ШТАМП ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПУКЛЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВОЙНОЙ КРИВИЗНЫ ИЗ ОВАЛЬНЫХ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1996 года по МПК B21D7/06 B21D22/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей двойной кривизны из листовых заготовок.

Известен штамп для последовательной гибки выпуклых или вогнутых деталей двойной кривизны, содержащий матрицу в виде двух колодок, пуансон и подкладки.

Данный штамп не позволяет изготавливать детали высокой точности, поскольку деформируемая заготовка касается штампа в нескольких точках, что приводит к образованию следов от колодок и накладок, а также складок на участках между колодками и накладками.

Известен штамп для гибки выпуклых или вогнутых деталей двойной кривизны, содержащий матрицу и пуансон с криволинейными рабочими поверхностями, форма которых соответствует форме детали. Данный штамп не позволяет довести форму отдельных участков детали до требуемой, что необходимо в связи с тем, что колебания механических свойств и пружинения встречаются на практике как у различных заготовок, так и в различных частях одной заготовки. В результате детали получаются неодинаковыми и требуется правка в штампе. Кроме того, при изготовлении крупногабаритных заготовок требуются крупногабаритный штамп и пресс большой мощности.

Наиболее близким к предлагаемому является штамп для штамповки сферических днищ, содержащий цилиндрический пуансон со сферической торцовой рабочей поверхностью и матрицу со сферической рабочей поверхностью, причем диаметр рабочей поверхности матрицы на ее зеркале равен диаметру пуансона, а части рабочих поверхностей пуансона и матрицы, расположенные по периферии на ширине преимущественно 200-300 мм, имеют радиус сферы, меньший, чем радиус сферы центральной части на 3-5%
Однако предложенные радиусы кривизны рабочих поверхностей матрицы и пуансона в различных сечениях не обеспечивают необходимую точность в изготовлении штампуемых деталей.

Задача изобретения повышение точности штампуемых деталей.

Для этого в штампе для изготовления выпуклых деталей двойной кривизны из овальных листовых заготовок, содержащем соосно установленные и имеющие цилиндрическую форму пуансон и матрицу с торцовыми криволинейными рабочими поверхностями, соответствующими форме детали с учетом пружинения, и элементами крепления к прессу, радиусы кривизны рабочих поверхностей пуансона и матрицы в различных сечениях, расположенных параллельно оси цилиндров, определяются следующими соотношениями:
R_п R_д/K
R_м R_п + (1,9 2,1) δ где R_п радиус кривизны пуансона, мм;
R_д радиус кривизны детали, мм;
К коэффициент пружинения изгибаемой заготовки,
К 1,4-1,5 (в зоне заготовки, где отношение радиуса кривизны поверхности готовой детали к толщине детали менее 450),
К 1,6-1,7 (в зоне заготовки, где отношение радиуса кривизны поверхности готовой детали к толщине детали более 450);
R_м радиус кривизны матрицы, мм;
δ толщина детали, мм.

Кроме того, элемент крепления пуансона к исполнительному органу пресса выполнен в виде хвостовика.

Матрица снабжена съемными колонками для фиксации относительно пуансона, а в пуансоне выполнены под колонки соответствующие пазы.

Матрица снабжена реперными знаками для контроля за положением заготовки, расположенными параллельно оси матрицы.

Пуансон выполнен составным, причем рабочая часть его выполнена сменной и связана с хвостовиком посредством болтов и штифтов.

Применение штампа с предлагаемыми радиусами кривизны рабочих поверхностей матрицы R_м и пуансона R_п в различных сечениях обеспечивает повышение точности изготовления штампуемых деталей за счет снижения величины пружинения.

Коэффициент пружинения приведен для двух различных упругопластических состояний изогнутой заготовки, выраженных в виде отношения радиуса кривизны поверхности готовой детали к ее толщине. При значении коэффициента пружинения более соответственно 1,5 и 1,7 происходит перегиб заготовки, а при выходе за противоположные значения интервала недогиб.

При выполнении матрицы с радиусом, большим чем R_п + 2,1 δ, возможно образование гофр, а в противоположном случае на заготовке остаются следы от периферийных участков рабочей поверхности матрицы.

На фиг. 1 изображен пуансон; на фиг. 2 матрица.

Штамп включает матрицу 1, выполненную с кольцевым пазом 2 для фиксированного крепления к столу пресса, и пуансон, состоящий из хвостовика 3 для фиксированного крепления к исполнительному органу пресса и сменной рабочей части 4, жестко связанной с хвостовиком 3 посредством болтов 5 и штифтов 6.

По периферии матрицы установлены съемные колонки 7 для соосной взаимной фиксации матрицы и пуансона, а в пуансоне выполнены пазы 8 для размещения колонок 7. На цилиндрической поверхности матрицы нанесены реперные знаки в виде вертикальных рисок 9 для обеспечения возможности контроля за параллельностью размещения заготовки в зоне гибки между матрицей и пуансоном после подачи заготовки на очередной шаг.

Штамп работает следующим образом.

В отверстия матрицы вставляют колонки 7, опускают пуансон на матрицу 1, при этом колонки 7 входят в пазы 8, что обеспечивает соосное расположение пуансона и матрицы. Фиксированно закрепляют матрицу относительно стола пресса, а пуансон относительно органа. Снимают колонки 7 для того, чтобы они не мешали процессу гибки заготовки, имеющей большие габаритные размеры, чем диаметр матрицы.

Гибку крупногабаритной заготовки начинают, как правило, с ее центральной части, а затем деформируют периферийные участки. Поскольку параллельное расположение заготовки в зоне гибки перед очередным нажатием пуансона является необходимым условием получения точной детали, то для контроля за размещением заготовки используются риски 9, нанесенные попарно на противоположных сторонах цилиндрической поверхности матрицы и расположенных во взаимно параллельных вертикальных плоскостях. В процессе контроля риски 9 совмещаются с предварительно нанесенными на заготовку в заданном направлении параллельными линиями.

Предлагаемый штамп обеспечивает изготовление днища в виде части эллипсоида с габаритными размерами около 200 мм из углеродистой конструкционной стали толщиной 5 мм на относительно компактном штампе с диаметром матрицы 850 мм. Для получения требуемой высокой точности деталь в данном штампе формовали последовательной гибкой участков заготовки с промежуточным контролем.

Использование: при обработке металлов давлением. Сущность изобретения: штамп содержит матрицу и пуансон с криволинейными рабочими поверхностями, соответствующими форме детали с учетом пружинения. Матрица и пуансон выполнены цилиндрической формы. Радиус кривизны рабочих поверхностей в различных сечениях, расположенных параллельно оси цилиндра, определяется предлагаемыми зависимостями. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ШТАМП ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПУКЛЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВОЙНОЙ КРИВИЗНЫ ИЗ ОВАЛЬНЫХ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК, содержащий соосно установленные и имеющие цилиндрическую форму пуансон и матрицу с торцевыми криволинейными рабочими поверхностями, соответствующими форме детали с учетом пружинения, и элементами крепления к прессу, отличающийся тем, что радиусы кривизны рабочих поверхностей пуансона и матрицы в различных сечениях, расположенных параллельно оси цилиндров, определяются соотношениями

R_м= R_п+(1,9-2,1)δ ,
где R_п - радиус кривизны пуансона, мм;
R_д - радиус кривизны детали, мм;
K - коэффициент пружинения материала заготовки,
K = 1,4 - 1,5 (в зоне заготовки, где отношение радиуса кривизны поверхности готовой детали к ее толщине менее 450);
K = 1,6 - 1,7 (в зоне заготовки, где отношение радиуса кривизны поверхности готовой детали к ее толщине более 450);
R_м - радиус кривизны матрицы, мм;
δ - толщина детали, мм. 2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что элемент крепления пуансона к исполнительному органу пресса выполнен в виде хвостовика. 3. Штамп по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что матрица снабжена съемными колонками для фиксации ее относительно пуансона, а в пуансоне выполнены под колонки соответствующие пазы. 4. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что матрица снабжена реперными знаками для контроля за положением заготовки, расположенными параллельно оси матрицы. 5. Штамп по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пуансон выполнен составным, причем его рабочая часть выполнена сменной и связана с хвостовиком болтов и штифтов.