ШТАМП ДЛЯ КАЛИБРОВКИ РАДИУСА И ФЛАНЦА КОРОБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B21D37/00 B21D45/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в вытяжных штампах. Известен штамп для вытяжки и калибровки, содержащий закрепленную на верхней плите калибровочную матрицу, внутри которой размещен выталкиватель, взаимодействующий с толкателем пресса, нижнюю плиту с закрепленным на ней пуансоном и съемник [1]
Однако в такой конструкции штампа калибровочная матрица расположена между пуансоном и вытяжной матрицей и вынуждена принимать участие в операции вытяжки, а так как рабочий радиус ее значительно меньше, чем радиус вытяжной матрицы, то в процессе вытяжки сопротивление перетягиванию металла возрастает, в результате чего могут образоваться задиры на стенках готовой детали. До начала оформления малого радиуса детали калибровочная матрица находится выше зеркала вытяжной матрицы, при этом под калибровочной матрицей расположена значительная зона металла не прижатая к съемнику это способствует образованию волнистости на вертикальной поверхности детали. В конце хода пресса металл на фланце детали, находящийся под радиусом вытяжной матрицы, оказывается неприжатым, поэтому остается отпечаток по всему контуру коробочки.

Таким образом, в известной конструкции совмещение операций вытяжки и калибровки не дает качественной детали.

Если же операции вытяжки и калибровки проводить последовательно в штампах, выполненных по типу известного штампа, то есть в штампе для вытяжки матрица с большим радиусом, а в калибровочном с меньшим, тогда возникает проблема фиксации вытянутой в первом штампе заготовки при установке ее в штамп для калибровки, то есть в верхнем положении ползуна съемник находится на уровне верхней плоскости пуансона.

Кроме того, проблематично применение цилиндрического буфера для взаимодействия с вытяжной матрицей для деталей коробчатой формы, поскольку, вписываясь внутрь буфера, она существенно увеличивает его габариты, а следовательно, и габариты самого штампа, причем цилиндрический буфер для деталей с несимметричными отбортовками не обеспечивает равномерного прижима фланца, так как центр давления пружины не совпадает с центром давления детали.

Если же применять буфер с набором цилиндрических пружин, расположенных по периметру подвешенной к верхней плите вытяжной матрицы, то в таком буфере трудно обеспечить равномерное давление на последнюю из-за разной упругости пружин. Вытяжная матрица подвешена к верхней плите посредством установочных винтов и не имеет хорошего направления, так как трудно выполнить точную посадку ее рабочего контура по наружному контуру калибровочной матрицы, повторяющему ее рабочий контур, особенно при длинных коробочках. По высоте направление вытяжной матрицы также недостаточное.

В конце хода ползуна, когда калибровочная матрица начинает оформлять малый радиус, пружинный буфер усиливает давление на вытяжную матрицу и если с одной стороны пружины будут давить сильнее, то за счет зазора между вытяжной и калибровочной матрицами, вытяжная матрица будет прижимать калибровочную матрицу к пуансону и в это время на детали произойдет пережим металла по толщине и останутся отпечатки от калибровочной матрицы.

Известен штамп для штамповки деталей, содержащий тяги закрепленные на верхней плите и расположенные по обе стороны оси штампа, нижнюю плиту, на которой закреплены упоры-противоотжимы взаимодействующие с тягами, а также пуансон, матрицу, выталкиватель и съемник [2]
Однако в данном штампе деталь коробчатой формы из-за развала стенок, подвергнутых пружинению после операции вытяжки не сможет укладываться в объем калибровочной матрицы и правильно фиксироваться, а будет задавливаться в нее пуансоном, при этом происходит либо пережим на стенках коробочек и их утонение, либо смятие всей коробочки, что приведет к браку.

Во время операции калибровки радиуса и фланца в коробчатых деталях по длинным и коротким сторонам переоформление радиуса происходит за счет гибки, после которой стенки коробочки подвергнутся упругой деформации (пружинению), а в углах коробочки присутствует элемент вытяжки, при котором происходит пластическая деформация металла, то есть нет возврата к прежней форме, и металл плотно обтягивается по пуансону, а так как на короткой стороне коробочки пружинение незначительное, то вполне возможно, что усилие прижима металла к пуансону будет больше, чем усилие прижима разваленных стенок к матрице, особенно при небольшой длине коробочек, и коробочка при ходе ползуна вверх останется на пуансоне. Съем же коробочки с пуансона в данном штампе вообще не предусмотрен. При калибровке длинных коробочек, когда развал боковых сторон будет значительным, коробочка может остаться в матрице штампа, но при этом, при ходе ползуна вверх за счет зазора между приводными рычагами и толкающей плитой, последние, при воздействии на них поворотных элементов, начинают поднимать через толкатели и рычаги удаления фланцев коробочки, в то время как остальная часть коробочки, застрявшая в калибровочной матрице, еще не выталкивается, поэтому в местах воздействия рычагов удаления на фланец он может деформироваться, а если учесть, что рычаги удаления контактируют только с краем фланца, то последний вообще начнет отгибаться. Если коробочка глубокая и плотно прижата к стенкам матрицы, то при воздействии на нее выталкивателей на дне коробочки так же будет оставаться отпечатки. Все это отразится на качестве коробочек.

Известен штамп для калибровки радиуса и фланца коробчатых деталей, содержащий верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, пуансон, выталкиватель, съемник, закрепленные на верхней плите тяги с подвижными упорами, противоотжимы, смонтированные на нижней плите с возможностью взаимодействия с тягами, и рычаги, шарнирно установленные с возможностью поворота в вертикальной плоскости [3]
Конструкция штампа и взаимное расположение взаимодействующих друг с другом деталей штампа не позволяют для увеличения высоты подъема выполнить кулачок большой длины без значительного увеличения габаритов подвижной плиты, а значит и габаритов штампа. В данном штампе угол подъема кулачка, имеющего небольшую длину, стремится к 90^o, а сила, воздействующая на подвижную плиту направлена перпендикулярно плечу кулачка и приложена в точке контакта последнего с подвижной плитой, а так как подвижная плита поднимается вертикально вверх, то плечо кулачка во время подъема постоянно увеличивается, и направление силы все время изменяется, при этом изменяется и величина ее составляющих, то есть сила подъема, выталкивающая деталь, уменьшается, а сила, стремящаяся зажать плиту в горизонтальном направлении, увеличивается, а значит увеличивается и сила реакции, воздействующая через кулачок и упоры на тягу, изгибая ее и увеличивая силу трения между тягой и направляющей (фиг. 5). Все это затрудняет работу всего штампа и ведет к заклиниванию подвижной плиты и быстрому износу всех трущихся частей.

Кроме того, в известном штампе подвижная плита не имеет хорошего напряжения, а соединена с опорной плитой посредством установочных болтов и при ходе ползуна вверх может встать неперпендикулярно вертикальной оси штампа так как кулачки, установленные по разные стороны от центра штампа, вряд ли начнут одновременно воздействовать на подвижную плиту, потому что их подъем осуществляется целой цепочкой звеньев и зависит от суммарного отклонения размеров всех взаимодействующих деталей, то есть отклонение от симметричности кромок подвижной плиты, отклонения по размеру радиуса кулачка, отклонения осей кулачка от центра штампа и несоосности их в вертикальной плоскости, отклонения угла скосов кулачков, отклонения осей подпружиненных упоров от центра штампа и их несоосности в вертикальной плоскости, а регулировки для устранения неперпендикулярности подвижной плиты в штампе не предусмотрено. Перекос же подвижной плиты приведет к перекосу выталкивателя, что повлечет за собой износ его рабочих частей и получение некачественной детали.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в предотвращении заклинивания и повышенного износа его элементов, что ведет к улучшению качества получаемых деталей.

Это достигается тем, что в штампе для калибровки радиуса фланца коробчатых деталей, содержащем верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, пуансон, выталкиватель, съемник, закрепленные на верхней плите тяги с подвижными упорами, противоотжимы, смонтированные на нижней плите с возможностью взаимодействия с тягами, и рычаги, шарнирно установленные с возможностью поворота в вертикальной плоскости, каждый рычаг выполнен в виде рамки с пазом и установлен посредством оси на противоотжиме с возможностью охвата последнего и тяги с подвижным упором, при этом рычаг снабжен роликом, установленным в пазу с возможностью взаимодействия с подвижным упором.

На фиг. 1 показан штамп, общий вид в разрезе; на фиг. 2 то же вид А по фиг. 1; на фиг. 3 момент прохождения подвижного упора мимо ролика рычага при ходе тяги вниз; на фиг. 4 момент касания подвижного упора с роликом рычага при ходе тяги вверх; на фиг. 5 разложение сил для пояснения критики прототипа.

Штамп содержит верхнюю плиту 1, на которой закреплены матрица 2 и тяги 3, расположенные по обе стороны от центра штампа, и хвостовик 4, через отверстие в котором проходит толкатель 5, воздействующий с выталкивателем 6, размещенным в матрице 2, нижнюю плиту 7 с закрепленными на ней противоотжимами 8, взаимодействующими с тягами 3, и пуансоном 9, на котором установлен съемник 10, поднимающий деталь 11.

Подвижный упор 12 выполнен в виде рамки и установлен посредством оси 13 на утоненную часть тяги 3 с возможностью ее охвата и возможностью утопания в пазу тяги. На каждом противоотжиме 8 посредством оси 14 шарнирно смонтированы с возможностью поворота в вертикальной плоскости рычаги 15, выполненные в виде рамки с пазом для охвата противоотжима 8 и тяги 3 с подвижным упором 12 и для установки, посредством оси 16 ролика 17, взаимодействующего с подвижным упором 12. Рычаг 15 обращен к центру штампа и установлен с возможностью контакта со съемником 10.

Штамп работает следующим образом.

После операции вытяжки деталь 11 фиксируется на пуансоне 9. При ходе ползуна вниз матрица 2, пройдя вертикальные стенки детали 11, калибрует радиус и фланец, при этом в крайнем нижнем положении выталкиватель 6 жестко прижимает донышко детали 11 к пуансону 9. В то же время, тяга 3 проходит через паз рычага 15 и, направляясь по противоотжиму 8, входит в паз нижней плиты 7, а подвижный упор 12, встречая на пути ролик 17, поворачивается вокруг оси 13 и входит в паз тяги 3. Затем, пройдя ролик 17, падает под собственным весом и принимает первоначальное положение.

При ходе ползуна вверх выталкиватель 6 некоторое время еще прижимает деталь 11 к пуансону 9, а уходящая вверх матрица 2 снимается с детали 11.

При дальнейшем ходе ползуна вверх подвижный упор 12 входит в контакт с роликом 17 и поднимает рычаг 15, который, в свою очередь, поднимает съемник 10, сдергивая деталь 11 с пуансона 9. Когда подвижный упор 12 выходит из зацепления с роликом 17, рычаг 15 упадет вместе со съемником 10 в исходное положение.

Такой штамп прост по конструкции, надежен и удобен в работе и позволяет получать детали коробчатой формы большой высоты и хорошего качества, так как рычаг, выполненный с пазом, позволяет закрепить его на противоотжиме, при этом увеличивается ход рычага, поднимающего съемник, который сразу по всему периметру снимает деталь с пуансона, не деформируя ее фланца. Ролик, установленный в пазу рычага и взаимодействующий с подвижным упором, устраняет трение между ними, а изменением диаметра ролика можно регулировать время контакта с подвижным упором, и тем самым увеличивать ход рычага, а значит и ход съемника.

В предложенном штампе, имеющая пружинение полок предварительно вытянутая деталь, легко устанавливается на пуансон и хорошо фиксируется.

Сущность: штамп для калибровки радиуса и фланца коробчатых деталей содержит верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, пуансон, выталкиватель, съемник, закрепленные на верхней плите тяги с подвижными упорами, противоотжимы, смонтированные на нижней плите, рычаги, установленные с возможностью поворота в вертикальной плоскости. Каждый рычаг выполнен в виде рамки с пазом, охватывающей противоотжим и тягу с упором. Рычаг снабжен роликом, установленным в пазу с возможностью взаимодействия с подвижным упором. 5 ил.

Штамп для калибровки радиуса и фланца коробчатых деталей, содержащий верхнюю и нижнюю плиты, матрицу, пуансон, выталкиватель, съемник, закрепленные на верхней плите тяги с подвижными упорами, противоотжимы, смонтированные на нижней плите с возможностью взаимодействия с тягами, и рычаги, шарнирно установленные с возможностью поворота в вертикальной плоскости, отличающийся тем, что каждый рычаг выполнен в виде рамки с пазом и установлен посредством оси на противоотжиме с возможностью охвата последнего и тяги с подвижным упором, при этом рычаг снабжен роликом, установленным в пазу с возможностью взаимодействия с подвижным упором.