Штамп для вытяжки сложного крупногабаритного полуфабриката из листовой заготовки на прессе (варианты)

Авторы патента:

B21D22/20 - глубокая вытяжка (специальные устройства для этой цели, конструктивно сопряженные с прессами или приспособленные к ним, B21D 24/00)

Владельцы патента RU 2501618:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для вытяжки полуфабриката из листовой заготовки па прессе. Один вариант штампа предназначен для использования на прессе двойного или тройного действия. При этом матрица выполнена с отверстиями на прижимной поверхности и снабжена распределителями с трубками для подвода сжатого воздуха в упомянутые отверстия прижимной поверхности матрицы. Причем распределители выполнены с возможностью подачи сжатого воздуха через отверстия в прижимной поверхности матрицы на краевую часть вытянутого полуфабриката после окончания процесса вытяжки полуфабриката в момент начала подъема выталкивателя для выталкивания полуфабриката из матрицы. Другой вариант штампа предназначен для использования на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате. В этом варианте штампа матрица выполнена аналогично первому варианту, а распределители выполнены с возможностью подачи сжатого воздуха через отверстия в прижимной поверхности матрицы на краевую часть вытянутого полуфабриката после окончания процесса вытяжки полуфабриката в момент начала отсоединения матрицы от прижимной плиты. Повышается точность и качество вытягиваемого полуфабриката. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано в прессовых производствах различных отраслей народного хозяйства для штамповки крупногабаритных деталей из листовых материалов (металлов и неметаллов), преимущественно для штамповки-вытяжки крупногабаритных кузовных деталей автомобилей, тракторов, сельхозмашин, бытовой и другой техники на листоштамповочных прессах простого, двойного и тройного действий, а также на листоштамповочных многопозиционных автоматах.

Известен традиционный штамп для вытяжки сложной крупногабаритной детали из тонколистовой заготовки на прессе двойного действия, содержащий пуансон, матрицу и прижимную плиту и работающий так: укладка заготовки на штамп, при ходе наружного ползуна пресса - прижим фланца заготовки прижимной плитой штампа к прижимной поверхности матрицы, при ходе внутреннего ползуна пресса - вытяжка центральной части заготовки пунсоном в рабочую полость матрицы вдоль контура в плане с одновременным торможением фланца заготовки при помощи тормозных элементов штампа типа перетяжных ребер и порогов, причем в процессе вытяжки воздух из зазора между рабочими поверхностями пуансона и матрицы и заготовки удаляется через отверстия в пуансоне, чтобы этот воздух не мешал процессу формоизменения заготовки (Нефедов А.П. Конструирование и изготовление штампов. - М.: Машиностроение, 1973, с.64, рис.46).

Недостатком известного штампа для вытяжки является то, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката пуансоном в матрицу, выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката, когда расположенный внутри матрицы выталкиватель начинает подниматься вместе с центральной частью полуфабриката, за счет больших сил сцепления и прилипания смазанной краевой части полуфабриката к прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами или порогами эта нежесткая краевая часть тонколистового полуфабриката застревает на неподвижной прижимной поверхности матрицы, при этом сила сцепления краевого участка полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы сначала превалирует над силой сопротивления этого участка полуфабриката. Затем в процессе подъема выталкивателя площадь контакта краевой части полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы и соответственно сила сцепления краевой части полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы уменьшаются, а площадь поверхности поднимаемой краевой части полуфабриката и соответственно сила сопротивления этой части возрастают, в результате чего в определенный момент краевая часть полуфабриката отсоединяется от прижимной поверхностью матрицы. Прекращение застревания и отсоединение краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы сопровождаются характерным звуковым эффектом типа хлопка, поэтому на производстве это явление потери устойчивости краевой части полуфабриката называется "хлопуном краевой части полуфабриката при подъеме выталкивателя" (не путать с "хлопуном" при эксплуатации готового листоштампованного изделия). Застревание краевой части полуфабриката на прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами или порогами является нестабильным процессом, который то проявляется, то нет, и зависит от большого количества неуправляемых нами технологических факторов (состав и толщина слоя смазки, зазор между прижимными поверхностями матрицы с перетяжными ребрами и порогами и прижимной плиты, износ рабочих поверхностей пуансона, матрицы и прижимной плиты и др.). Эти факторы различны для каждой наладки штампа для вытяжки каждой партии полуфабрикатов. После такого застревания и возврата на прежнее место краевая часть полуфабриката и прилегающие к ней участки центральной части полуфабриката искажаются с образованием складок и изломов, что приводит к снижению точности и качества и даже к браку вытянутого полуфабриката, особенно при штамповке лицевых кузовных деталей автомобилей и подобной техники, так как к лицевым деталям предъявляются очень высокие требования по качеству поверхности.

Технической задачей изобретения является повышения качества полуфабриката путем разработки штампа для вытяжки полуфабриката из плоской или пространственной тонколистовой заготовки.

Поставленная задача достигается тем, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката, выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката в момент начала хода расположенного в матрице выталкивателя вверх с целью отсоединения плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами и порогами через отверстия в прижимной поверхности матрицы по периметру краевой части полуфабриката подают сжатый воздух.

По сравнению с традиционным штампом для вытяжки новый штамп для вытяжки полуфабриката за счет исключения потери устойчивости и искажения полуфабриката дает повышение точности и качества поверхности вытянутого полуфабриката, снижение процента брака на операции вытяжки и экономию листового проката.

Сущность изобретения по варианту 1 характеризуется фиг.1. На фиг.1 показано сечение нового штампа для осуществления вытяжки полуфабриката на прессе двойного или тройного действия в конечный момент вытяжки детали в крайнем нижнем положении наружного и внутреннего ползунов пресса.

Штамп для вытяжки реализуется на прессе двойного или тройного действия следующим образом. Заготовку из листового материала укладывают на прижимную поверхность матрицы 1, как правило, с перетяжными ребрами или порогами 5. При ходе наружного ползуна пресса вниз при помощи закрепленной на нем прижимной плиты 2 осуществляют формовку краевой части заготовки и ее прижим по прижимной поверхности матрицы 1. При ходе внутреннего ползуна пресса вниз закрепленный на этом ползуне пуансон 3 втягивает заготовку в рабочую полость матрицы 1. Чтобы в процессе вытяжки воздух в зазоре между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и заготовки не мешал процессу формоизменения заготовки, этот воздух удаляется через отверстия 6 в пуансоне 3.

После окончания процесса вытяжки полуфабриката 4, выхода пуансона 3 из матрицы 1 и отхода прижимной плиты 2 от полуфабриката 4 в момент начала хода расположенного в матрице 1 выталкивателя (на фигурах не показан) вверх с целью отсоединения плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы 1 с перетяжными ребрами или порогами 5 через трубки 9, отверстия в распределите 8, трубки 7 и отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1 подают сжатый воздух по периметру краевой части (полуфабриката 4), плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки с прижимной поверхностью матрицы 1 и перетяжными ребрами или порогами 5, и сила этого сжатого воздуха помогает расположенному в матрице выталкивателю надежно и бездефектно отсоединить краевую и центральные части полуфабриката 4 от прижимной поверхности матрицы 1, и полуфабрикат 4 остается лежать в строго зафиксированном положении на выталкивателе в его верхнем положении. Как только между полуфабрикатом 4 и прижимной поверхностью матрицы 1 образовался зазор, подачу сжатого воздуха прекращают, а отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1, трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубки 9 соединяют с атмосферой. Далее полуфабрикат 4 снимается с выталкивателя при помощи средств механизации или вручную. Перетяжные ребра или пороги могут располагаться на рабочей поверхности прижимной плиты, тогда на прижимной поверхности матрицы будут канавки под эти перетяжные ребра или пороги. Аналогично осуществляют процесс вытяжки на новом штампе следующего полуфабриката в серийном производстве. На последующих операциях штамповки из полуфабриката изготавливают готовую деталь, которая применяется по назначению.

Если не принимать мер по надежному съему полуфабриката с прижимной поверхности матрицы, то после вытяжки при ходе расположенного в матрице выталкивателя вверх зажим и застревание нежесткой и прилипшей к прижимной поверхности матрицы краевой части полуфабриката дает складки и изломы на этой краевой части и прилегающих к ней центральных участках поверхности полуфабриката, эти складки и изломы после всех операций штамповки остаются на поверхности готовой детали, что приводит к снижению точности и качества и даже к браку вытянутого полуфабриката. На производстве для устранения застревания краевой части полуфабриката на прижимной поверхности матрицы потребуется останов автоматической линии штамповки, доработка штампа для вытяжки, подбор новой смазки заготовки и других полумер, что приведет дополнительно еще и к большим производственным издержкам и повышению себестоимости изготовления данной детали.

Для варианта 2 схема штампа для вытяжки по варианту 1 (фиг.1) переворачивается, как показано на фиг.2, где неподвижный пуансон 3 закреплен на нижней плите штампа 11. По варианту 2 (фиг.2) на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате новый штамп для вытяжки работает следующим образом. Заготовку из листового материала укладывают на поднятую перед вытяжкой рабочую поверхность прижимной плиты 2. При ходе ползуна пресса вниз при помощи закрепленной на нем матрицы 1, как правило, с перетяжными ребрами или порогами 5, сначала осуществляют формовку краевой части заготовки и ее прижим между прижимными поверхностями опускающихся матрицы 1 и прижимной плиты 2, которая через толкатели 12 сквозь нижнюю плиту штампа 11 опирается на подушку пресса (не показана). Затем при продолжении хода ползуна пресса вниз закрепленная на этом ползуне матрица 1 охватывает пуансон 3, в результате чего заготовка втягивается пуансоном 3 в рабочую полость матрицы 1. Чтобы в процессе вытяжки воздух в зазоре между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и заготовки не мешал процессу формоизменения заготовки, этот воздух удаляется через отверстия 6 в пуансоне 3. После окончания процесса формоизменения заготовки с получением полуфабриката 4 дном вверх начинается движение ползуна с матрицей 1 вверх по отношению к неподвижному пуансону 3. Одновременно вместе с матрицей 1 вверх под действием толкателей 12 и подушки пресса поднимается и прижимная плита 2, которая удерживает полуфабрикат 4 в полости матрицы 1. На определенном ходе ползуна пресса вместе с матрицей 1 вверх прижимная плита 2 прекращает следовать за матрицей 1 вверх под действием подушки пресса и останавливается. В момент окончания подъема прижимной плиты 2 вместе с полуфабрикатом 4 и начала разъединения краевой части полуфабриката 4 с прижимной поверхностью матрицы 1 через трубки 9, отверстия в распределите 8, трубки 7 и отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1 подают сжатый воздух по периметру краевой части полуфабриката 4, плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки с прижимной поверхностью матрицы 1, и силы этого сжатого воздуха совместно с силами тяжести полуфабриката надежно и бездефектно отсоединяют краевую часть полуфабриката 4 от прижимной поверхности матрицы 1, и полуфабрикат 4 остается лежать в строго зафиксированном положении на рабочей поверхности прижимной плиты 2. Как только между полуфабрикатом 4 и прижимной поверхностью матрицы 1 образовался зазор, подачу сжатого воздуха прекращают, а отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1, трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубки 9 соединяют с атмосферой. Далее полуфабрикат 4 снимается с прижимной плиты 2 при помощи средств механизации или вручную. Аналогично осуществляют процесс вытяжки на новом штампе следующего полуфабриката в серийном производстве. На последующих операциях штамповки из полуфабриката изготавливают готовую деталь, которая применяется по назначению.

Все варианты данного штампа для вытяжки полуфабриката, по сравнению с известными штампами, за счет надежного и бездефектного съема полуфабриката с прижимной плиты и с прижимной поверхности матрицы повышают точность и качество вытягиваемого полуфабриката.

1. Штамп для вытяжки сложного крупногабаритного полуфабриката из листовой заготовки, содержащий пуансон, прижимную плиту, матрицу и выталкиватель для выталкивания полуфабриката из матрицы, отличающийся тем, что при использовании на прессе двойного или тройного действия матрица выполнена с отверстиями на прижимной поверхности и снабжена распределителями с трубками для подвода сжатого воздуха в упомянутые отверстия прижимной поверхности матрицы, причем распределители выполнены с возможностью подачи сжатого воздуха через отверстия в прижимной поверхности матрицы на краевую часть вытянутого полуфабриката после окончания процесса вытяжки полуфабриката в момент начала подъема выталкивателя для выталкивания полуфабриката из матрицы.

2. Штамп для вытяжки сложного крупногабаритного полуфабриката из листовой заготовки, содержащий пуансон, прижимную плиту и матрицу с прижимной поверхностью, отличающийся тем, что при использовании на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате матрица выполнена с отверстиями на прижимной поверхности и снабжена распределителями с трубками для подвода сжатого воздуха в упомянутые отверстия прижимной поверхности матрицы, причем распределители выполнены с возможностью подачи сжатого воздуха через отверстия в прижимной поверхности матрицы на краевую часть вытянутого полуфабриката после окончания процесса вытяжки полуфабриката в момент начала отсоединения матрицы от прижимной плиты.

Изобретение относится к горячей листовой штамповке (вытяжке) и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для установления технологических параметров деформирования листовых материалов из титановых сплавов.

Штамп для глубокой вытяжки осесимметричных деталей // 2494830

Изобретение может быть использовано в машиностроении при обработке металлов давлением. Вытяжку листовой заготовки производят с упругими прижимом и матрицей, прилегающими по всей поверхности фланца в течение всего процесса.

Штамп для вытяжки деталей сложной формы // 2492956

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к штамповке крупногабаритных деталей сложной формы для транспортных средств. Штамп содержит пуансон, матрицу с перетяжными ребрами, прижим с выемками под перетяжные ребра, подъемники и механизм удаления деталей из штампа.

Способ изготовления полых цилиндрических изделий // 2491144

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления штамповкой из листа цилиндрических тонкостенных изделий. .

Способ изготовления полых деталей // 2486025

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано во всех отраслях машиностроения для вытяжки деталей из листовых материалов на прессах простого и двойного действия.

Способ вытяжки сложного крупногабаритного полуфабриката из листовой заготовки на прессе (варианты) // 2481913

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при вытяжке полуфабриката из листовой заготовки. .

Стальной лист с металлическим покрытием и способ горячей штамповки стального листа с металлическим покрытием // 2466210

Способ и устройство для определения излома металлического штампованного изделия, программа и машиночитаемый носитель записи // 2463123

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, точнее, к определению возможности возникновения трещин в процессе штампования различных материалов из металла.

Способ глубокой вытяжки деталей из тонколистовых заготовок и штамп для его осуществления (варианты) // 2408447

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности при глубокой вытяжке деталей из тонколистовых заготовок. .

Контейнер, изготовленный методом глубокой вытяжки, и способ его изготовления // 2382298

Способ и устройство для формирования корпуса консервной банки // 2506137

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для изготовления корпусов консервных банок на прессе одинарного действия. Устройство содержит верхний фиксатор, поддерживающий вытяжной и вырубной штампы, содержащие внешнюю нажимную втулку и внутреннюю нажимную втулку, окружающие центральный поршень штампа, причем все они имеют исполнительные поршни. Указанный центральный поршень штампа имеет резервуар воздуха, соединенный посредством воздушных каналов, которые образуют пневмопружины для внешней нажимной втулки, а внешняя нажимная втулка получает такой же регулируемый воздух, как указанный резервуар или установка подачи воздуха низкого давления. Указанная внутренняя нажимная втулка имеет выступающую носовую часть. При движении указанного пресса вверх пробойник нижней панели формирует центральную панель, панельную стенку и фаску. Повышается производительность. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Листовая сталь для горячего штампования и способ изготовления горячештампованной детали с использованием листовой стали для горячего штампования // 2520847

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листовой стали для горячего штампования, используемой для изготовления горячештампованных деталей, обладающих высокой стойкостью к коррозии. На поверхность стальной основы нанесено последовательно два слоя: плакирующий слой I, содержащий 60 мас.% и более Ni и остальное Zn и неизбежные примеси, при этом масса покрытия находится в диапазоне от 0,01 до 5 г/м2; и плакирующий слой II, содержащий от 10 до 25 мас.% Ni и остальное Zn и неизбежные примеси, при этом масса покрытия находится в диапазоне от 10 до 90 г/м2. Достигается высокая стойкость к перфорирующей коррозии. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 пр.

Универсальный штамп для формообразования листовых деталей с двоякой кривизной поверхности // 2522973

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Гибка в штампе осуществляется воздействием пуансона на заготовку, уложенную на кольцевую матрицу, с рабочей поверхностью, выполненной по параболе. Радиус пуансона подбирается с учетом пружинения материала заготовки. В центральной части отверстия матрицы размещена дополнительная опора, высота которой регулируется набором сменных листовых прокладок. При этом радиус кривизны рабочей поверхности дополнительной опоры превышает минимальный радиус кривизны получаемых деталей с учетом их толщины. Расширяются технологические возможности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ штамповки элемента из листового металла, в частности рамы автомобиля // 2534650

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способу штамповки нижней области стойки стороны пассажирского отделения рамы автомобиля с двумя поверхностями, разграниченными между собой двумя уступами, расположенными в поперечном направлении друг относительно друга и соединенными вместе, при этом первая поверхность металлического листа соединена с верхним краем каждого из двух уступов, а вторая поверхность металлического листа соединена с нижним краем каждого из указанных двух уступов. Осуществляют первую штамповку, а затем вторую калибровочную штамповку для уменьшения радиуса закругления между каждым из двух уступов и второй поверхностью металлического листа. Причем в области соединения между двумя уступами в процессе первой штамповки штампуют выпуклость для локального уменьшения глубины штамповки на второй поверхности. Устраняются разрывы металлического листа в области соединения двух уступов. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство и способ формования вытяжкой с дополнительным нагревом // 2542948

Заявленная группа изобретений относится к обработке металлов давлением, конкретно к формованию металлических изделий горячей вытяжкой. Электрически изолированную заготовку размещают в кожухе вблизи к рабочей поверхности матрицы, зажимают ее противоположные концы. Далее осуществляют резисторный нагрев заготовки и ее формовку. При этом осуществляют подведение лучистого тепла к одному или более участкам заготовки и последующее охлаждение в матрице. Повышается пластичность. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Стальной лист для горячей штамповки и способ изготовления из него деталей горячей штамповкой // 2548337

Изобретение относится к изготовлению деталей горячей штамповкой из стального листа с гальваническим покрытием. Стальной лист для горячей штамповки включает основной стальной лист, слой гальванического покрытия, сформированный на поверхности основного стального листа с массой покрытия 10-90 г/м2 и содержащий 10-25 мас.% Ni и остальное Zn с неизбежными примесями, причем содержание η фазы в слое гальванического покрытия составляет 5 мас.% или менее. Способ изготовления деталей горячей штамповкой включает нагрев упомянутого стального листа до температуры от точки превращения Ac3 до 1000 °C и горячую штамповку нагретого стального листа. Технический результат: лист обладает отличной адгезией и отличной стойкостью к окислению с подавленим формирования окалины или ZnO при горячей штамповке. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 15 табл., 2 пр.

Способ горячего прессования и форма для горячего прессового формования // 2552819

Изобретение относится к способу горячего прессования с помощью штампа для формования. Нагретую металлическую пластину размещают между пуансоном и матрицей штампа, сближают пуансон и матрицу друг с другом и прессуют металлическую пластину, удерживаемую между пуансоном и матрицей. После прессования металлической пластины подают хладагент в форме жидкости или тумана через множество подающих отверстий, которые предусмотрены в матрице, на поверхность металлической пластины, удерживаемой между пуансоном и матрицей. Сразу после прекращения подачи хладагента распыляют газ на поверхность металлической пластины через множество подающих отверстий для удаления с максимальной скоростью жидкого хладагента, прилипшего к металлической пластине. Исключаются неравнопрочность и коррозия металла. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ изготовления тонкостенных изделий // 2554247

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано при вытяжке тонкостенных изделий. Из листа вырезают заготовку квадратной формы. По периметру квадратной заготовки выдавливают с переменной амплитудой выступы с переменной длиной волнистой формы, ориентированные по длине к центру сечения заготовки. При вытяжке происходит радиальное течение металла к центру заготовки и обеспечивается высокая степень деформации вблизи углов. Расширяются технологические возможности. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ изготовления полых цилиндрических изделий // 2556172

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления из листов тонкостенных цилиндрических изделий. Осуществляют вытяжку цилиндрических изделий из плоских листовых заготовок. При этом используют тонколистовые заготовки одинакового наружного диаметра, одна из которых имеет форму диска, а другие - форму колец одинаковых размеров. Из заготовки в форме диска получают первую, частично деформированную заготовку с плоским кольцевым участком. Затем приваривают к наружной поверхности кольцевого плоского участка упомянутой частично деформированной заготовки заготовку в форме кольца, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру упомянутого плоского участка. Продолжают вытяжку полученной заготовки до получения частично деформированной заготовки с плоским участком, наружный диаметр которого равен наружному диаметру плоского участка первой частично деформированной заготовки. Далее повторяют последовательное приваривание заготовки в форме кольца к плоскому участку частично деформированной заготовки и осуществляют последующую вытяжку до получения готового изделия. При этом все кольца подвергают одинаковой деформации. Расширяются технологические возможности за счет получения длинномерных цилиндрических изделий. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Стальной лист для применения в горячей штамповке, способ его получения и способ получения высокопрочной детали // 2557114

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальному листу, используемому для горячей штамповки. Лист выполнен из стали, имеющей следующий химический состав, мас.%: C: 0,05-0,40, Si: 0,001-0,02, Mn: 0,1-3, Al: 0,0002-0,005, Ti: 0,0005-0,01, O: 0,003-0,03, один или оба из Cr и Mo в сумме 0,005-2, остальное Fe и неизбежные примеси. Средний диаметр частиц композитных оксидов на основе Fe-Mn, распределенных в стальном листе, составляет от 0,1 до 15 мкм. Обеспечиваются высокие прочность и сопротивление замедленному разрушению детали после горячей штамповки. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил., 8 табл., 2 пр.