ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ НА МНОГОПОЗИЦИОННОМ ПРЕССЕ-АВТОМАТЕ Российский патент 1997 года по МПК B21D22/20 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и, в частности к листовой штамповке на многопозиционных прессах-автоматах.

Известен штамп, содержащий прижимное кольцо, расположенное соосно матрице и пуансону, закрепленному на верхней плите штампа, и механизм прижима, взаимодействующий непосредственно с прижимным кольцом [1] Данный штамп при работе в автоматическом режиме имеет ограниченные технологические возможности и надежность, так как непостоянство усилия прижима в течение хода и существенное его увеличение в конце вытяжки может привести к опасности разрушения стенки детали и к необходимости увеличения коэффициентов вытяжки, а, следовательно, к увеличению общей трудоемкости многопереходной штамповки; кроме того, данная конструкция не обеспечивает возможности изготовления широкого диапазона изделий по глубине, в противном случае это привело бы так же к резкому увеличению усилия прижима и разрыву материала заготовки.

Наиболее близким по технической сущности является штамп, содержащий прижимное кольцо, расположенное соосно матрице и пуансону, закрепленному на нижней плите штампа, смонтированный под нижней штампа пружинный механизм прижима, взаимодействующий через шпильки с прижимным кольцом и выполненный в виде соосно расположенных направляющего стержня, пружины, ограничителя и пяты в виде двух фланцев, установленных по торцам пружины с возможностью перемещениявдоль направляющего стержня и взаимодействия со шпильками верхнего из них [2]
К недостаткам известного технического решения следует отнести увеличение усилия прижима в процессе рабочего хода, следствием чего является резкое увеличение удельного усилия на фланце при вытяжке и возможный разрыв стенки изделия, что приводит к снижению технологических возможностей и надежности многопереходной вытяжки в автоматическом режиме.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение надежности операции глубокой вытяжки без утонения на многопозиционных прессах-автоматах, достигаемое за счет обеспечения как постоянного, так и задаваемого по ходу усилия прижима.

Указанная цель достигается тем, что в известный штамп, содержащий прижимное кольцо, расположенное соосно матрице и пуансону, закрепленному на нижней плите штампа, смонтированный под нижней плитой штампа пружинный механизм прижима, установленный с возможностью взаимодействия через шпильки с прижимным кольцом, и содержащий направляющий стержень, пружину, пяты в виде двух элементов и ограничитель, введены качающиеся вокруг неподвижных осей коромысла, траверса, установленная с возможностью скольжения на направляющем стержне, роликовые опоры, посредством которых коромысла связаны с нижней поверхностью траверсы, дополнительные пружины и ограничители, штанги, связанные с коромыслами и закрепленные на направляющем стержне подпятником, при этом пружины размещены соосно на штангах, ограничители закреплены на штангах, пяты выполнены в виде сферических или цилиндрических опор, смонтированных с возможностью поворота в подпятнике и являющихся направляющими для штанги.

Штамп поясняется графическими материалами. На фиг. 1 изображена схема штампа для вытяжки на многопозиционном прессе-автомате в исходном (слева) и в конечном (справа) положениях; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Штамп для вытяжки на многопозиционном прессе -автомате содержит размещенные в нижней плите 1 штампа вытяжной пуансон 2 и соосно расположенные ему прижимное кольцо 3 и фиксатор 4. Прижимное кольцо 3 опирается на шпильки 5, которые контактируют с траверсой 6, смонтированной на направляющем стержне 7, закрепленном в нижней плите 1 штампа. Держатель 8 коромысел 9 и подпятник 10, в гнездах которого находятся пяты 11, неподвижно закреплены на направляющем стержне 7. Пружины 12 опираются на пяты 11 и ограничители 13, закрепленные на штангах 14, направляемых по пятам 11 и соединенных с коромыслами 9 штифтами 15. Траверса 6 контактирует с коромыслами 9 через расположенные на них роликовые опоры 16. Соединение держателя 8 с коромыслами 9 осуществляется штифтами 17. К ползуну пресса (не показан) крепится верхняя половина штампа с вытяжной матрицей 18.

Штамп работает следующим образом. Листовая заготовка укладывается на прижимное кольцо 3. При перемещении вытяжной матрицы 18 вниз после контакта ее с заготовкой производится вытяжка детали, при этом прижимное кольцо 3, на котором находится фланец вытягиваемой детали, опускается и через шпильки 5 воздействует на траверсу 6, скользящую по направляющемустержню 7. В процессе движения траверсы 6 вниз коромысла 9, закрепленные в неподвижном держателе 8 на штифтах 17, за счет взаимодействия роликовых опор 16 с нижней поверхностью траверсы 6 поворачиваются относительно этих штифтов 17. При этом штанги 14, соединенные с коромыслами 9, перемещаясь за ними, поворачивают пяты 11 в подпятнике 10, одновременно за счет закрепленных ограничителей 13 сжимают пружины 12. После окончания рабочего хода при перемещении вытяжной матрицы 18 вверх прижимное кольцо 3 возвращается в исходное положение, определяемое фиксатором 4, под действием нескомпенсированного усилия, передаваемого от коромысел 9. Изменение количества и расположения коромысел 9 с соединенными с ними штангами 14, пружинами 12 и пятами 11, определяющих конструкцию подпятника 19 и держателя 8, позволяет обеспечить вытяжку деталей различной конфигурации с требуемым усилием прижима.

Одним из условий повышения надежности процесса вытяжки является возможность задания закона изменения усилия прижима по ходу и, в частности, обеспечение его постоянства. Усилие прижима заготовки, то есть усилие, передаваемое коромыслами 9 через роликовые опоры 16 на траверсу 6 и далее посредством шпилек 5 на прижимное кольцо 3 к фланцу вытягиваемой детали, определяется количеством коромысел 9 и их размерами, расстоянием от осей штифтов 17 до центра пят 11, жесткостью пружин 12 и направлением нормали в точке касания траверсы 6 с роликовыми опорами 16.

Для обеспечения постоянства усилия прижима по ходу вытяжной матрицы 18 необходимо, чтобы направления действияусилий, передаваемых от траверсы 6 на коромысла 9 были постоянными в течение всего хода и параллельными линиям, соединяющим оси штифтов 17 и центры пят 11, выполненных в виде сферических или цилиндрических опор, а так же расстояния от осей штифтов 15 до центров пят 11 всегда должны быть равны величинам сжатия пружин 12. Усилие прижима, выражаемое из равенства моментов сил, действующих от пружин 12 и от траверсы 6 на коромысла 9 относительно осей штифтов 17, определяется по формуле:

где F усилие прижима;
k жесткость пружины 12;
l₁ расстояние от осей штифтов 17 до осей штифтов 15;
l₂ расстояние от осей штифтов 17 до роликовой опоры 16;
l₃ расстояние между центрами пят 11 и осями штифтов 17;
n число пружин 12.

Изменение усилия прижима в процессе вытяжки обеспечивается как за счет профилирования нижней поверхности траверсы 6, так и за счет варьирования соотношением между величинами сжатия пружин 12 и расстояниями от осей штифтов 15 до центров пят 11.

Задание закона изменения усилия прижима по ходу и, в частности, обеспечение его постоянства позволяет расширить технологические возможности и повысить надежность операции вытяжки без утонения на многопозиционных прессах-автоматах.

Изобретение может быть использовано для расширения технологических возможностей и повышения надежности операции вытяжки без утонения на многопозиционных прессах-автоматах, при разработке штампов для листовой штамповки. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение надежности операции глубокой вытяжки без утонения на многопозиционных прессах - автоматах, достигаемое за счет обеспечения как постоянного, так и задаваемого по ходу усилия прижима. Листовая заготовка укладывается на прижимное кольцо. При перемещении вытяжной матрицы вниз после ее контакта с заготовкой производится вытяжка детали, при этом прижимное кольцо, на котором находится фланец вытягиваемой детали, опускается и через шпильки воздействует на траверсу, скользящую по направляющему стержню. В процессе движения траверсы вниз коромысла, закрепленные в неподвижном держателе на штифтах за счет взаимодействия роликовых опор с нижней поверхностью траверсы, поворачиваются относительно этих штифтов. При этом штанги, соединенные с коромыслами, перемещаясь за ними, поворачивают пяты в подпятнике, одновременно за счет закрепленных ограничителей сжимают пружины. После окончания рабочего хода при перемещении вытяжной матрицы вверх прижимное кольцо возвращается в исходное положение, определяемое фиксатором под действием нескомпенсированного усилия, передаваемого от коромысел. 3 ил.

1 Штамп для вытяжки на многопозиционном прессе-автомате, содержащий прижимное колльцо, расположенное соосно с матрицей и пуансоном, закрепленным на нижней плите штампа, смонтированный под нижней плитой штампа пружинный механизм прижима, установленный с возможностью взаимодействия через шпильки с прижимным кольцом и содержащий направляющий стержень, пружину, пяты в виде двух элементов и ограничитель, отличающийся тем, что механизм прижима снабжен качающимися вокруг неподвижных осей коромыслами, траверсой, установленной с возможностью скольжения на направляющем стержне, роликовыми опорами, посредством которых коромысла связаны с нижней поверхностью траверсы, дополнительными пружинами и ограничителями, штангами, связанными с коромыслами, и закрепленным на направляющем стержне подпятником, при этом пружины размещены соосно на штангах, ограничители закреплены на штангах, пяты выполнены в виде сферических или цилиндрических опор, смонтированных с возможностью поворота в подпятнике и являющихся направляющими для штанг.