ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ КУЗОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК B21D22/22 

Изобретение относится к холодной листовой штамповке и может быть использовано для вытяжки различных деталей из листовых материалов.

Преимущественная область применения штамповка кузовных деталей сложной формы автомобилей, автобусов, сельхозтехники и т.д.

Известен вытяжной штамп, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами П-образной формы и прижим с углублениями под перетяжные пороги [1] При вытяжке неглубоких деталей простой формы применение порогов обеспечивает хорошее торможение фланца с минимальными технологическими припусками. Это позволяет получить по сравнению с использованием перетяжных ребер или плоского прижима лучшее растяжение металла и экономию листового проката. Недостатком известного вытяжного штампа с использованием перетяжных порогов П-образной формы является недостаточная степень торможения при вытяжке деталей сложной формы и большой глубины, а также невозможность дифференцированного торможения фланца заготовки в процессе вытяжки.

Экспериментально установлено (Матвеев А.Д. Каданников В.В. Ананченко И. Ю. Халдинов В.А. Гуров В.А. Работа перетяжного порога вытяжных штампов. - Кузнечно-штамповочное производство, 1989, 8), что это происходит из-за небольшой поверхности контакта заготовки с порогом матрицы, так как кривизна изгиба листовой заготовки на участках ее скольжения по цилиндрическим рабочим поверхностям перетяжного порога больше кривизны этих поверхностей. Поэтому листовая заготовка при протягивании ее по лабиринту порога контактирует как с цилиндрическими, так и с плоскими поверхностями лабиринта порога по относительно узким площадкам смятия.

Известен также штамп для вытяжки усовершенствованной конструкции, содержащий пуансон, матрицу, тормозные пороги П-образного профиля, верхний прижим с выемками на рабочей поверхности для вхождения тормозных порогов и нижний прижим [2] В известном штампе пороги закреплены на периферии матрицы и наклонены относительно рабочей поверхности прижима под углом 70-80^o. Это позволяет получить по сравнению с использованием порогов, выполненных перпендикулярно рабочей поверхности прижима, большую поверхность контакта заготовки с боковой стороной заготовки. Однако на цилиндрических участках и верхней поверхности порога листовая заготовка контактирует по относительно узким площадкам смятия.

Недостатком известного штампа является ухудшение качества лицевой поверхности и перерасход металла при штамповке кузовных деталей сложной формы. Это происходит из-за проскальзывания фланца в проем матрицы в связи с небольшой поверхностью контакта заготовки с поверхностями лабиринта порога, невозможностью дифференцированного в широком диапазоне торможения фланца заготовки и регулирования натяжения металла в процессе вытяжки.

Для получения экономии листового проката и улучшения качества штампуемых деталей предлагается штамп, в котором верхняя поверхность перетяжного порога выполнена наклонной относительно прижимной поверхности на угол, равный 6-8^o, боковая поверхность порога выполнена наклонной относительно поверхности проема матрицы на угол, равный 8-10^o, они образуют между собой угол, равный 72-76^o, а верхняя и боковая поверхности выемки прижима под порог выполнены эквидистантно соответствующим поверхностям прижима и проема матрицы.

Возможен вариант выполнения штампа с постоянным зазором между этими поверхностями. Тогда на перетяжном пороге выполняется выступ с высотой 0,5-0,7 So и радиусом 3,0-4,0 So, а верхняя поверхность порога и поверхность выемки прижима выполнены эквидистантно поверхности прижима с зазором, равным 1,5-1,7 So.

Сущность изобретения в том, что штамп для вытяжки кузовных деталей сложной формы, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами, наклоненными относительно поверхности прижима, и прижим с выемками под пороги, согласно изобретения верхняя поверхность порога выполнена наклонно относительно прижимной поверхности на угол 6-8^o, боковая поверхность порога наклонна относительно проема матрицы на угол 8-10^o, они образуют между собой угол 72-76^o, а поверхности выемки прижима выполнены эквидистантно поверхностям прижима и проема матрицы.

Как вариант на перетяжном пороге может быть выполнен выступ с высотой 0,5-0,7 So и радиусом 3,0-4,0 So, а верхняя поверхность порога и поверхность выемки прижима выполнены эквидистантно прижимной поверхности с зазором 1,5-1,7 So, где So исходная толщина заготовки.

Такая конструкция штампа учитывает, что получается экономия листового проката и улучшается качество штампуемых деталей за счет увеличения интенсивности торможения и возможности дифференцированного торможения фланца заготовки в процессе вытяжки в связи с тем, что форма поверхностей порога приближена к профилю изгиба заготовки при ее скольжении в лабиринте порога.

На фиг. 1 изображен осевой разрез вытяжного штампа на прессе двойного действия; на фиг. 2 увеличенный фрагмент 1 в зоне прижима заготовки с вариантом выполнения переменного зазора между верхними поверхностями порога и выемки прижима; на фиг. 3 увеличенный вариант фрагмента 1 с вариантом выполнения постоянного зазора между этими поверхностями.

Штамп содержит пуансон 1, матрицу 2 прижим 3, вставку 4. На матрице выполнены перетяжные пороги 5 с выступом 6, на прижиме выемки под пороги 7.

Штамп работает следующим образом.

На поверхность матрицы 2 загружается заготовка, при ходе наружного ползуна пресса (не показан) порогом 5, матрицы 2 и выемками 7 прижима 3 формуются элементы торможения и осуществляется прижим заготовки. Затем при ходе внутреннего ползуна пресса (не показан) центральная часть заготовки деформируется пуансоном 1. При смыкании рабочих частей пуансона 1 и вставки матрицы 4 происходит окончательная формовка элементов детали 8.

В процессе вытяжки периферийная часть заготовки тормозится преимущественно за счет протягивания фланца между цилиндрическим участком порога 5 и верхней плоскостью углубления 7 прижима 3. В других точках фланец заготовки находится с зазором относительно верхней плоскости углубления прижима, прилегает к порогу только за счет сил втягивания заготовки в проем матрицы и тормозится за счет сил контактного трения. Зазор между верхней плоскостью углубления прижима и порогом матрицы может быть выполнен переменным или постоянным.

В первом случае верхняя поверхность порога выполнена наклонной относительно прижимной поверхности на угол α₁, равный 6-8^o, а поверхность выемки 7 прижима выполнена эквидистантно поверхности прижима.

Во втором случае на перетяжном пороге 5 выполнен выступ 6 с высотой h₁, равной (0,5-0,7)So, и радиусом r₁, равным (3,0-4,0)So, а верхняя поверхность порога и поверхность выемки прижима выполнены эквидистантно прижимной поверхности с зазором, равным (1,5-1,7)So, где So - исходная толщина заготовки.

Боковая поверхность порога 5 выполнена наклонной относительно поверхности проема матрицы на угол α₂, равный 8-10^o, и образует угол α₃ с верхней поверхностью порога, равной 72-76^o, в первом (фиг. 2) и 78-86^o во втором случае (фиг. 3).

Боковая поверхность выемки прижима выполняется эквидистантно проему матрицы.

Боковая поверхность порога 5 выполнена по отношению к выемке прижима 7 с переменным зазором, обеспечивающим течение металла без контакта с выемкой. Торможение на поверхностях порога, выполненных с зазором, осуществляется за счет сил контактного трения между заготовкой и порогом.

Прижимные поверхности матрицы и порога выполнены с зазором Z₂, большим, чем исходная толщина заготовки So, что допускает незначительное образование гофров на фланце, которые разглаживаются при протягивании заготовки в зазоре Z₁ между цилиндрическим участком порога и верхней плоскостью выемки прижима. Оптимальные параметры порога r₁, α₁, α₂, α₃, h₁ установлены экспериментально с учетом максимального приближения формы порога к кривизне изгиба листовой заготовки при протягивании ее в лабиринте порога. Этим обеспечиваются увеличение пятна контакта заготовки с порогом матрицы и концентрация усилия торможения на линии сопряжения цилиндрического участка порога радиусом r₁ с верхней плоскостью углубления прижима, в результате увеличивается степень растяжения заготовки в процессе вытяжки.

Изменяя при наладке штампа углы наклона порога α₁, α₂, α₃, появляется возможность регулирования степени торможения и интенсивности растяжения заготовки в зависимости от условий штамповки и обеспечения равномерного течения металла на контуре проема матрицы. Увеличение степени торможения и интенсивности растяжения заготовки позволяет добиться экономии металла и повысить жесткость, несущую способность штампуемых деталей, а возможность дифференцированного торможения фланца заготовки позволяет добиться улучшения качества кузовных деталей сложной формы.

Использование: изобретение относится к холодной листовой штамповке и может быть использовано для вытяжки различных деталей из листовых материалов, а именно кузовных деталей сложной формы автомобилей, автобусов, сельхозтехники и т.д. Сущность изобретения: штамп для вытяжки кузовных деталей сложной формы содержит пуансон, матрицу с перетяжными порогами, наклоненными относительно поверхности прижима, и прижим с выемками под пороги. Новым в штампе является выполнение верхней поверхности порога наклонной относительно прижимной поверхности на угол 6-8^o, боковая поверхность порога выполнена наклонной относительно проема матрицы на угол 8-10^o, они образуют между собой угол, равный 72-76^o, а поверхности выемки прижима выполнены эквидистантно поверхностям прижима и проема матрицы. Как вариант, на перетяжном пороге может быть выполнен выступ с высотой, равной (0,5-0,7)So, и радиусом, равным (3,0-4,0)So, а верхняя поверхность порога и поверхность выемки прижима выполнены эквидистантно прижимной поверхности с зазором, равным (1,5-1,7)So, где So - исходная толщина заготовки. Данный штамп обеспечивает экономию листового проката, улучшение качества штампуемых деталей за счет увеличения интенсивности торможения и возможности дифференцированного торможения фланца заготовки в процессе вытяжки. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Штамп для вытяжки кузовных деталей сложной формы, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами, наклоненными относительно рабочей поверхности прижима, и прижим с выемками под пороги, отличающийся тем, что верхняя поверхность порога выполнена наклонной относительно прижимной поверхности на угол, равный 6 8^o, боковая поверхность порога выполнена наклонной относительно проема матрицы на угол, равный 8 10^o, и образуют между собой угол, равный 72 76^o, а поверхности выемки прижима выполнены эквидистантно соответствующим поверхностям прижима и проема матрицы. 2. Штамп для вытяжки кузовных деталей сложной формы, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами и прижим с выемками под пороги, отличающийся тем, что на перетяжном пороге выполнен выступ с высотой (0,5 0,7) S_o и радиусом (3,0 4,0) S_o, а верхняя поверхность порога и поверхность выемки прижима выполнены эквидистантно поверхности прижима с зазором, равным (1,5 1,7) S_o, где S_o исходная толщина заготовки.