ШТАМП ДЛЯ ОБРАТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА СТАКАНОВ Российский патент 1994 года по МПК B21K21/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке обратным выдавливанием изделий типа стаканов, в том числе имеющих разную толщину стенки по периметру и высоте стакана.

Известен штамп для обратного выдавливания изделий типа стаканов, содержащий неподвижную матрицу с размещенным в ней выталкивателем и подвижный пуансон, состоящий из центрирующей и рабочей ступеней. При этом длина рабочей ступени выполнена больше, чем глубина изготавливаемого стакана для создания кольцевого зазора, куда направляется избыток металла от плюсовых отклонений объема заготовки в процессе выдавливания [1] .

Наличие на пуансоне центрирующей ступени способствует получению качественных стаканов простой формы со стенками равной толщины по периметру и небольшой разновысотностью стенок у открытого края стакана.

Однако при выдавливании изделий типа стаканов, имеющих разную толщину стенок по периметру и высоте стакана, а также с предельными степенями деформации даже при небольшой эксцентричности пуансона и матрицы (что обусловлено как самой геометрией изготавливаемого изделия, так и погрешностью изготовления штамповой оснастки) степень деформации по периметру изделия резко различны и, как правило, резко увеличивается разновысотность у края стакана ввиду перетекания металла по пути наименьшего сопротивления. Разновысотность приводит к увеличению припуска на подрезку торца за счет увеличения объема исходной заготовки или отходу изделий в брак по высоте, что ведет к дополнительным материальным, трудовым и энергетическим затратам при изготовлении изделий.

Кроме того, описанный штамп требует использования сложной и недостаточно жесткой конструкции съемника челюстного типа.

Известен штамп для обратного выдавливания изделий типа стаканов, содержащий неподвижную матрицу с размещенным в ней выталкивателем и подвижный пуансон, состоящий из центрирующей ступени с цилиндрической боковой поверхностью и упорным торцом, и рабочей ступени, длина которой равна глубине изготавливаемого стакана [2] .

На выталкивателе выполнен кольцевой зазор для направления в него избытка металла от плюсовых отклонений объема заготовки в процессе выдавливания. Достоинством данного штампа является то, что упорный торец центрирующей ступени пуансона ограничивает перемещение избыточного металла в направлении открытого края стакана, тем самым формируя равные по высоте края изделий вне зависимости от разнотолщинности стенок изготавливаемого стакана.

Однако окончание процесса обратного выдавливания происходит практически в закрытом объеме, при этом усилие штамповки резко возрастает в зависимости от обрабатываемого материала, геометрии получаемого изделия и условий проведения процесса, что требует использования более мощного оборудования, более прочного инструмента и точного дозирования заготовки, а следовательно, приводит к увеличению материальных, трудовых и энергических затрат.

Штамп может быть реализован при изготовлении изделий с малой степенью деформации, так как в противном случае появляется опасность застревания изделия на пуансоне, что приводит к введению достаточно больших уклонов на пуансоне и как следствие к увеличению объема исходной заготовки и усилия штамповки, что также увеличивает материальные, трудовые и энергетические затраты.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в том, что конструкция штампа позволяет использовать в качестве исходной заготовку минимального объема с одновременным получением изделия с гарантированным размером заданной высоты стакана независимо от разницы толщины стенок по периметру детали. Конструкция штампа обеспечивает свободный съем изделия с пуансона и не требует изготовления на пуансоне уклонов.

Указанный технический результат достигается тем, что штамп для обратного выдавливания изделий типа стаканов, содержащий неподвижную матрицу с размещенным в ней выталкивателем и подвижный пуансон, состоящий из центрирующей ступени с цилиндрической боковой поверхностью и упорным торцом, и рабочей ступени, длина которой равна глубине изготавливаемого стакана, снабжен установленным над матрицей съемником, а на цилиндрической боковой поверхности центрирующей ступени пуансона вдоль его оси от упорного торца выполнены углубления, максимальная глубина которых не превышает полуразницы диаметров центрирующей и рабочей ступеней пуансона, а съемник снабжен выступами, размещенными в указанных углублениях. Углубления на центрирующей ступени пуансона выполнены на участках образования стенки получаемого разностепенного изделия меньшей толщины.

Выполнение углублений на центрирующей ступени пуансона с одновременным сохранением участков его упорного торца позволяет, с одной стороны, ограничивать перемещение избыточного металла в направлении открытого торца изделия подпором торцом центрирующей ступени пуансона и, с другой стороны, обеспечивает перемещение избыточного металла в углубления, что особенно важно на участках формирования изделия с меньшей толщиной стенки. Таким образом обеспечивается гарантированная высота получаемого стакана. Кроме того, размещение выступов съемника в углублениях центрирующей ступени пуансона обеспечивает свободный съем готового изделия с рабочей ступени пуансона, на которой в данном случае не требуется выполнение уклонов.

Это позволяет использовать в качестве исходной заготовку минимального объема, одновременно исключив брак изделий по высоте, а следовательно, снизить трудовые, материальные и энергетические затраты при изготовлении изделий типа стаканов как простой так и сложной формы.

На фиг. 1 показана конструкция штампа; на фиг. 2 - пример сечения профиля центрирующей ступени пуансона; на фиг. 3 и 4 - примеры получаемых изделий типа стаканов.

Штамп для обратного выдавливания изделий типа стаканов содержит неподвижную матрицу 1 с размещенным в ней выталкивателем 2, подвижный пуансон 3, состоящий из центрирующей ступени 4 с упорным торцом 5 и рабочей ступени 6, длина которой равна глубине изготавливаемого стакана 7. На цилиндрической поверхности центрирующей ступени 4 пуансона 3 вдоль его оси от упорного торца 5 выполнены углубления 8, максимальная глубина h которых не превышает полуразницы диаметров центрирующей D и рабочей d ступеней пуансона 3, т. е. h ≅ . Над матрицей 1 установлен съемник 9, снабженный выступами 10, размещенными в углублениях 8 центрирующей ступени пуансона.

В случае выдавливания изделий типа стаканов, имеющих не одинаковую толщину стенок по периметру и высоте стакана углубления 8, на центрирующей ступени 4 пуансона выполнены на участках образования стенки получаемого разностенного изделия меньшей толщины.

Штамп работает следующим образом.

В матрицу 1 устанавливают заготовку, объем которой равен или больше объема изделия. Затем пуансон 3, совершая рабочий ход участками центрирующей ступени 4, где нет углублений 8, направляется по матрице, обеспечивая концентричность матрицы и пуансона, а рабочая ступень 6 пуансона начинает выдавливать изделие, при этом упорный торец 5 центрирующей ступени 4 осуществляет подпор на металл и ограничивает его перемещение на этих участках в осевом направлении. При дальнейшем перемещении пуансона 3 в нижнюю точку торец рабочей ступени 6 и упорный торец 5 центрирующей ступени 4 заставляют перемещаться избыточный металл по пути наименьшего сопротивления в углубления 8 центрирующей ступени пуансона.

При обратном ходе пуансона 3 изделие 7, если оно удерживается на пуансоне 3 (а это происходит, как правило, всегда при изготовлении изделий типа стакан обратным способом с большой степенью деформации с глубокой полостью и без уклонов), взаимодействует с выступами 10 съемника 9, что приводит к съему изделия с пуансона.

В случае когда изделие остается в матрице, оно выталкивается выталкивателем 2.

Использование: штамповка обратным выдавливанием изделий типа стаканов, в том числе, имеющих разную толщину стенки по периметру и высоте стакана. Сущность изобретения: штамп содержит неподвижную матрицу с выталкивателем и подвижный пуансон, состоящий из центрирующей ступени с упорным торцом и рабочей ступени. Длина последней равна глубине изготавливаемого стакана. На цилиндрической поверхности центрирующей ступени пуансона вдоль его оси от упорного торца выполнены углубления, максимальная глубина которых не превышает полуразницы диаметров центрирующей и рабочей ступеней пуансона. Над матрицей установлен съемник с выступами, размещнными в углублениях центрирующей ступени пуансона. Углубления на пуансоне выполнены на участках образования меньшей толщины стенки получаемого разностенного стакана. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ШТАМП ДЛЯ ОБРАТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА СТАКАНОВ, содержащий неподвижную матрицу с размещенным в ней выталкивателем и подвижный пуансон, состоящий из центрирующей ступени с цилиндрической боковой поверхностью и упорным торцом и рабочей ступени, длина которой равна глубине изготавливаемого стакана, отличающийся тем, что он снабжен установленным над матрицей съемником, на цилиндрической боковой поверхности центрирующей ступени пуансона вдоль его оси от упорного торца выполнены углубления, максимальная глубина которых не превышает полуразницы диаметров центрирующей и рабочей ступеней пуансона, а съемник снабжен выступами, размещенными в указанных углублениях. 2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что углубления на центрирующей ступени пуансона выполнены на участках образования стенки получаемого разностенного изделия меньшей толщины.