ШТАМП ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ ПОЛЫХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B21J13/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления полых заготовок типа втулок, трубок или стаканов, а также деталей H-образного сечения методом выдавливания.

Известен штамп для выдавливания полых деталей, содержащий пуансон, матрицу и выталкиватель, снабженный приводом вращательного движения, на кромке выталкивателя выполнены расположенные впадины с глубиной, уменьшающейся по направлению к центру до получения плоской центральной площадки с диаметром, равным 0,4-0,6 диаметра пуансона [1]
Однако этот штамп имеет невысокую стойкость, так как на центральной площадке выталкивателя отсутствует перемещение деформируемого металла в радиальном направлении, что обусловливает значительную неравномерность деформации и повышенные энергосиловые затраты.

Известен штамп для выдавливания полых деталей, содержащий пуансон, матрицу, обойму, размещенную в матрице с возможностью независимого вращения, выталкиватель [2]
Однако, при выдавливании полых деталей в указанном штампе сохраняется некоторая неравномерность деформации, а также недостаточная надежность штампового инструмента за счет наличия привода вращательного движения и повышенная мощность используемого оборудования.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в снижении неравномерности деформации и мощности используемого оборудования.

Это достигается тем, что в штампе для выдавливания полых деталей, содержащим пуансон, матрицу, обойму, размещенную в матрице с возможностью независимого вращения, выталкиватель пуансон связан с матрицей винтовой парой в виде ходового винта, жестко соединенного с пуансоном и гайки, жестко соединенной с матрицей, выталкиватель снабжен впадинами на рабочей поверхности и жестко связан с матрицей, а обойма подпружинена.

При взаимодействии деформируемой заготовки с подпружиненной обоймой под действием сил трения обойма совершает вращательное движение вокруг оси штампа в направлении вращения матрицы, кроме того, подпружиненная обойма имеет возможность независимого вращения относительно матрицы.

Вращение подпружиненной обоймы не препятствует вращению заготовки, благодаря чему снижается технологическое усилие и уменьшается неравномерность деформации при выдавливании.

На фиг.1 приведен штамп для выдавливания полых деталей;
На фиг.2 выталкиватель с впадинами.

Штамп состоит из основания 1, матрицы 2, опирающейся на подшипник 3, с возможностью независимого вращения относительно ее оси, выталкивателя 4 с впадинами, подпружиненной вращающейся обоймы 5, пуансона 6, корпуса 7, многоходового винта 8 и гайки 9. Впадины 10 показаны на фиг.2.

Угол винтовой линии составляет 10-45^o.

При угле наклона винтовых канавок менее 10^o, увеличивается длина многоходового винта, что практически невозможно изготовить, кроме того, угловая скорость и сдвиговая деформация будут минимальными.

В другом случае при угле наклона винтовых канавок более 45^o значительно возрастает трение винтовой пары винт-гайка, вследствие этого возникает возможность стопорения винта и гайки, что приводит к выкрашиванию резьбы как на винте, так и на гайке.

Штамп для выдавливания полых деталей содержит выталкиватель, на торцовой поверхности которого выполнены пересекающиеся в центре впадины с углом при вершине 45-60^o и глубиной 0,05-0,20 диаметра пуансона, что существенно снижает технологическое усилие и уменьшает неравномерность деформации. Наличие 4-5 пересекающихся в центре выталкивателя впадин способствует разрушению придонного упрочненного слоя металла. Установлено, что при выборе угла пересечения поверхностей впадин меньше 45^o или больше 60^o, при уменьшении глубины впадин менее 0,05 диаметра вращающегося инструмента также увеличивает усилие, а при увеличении глубины более 0,2 диаметра пуансона возрастает момент кручения, т.е. увеличивается энергоемкость. При увеличении числа впадин более шести и уменьшении до двух усилие также увеличивается.

Установлено, что оптимальным вариантом является наличие четырех впадин на выталкивателе для диаметра пуансона 50 мм, пяти- для пуансона диаметром свыше 50 мм.

Штамп работает следующим образом. Перед подачей заготовки через загрузочное окно в корпусе 7, на внутреннюю поверхность подпружиненной обоймы 5, а также на торец пуансона 6 и выталкивателя 4 с впадинами наносят технологическую смазку. При выдавливании усилие деформирование подается на многоходовой винт 8, при этом пуансон перемещается вниз с определенной скоростью деформирования V_д, одновременно матрица 2 и выталкиватель 4, жестко связанный с ней, принудительно посредством гайки вращаются с угловой скоростью ω. После окончания процесса выдавливания пуансон перемещается вверх, при этом выталкиватель удаляет готовую деталь из штампа.

Сущность изобретения: штамп для выдавливания полых деталей, содержит пуансон, матрицу, подпружиненную обойму, размещенную в матрице с возможностью независимого вращения, выталкиватель, жестко связанный с матрицей, имеющий впадины. Пуансон связан с матрицей винтовой парой. 2 ил.

Штамп для выдавливания полых деталей, содержащий пуансон, матрицу, обойму, размещенную в матрице с возможностью независимого вращения, выталкиватель, отличающийся тем, что пуансон связан с матрицей винтовой парой в виде ходового винта, жестко соединенного с пуансоном, и гайки, жестко соединенной с матрицей, выталкиватель снабжен впадинами на рабочей поверхности и жестко связан с матрицей, а обойма подпружинена.