Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы



Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы
Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы
Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы
Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы
Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы

 


Владельцы патента RU 2567079:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к холодной листовой штамповке, в частности к устройствам для формообразования тонкостенных осесимметричных оболочек. Нижний прижим в средней части имеет цилиндрическую полость, в которой размещен эластичный элемент в виде кольца, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической. При этом больший радиус равен радиусу малого торца пуансона, а меньший радиус определен по расчетной формуле. Повышается точность геометрических размеров детали. 1 ил.

 

Изобретение относится к холодной листовой штамповке, в частности к формообразованию тонкостенных осесимметричных оболочек, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных тонкостенных деталей усеченной сужающейся формы на прессах двойного действия.

Известно устройство для формообразования тонкостенных усеченных сужающихся оболочек (Пат. 78709 Р.Ф., МПК 7 B21D 20/30, опубл. 10.12.2008), конструкция которого позволяет регулировать давление заготовки на пуансон с помощью эластичного элемента и тем самым получать толщины детали с разным характером ее изменения вдоль образующей. При движении на пуансон действует усилие, равное суммарному усилию, создаваемому выталкивателем и от давления эластичного элемента. Так как эластичный элемент находится в замкнутом объеме, то внутреннее давление в нем зависит от возможного перемещения подкладной плиты, которая создает усилие сопротивления при сжатии эластичного буфера в виде кольца. При этом пуансон, внедряясь в эластичный элемент, перемещает часть объема. Величина перемещения подкладной плиты равна величине сжатия эластичного буфера.

Недостатками этого устройства из-за большой площади эластичной среды, расположенной по всей поверхности заготовки, являются необходимость создания больших усилий прижима по наружному и внутреннему контуру заготовки; применение значительных дополнительных усилий формообразования для реализации процесса.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для формообразования оболочек сужающейся формы (Пат. 58055 Российская Федерация, МПК 7 B21D 22/30, опубл. 17.05.2006) из полой конической заготовки путем ее раздачи с растяжением при фиксировании заготовки по большому и малому торцу. Заготовка не перемещается, поскольку она зафиксирована за большой торец между рабочими поверхностями матрицы и прижима. Силы трения, возникающие между заготовкой и пуансоном, блокируют перемещение элементов заготовки, находящихся на ее меньшем основании, и препятствуют утонению заготовки. Конструкция устройства включает пунсон, матрицу, прижим, выталкиватель, подкладную плиту, толкатель и эластичный элемент. Эластичный элемент, установленным между толкателем и выталкивателем, выполнен в виде кольца с прямоугольным сечением, высота которого составляет не более половины рабочей части пуансона, а внутренний диаметр эластичного элемента на 15-25% больше внутреннего диаметра выталкивателя.

Недостаток этого устройства заключается в трудности согласования внешних сил для упорядоченности необходимого усилия сжатия эластичного элемента и величины перемещения внешней силы, приложенной к нему.

Задачей изобретения является получение качественной тонкостенной осесимметричной сужающейся детали без огранки за один ход пресса.

Задача достигается за счет того, что в устройстве для формообразования, содержащем пуансон, верхний плоский прижим, нижний прижим, матрицу, согласно изобретению нижний прижим в средней части имеет цилиндрическую полость, в которой размещен эластичный элемент в виде кольца, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, причем больший радиус равен радиусу малого торца пуансона, а меньший находится по формуле:

,

где σв - предел прочности заготовки;

S - толщина заготовки;

α - угол конусности эластичного элемента;

q - давление эластичного элемента;

f - коэффициент трения между заготовкой и эластичным элементом;

R - радиус большего торца детали.

Поставленная задача достигается с помощью устройства, схема которого представлена на чертеже.

Оно состоит из шпилек 1, пуансона 2, пяты 3, верхнего плоского прижима 4, матрицы 5, опорного кольца 6, эластичного элемента в виде кольца 7, нижнего прижима 8, а также детали 9, заготовки 10.

Коническая полая заготовка 10 устанавливается в устройство и фиксируется за большой торец между рабочей матрицей 5 и верхним плоским прижимом 4. При рабочем ходе пуансона 2 осуществляется деформирование путем отбортовки и формовки (осевого растяжения). Деформируемая заготовка не перемещается, поскольку она зафиксирована за большой торец. На I стадии идет процесс отбортовки, пока заготовка не будет зажата между пуансоном 2 и эластичным элементом 7.

Усилие от пуансона передается на эластичный элемент 7, деформируя его и прижимая заготовку, состояние которой определено схемой напряженно-деформированного состояния, соответствующего процессу формовки. При этом заготовка удлиняется вдоль образующей, компенсируя укорачивание при отбортовке на I стадии. Возникающие в результате силы трения на поверхностях заготовка-пуансон и заготовка-эластичный элемент создают меридиональные напряжения, которые способствуют условиям, позволяющим с высокой точностью получать внутреннюю поверхность детали по рабочей поверхности пуансона. При такой схеме практически отсутствует пружинение. Усилие растяжения нижним прижимом можно определить:

Оно не должно превышать усилия разрыва по сечению с радиусом R.

Приравняв (1) и (2), находим:

Предлагаемое устройство позволяет получить деталь с достаточно высокой точностью геометрических размеров, в том числе и по толщине заготовки, облегчая компоновку деталей, например в двигателях ЛА; повысить коэффициент использования материала, тем самым сокращая расход металла.

Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы, содержащее пуансон, верхний плоский прижим, нижний прижим и матрицу, отличающееся тем, что оно снабжено размещенным в цилиндрической полости, выполненной в средней части нижнего прижима, эластичным элементом в виде кольца, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, больший радиус которой равен радиусу малого торца пуансона, а меньший определен по формуле:
,
где σв - предел прочности заготовки;
S - толщина заготовки;
α - угол конусности эластичного элемента;
q - давление эластичного элемента;
f - коэффициент трения между заготовкой и эластичным элементом;
R - радиус большего торца детали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповой оснастке, и может быть использовано при изготовлении полых изделий вытяжкой и полых изделий с отверстием в донной части отбортовкой или вытяжкой-отбортовкой.

Изобретение относится к быстропереналаживаемой оснастке для изготовления изделий из алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления деталей из стали, цветных металлов и неметаллов.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к штамповой оснастке. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при формовании изделий из листового материала. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штампам для листовой штамповки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении конструктивных элементов верхнего строения железнодорожного пути.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к формообразованию крупногабаритных деталей из листовых материалов, например кузовных панелей автомобиля.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к оборудованию для изготовления деталей типа профильной скобы, и может быть использовано в штамповочном производстве.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности обработки металлов давлением. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении фурнитуры для мебели. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способу многопереходной последовательной штамповки деталей из ленты. В ленточной заготовке пробивают одно отверстие или одновременно пробивают более одного отверстия с расстоянием между ними, равным величине шага подач. Осуществляют подачу заготовки путем ее захвата и перемещения механизмом подачи с захватами. Вводят в отверстие ловитель сначала на часть длины его заостренного конца, затем освобождают заготовку от захватов механизма подачи. Затем вводят ловитель в отверстие заготовки за пределы заостренного конца и осуществляют штамповку. При этом механизмы захвата перемещают в исходное положение. Далее цикл повторяют. Повышается точность размеров детали. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх