Штамп для глубокой вытяжки изделий из листовой заготовки

 

404204

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 09.1Х.1967 (№ 1186603/1220881/25-27) М. Кл, В 21d 22/20

Приоритет 09.IX.1966, № 578280, США

Государственный комитет

Совета Министров СССР

llo делам ивооретений и открытий

УДК 621.983.3.01(088.8) Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 27.III.1974

Автор изобретения

Иностранец

Франсиз Иосиф Фукс (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

Вестерн Электрик Компани, Инкорпорейтед (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

ШТАМП ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ

Известен штамп для глубокой вытяжки изделий из листовой заготовки, содержащий заполненную жидкостью матрицу, пуансон, прижим, а также кольцевую камеру, заполненную жидкостью, воздействующей на периферийную часть заготовки.

Целью изобретения является увеличение степени вытяжки.

В предложенном устройстве кольцевая камера образована двумя кольцевыми выемками, выполненными на матрице и па прижиме.

Для уплотнения кольцевой камеры на торцовых поверхностях прижима и матрицы, обращенных к заготовке, выполнены кольцевые выступы, сопрягающиеся с одной стороны с внутренними поверхностями выемок и с другой стороны — с цилиндрическими поверхностями полостей в прижиме и матрице.

На фиг. 1 изображен предложенный штамп, вертикальный разрез; па фиг. 2 — то же, поперечный разрез (заготовка твердого пластичного материала помещена между двумя npo Ièâoï0ëo>êíûMè кольцевыми выступами, которые сжимают ее с противоположных концов, периферийная часть заготовки герметически закрыта); па фиг. 3 и 4 — различное положение инструмента при вытяжке.

Штамп имеет сосуд 1 высокого давления, с центральной полостью или вытяжной камерой 2. В ни>кней части этой полости расположен прижим 3, имеющий полость 4, вертикаль»о проходящую через него, и кольцевую поверхность в верхней части с закрытым круговым выступом 5. Прижим также имеет кругообразный заплечик 6, в который входит и удерживается в нем тонкостенный цилиндрический корпус 7 с уплотнением 8. Размеры корпуса 7 обеспечивают плотное прилеганне к камере 2. При помощи цилиндра 9 с жид10 костью плун>кер 10 перемещается через полость 4. Корпус 7 расположен центрально вокруг подвижной матрицы 11.

В нижнем конце матрицы 11 расположена центрально вытяжная полость 12, которая сое15 динепа с плунжером 10 и полостью 4, располо>кенной в прижиме 3. Матрица 11 в нижнем конце имеет кольцевой бурт 13, соединенный вертикально и противоположный круговому выступу 5, находящемуся на при>киме 3. При

20 закрывании противоположные выступ 5 и бурт 13 зажимают заготовку 14. Выступы формируют круглую заготовку, через которую она выдавливается.

Верхняя часть матрицы 11 имеет меньший

25 диаметр, который образует кольцевой заплечик 15. Кроме того, матрица 11 имеет много вертикальных пазов 16, расположенных на ее наружной поверхности на определенном расстоянии друг от друга. Матрица 11 перемеща30 ется вниз в сосуд высокого давления 1 и мо404204

65 жет двигаться возвратно-поступательно внутри сосуда. Матрица соединена пластиной 17 с парой болтов 18 с головками, проходящих через соответствующие отверстия в пластине в верхнюю часть матрицы. Пластина 17 плотно соединена с передвигаемым жидкостью плунжером 19, совершающим возвратно-поступательное движение.

Верхняя часть 20 матрицы 11 с уменьшенным диаметром подвижно соединена с цилиндром 21, имеющим полость 22. Этот цилиндр имеет отверстие 23, через которое скользяще проходят болты 18. Размеры верхней части 20 матрицы обеспечивают плотное сочленение с полостью 22 и позволяют матрице

11 перемещаться относительно цилиндра 21.

Верхняя плоскость 24 матрицы 11 и полость

22 цилиндра 21 образуют камеру 25 переменных размеров. Канал 26 проходит центрально в матрице 11 и связывает полость 12 с камерой 25, канал имеет обратный клапан 27, например шариковый клапан. Обратный клапан 27 предназначен для того, чтобы закрывать камеру 25 и предотвращать утечку жидкости, которой наполнена камера, обеспечивая таким образом жесткую связь между цилиндр ом 21 и м атр ицей 11.

В верхней части цилиндра 21 имеются каналы 28 и 29, связанные с общим каналом 30, соединенным с насосом трубопроводом 31.

Каждый из каналов 28 и 29 имеет обратный контрольный клапан, т. е. клапаны 32 и

33. Канал 28 и соответствующий ему контрольный клапан 32 являются устройством для наполнения камеры 25, канал 29 с соответствующим контрольным клапаном ЗЗ представляют собой контрольное отверстие для ослабления избыточного давления внутри камеры 25.

Жидкость по давлением подается в камеру

25 по каналу 28 и через соответствующий контрольный клапан и действует на верхнюю кольцевую поверхность матрицы 11, способствуя увеличению полости 22, и поднимает верхнюю часть цилиндра 22 к пластине 17. Таким образом движение вниз от плунжера 18 и пластины 17 передается к матрице 11 через жесткую ведущую связь, включающую цилиндр 21 и жидкость под давлением внутри камеры 25.

Однако, когда матрица 11 останавливается и необходимо относительное движение между матрицей и цилиндром (т. е. требуется движение цилиндра вниз для того, чтобы создать давление в части жидкости), канал 29 и соответствующий ему перепускной клапан позволяют жидкости уйти из полости 22 при достижении заранее установленного давления и, следовательно, позволяют цилиндру 21 двигаться относительно неподвижной матрицы 11.

На фиг. 3 и 4 показаны положения, занимаемые различными элементами конструкции на различных ступенях изготовления деталей, т. е. корпус 7 матрицы 11 и цилиндр 21 частично двигаются вниз под влиянием плунжера 19 в наполненную жидкостью камеру 2, в

50 которой находится заготовка 14. Матрица 11 продвигается вниз достаточно далеко, так что противоположные кольцевые выступы 5 и бурт

13 занимают противоположные положения относительно заготовки 14 для того, чтобы герметически отделить нижнюю поверхность центральной части заготовки от ее периферийных частей (т. е. кольцевой части заготовки, включающей торцевой конец и часть верхней и нижней поверхности заготовки) . Кольцевые полости подушки и матрицы образуют кольцевую камеру давления 34, окружающую периферийную часть заготовки 14.

Часть сосуда 1 давления, верхняя часть корпуса 7, заплечик 15, верхняя часть 20 с уменьшенным диаметром матрицы 11 и кольцевая нижняя часть цилиндра 21 образуют кольцевую камеру давления 35. При опускании цилиндра 21 в камеру 25 на жидкость в камере оказывается давление, и поскольку камера 35 связана с камерой 34 вертикальными пазами

16, увеличение давления в камере 35 передается жидкости в камере 34.

Заготовка в форме диска твердого пластичного материала помещена в камеру 1 давления (фиг. 4) и остается над кольцевым выступом 5, камера давления 1 частично или полностью заполнена жидкостью в зависимости от обьема камеры. Камера 25, имеющая изменяющиеся размеры, наполнена из подающего жидкость трубопровода 31 жидкостью под давлением для того, чтобы обеспечить жесткое соединение между матрицей 11 и цилиндром 21, обратный контрольный клапан 27 предотвращает утечку.

Плунжер 19 и пластина 17 движутся вверх пли вниз, цилиндр 21 движется вниз, и матрица 11 и корпус 7, благодаря жесткому соединению, в камере 25 также двигаются вниз.

Жидкость под давлением поддерживает цилиндр 21 и матрицу 1! на определенном расстоянии друг от друга и предотвращает относительное проскальзывание между ними.

После того, как корпус 7 и матрица 11 входят в полость 2 камеры давления 1 (фиг. 2), опи начинают перемещать жидкость, остающуюся в полости, вверх. При дальнейшем перемещении вниз цилиндр 21 входит в камеру давления 1, и перемещением вниз корпуса 7 и матрицы 11 смещается вверх жидкость через вертикальные пазы 16 в кольцевую камеру

35 давления, заполняя ее.

При дальнейшем перемещении плунжера 19 корпус 7 и матрица 11 продолжают двигаться вниз для того, чтобы зажать поверхность дискообразной заготовки твердого пластичного материала 14 буртом 13, находящимся на матрице 11. При дальнейшем движении матрицы вниз кольцевые выступы 5 и бурт 13 зажимают заготовку с противоположных сторон, и герметически закрывают верхнюю и нижнюю поверхности центральной части заготовки от ее периферийных частей. Движение вниз матрицы 11 ограничивается соединением нижней

404204 части кольцевого корпуса 7 с заплечиком б, расположенным на прижиме 3.

В это время начинает функционировать кольцевая камера давления 35. Цилиндр 21 под дальнейшим влиянием продолжающегося движения плунжера 19 и пластины 17 продвигается дальше вниз в пределах сосуда давления 1 и начинает сдавливать жидкость в кольцевой камере давления 35 и, поскольку камера 35 вертикальными пазами 16 связана с камерой 34, окружающей периферийную часть заготовки 14, увеличение давления в камере 35 передается жидкости камеры 34.

При дальнейшем движении цилиндр 21 продолжает сжимать жидкость в камерах 35 и 34 для того, чтобы получить высокое гидростатическое давление и подвергнуть периферийную часть заготовки 14 высокому гпдростатическому давлению жидкости, находящейся в камере 34. Одновременно плунжер 10 перемещается цилиндром 9, наполненным жидкостью. Плунжер входит в соприкосновение с заготовкой 14, воздействует на ее центральную часть. Заготовка твердого пластического материала начинает вытягиваться в полость

12, образованную матрицей 11. В начале движения вниз матрицы 11 в камеру давления часть жидкости камеры давления захватывается полостью 12, обратный клапан 27 открывает свободный доступ захваченной жидкости в камеру 25.

Таким образом, по мере того, как плунжер

10 продвигается вверх с центральной частью заготовки и заставляет ее перемещаться вверх, жидкость в полости 12 подвергается давлению и создает противодавление на верхнюю сторону центральной части заготовки и ограничивает скорость глубокой вытяжки периферийной части заготовки в вытяжную полость 12.

Цилиндр 21 под влиянием плунжера 19 и пластины 17 продвигается дальше в камеру

35, для того, чтобы создать высокое гидростатическое давление жидкости, воздействующее на периферийную часть заготовки. Плунжер

10 продолжает двигаться вверх, жидкость в полости 12 продолжает создавать противодавление, и заготовка деформируется в вытяжную полость 12, по достижении желаемой глубины плунжеры 10 и 19 прекращают перемещение.

10 В конце цикла вытяжки действия цилиндра

21 реверсируется, плунжер 19 и пластина 17 двигаются вверх для того, чтобы поднять корпус 7, матрицу 11 и цилиндр 21 из камеры давления 1 и вернуть эти элементы в первоначальное поло>кение.

Полученный стакан остается на конце плунжера 10 и снимается с него при ходе плунжера 10 вниз в свое первоначальное положение.

20 Предмет изобретения

1. Штамп для глубокой вытяжки изделий из листовой заготовки с использованием гидравлического подпора, содержащий заполненную жидкостью матрицу, пуансон, прижим и

25 кольцевую камеру, также заполненную жидкостью, воздействующей на периферийную часть заготовки, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени вытяжки, кольцевая камера образована двумя выемками, :>О выполненными соответственно на матрице и прижиме, и связана напорной магистралью с источником питания высокого давления.

2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения уплотнения кольцевой камеры, на торцовых поверхностях прижима и матрицы, обращенных к заготовке, выполнены кольцевые выступы, сопрягающиеся с одной стороны с внутренними поверхностями выемок и с другой стороны — с цилинд40 рнческимп поверхностями полостей в прижиме и в матрице.

404204

Составитель Н. Чернилевская

Техред Т. Миронова Корректор М. Лейзерман

Редактор Т. Шагова

Типография, пр. Сапунова, д. 2

Заказ 653/15 Изд. № 158 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-З5, Раушская наб., д. 4/5