрь контура последующей заготовки, за счет чего уменьшается шаг подачи рулона, повышается производительность и точность панелей после их штамповки из вырубленных заготовок. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к листовой штамповке, в частности к вырубке заготовок из рулона листового материала. На первой операции от рулона листового материала вырубают два отхода в виде многоугольника, например трапеции или треугольника, одна сторона которого является частью края рулона, вершина треугольника напротив края рулона закруглена линией, длину которой определяют из условия высокой стойкости пуансона и матрицы для вырубки этого отхода. Две боковые стороны треугольника выполняют по прямой линии или дуге с размерами, соответствующими развертке угловых участков готовой пространственной детали в плане с учетом особенностей пластического деформирования заготовки и технологического припуска на полуфабрикате при изготовлении этой детали. На второй операции производят отрезку заготовки от рулона листового материала по дуге, параллельной или близкой к параллельной соответствующим дугам переднего и заднего контуров в плане готовой детали, которая будет отштампована из этой заготовки, и эта дуга резки проходит через вершины вырезов в рулоне листового материала. Для всех вариантов вырубку фигурных заготовок производят с заходом контура предыдущей заготовки внутрь контура последующей заготовки. Повышается точность вырубленных заготовок за счет улучшения условий формоизменения напротив углов вытягиваемой детали и уменьшается шаг подачи рулона. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к безотходной вырубке заготовок из листового материала. После подачи рулона на шаг за каждый ход пресса при помощи первого и второго ножей установленного на прессе штампа вырубают первую заготовку первым ножом по первой кривой и вторым ножом по второй кривой от сторон рулона. Части первой и второй кривых строят сначала как симметричное и зеркальное отражение частей этих первой и второй кривых относительно вертикальных осей, проходящих через центры этих кривых, а затем как симметричное и зеркальное отражение относительно горизонтальной оси симметрии рулона, одновременно вторым ножом штампа отрезают от рулона вторую заготовку. Для всех вариантов вырубки прямоугольных заготовок осуществляют вырубку двух фигурных заготовок без отходов с заходом контура предыдущей заготовки внутрь контура последующей заготовки, за счет чего уменьшается шаг подачи рулона, повышение точности отрезанных заготовок и стойкости штампа. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх