ШТАМП ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАСАДОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ Российский патент 1997 года по МПК B21D53/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в химическом машиностроении, преимущественно для изготовления насадочных элементов нерегулярных (насыпных) насадок в виде различных типов насадочных колец таких, например, как "Кольцо Рашига", "Кольцо Палля", "Кольцо Ралу", "Мини Каскад" и др. применяемых в тепломассообменных аппаратах.

Из уровня техники известны разнообразные конструкции штампов, предназначенных для обработки листового материала [1] [2]
Эти штампы предназначены в основном для пробивки отверстий в листовом материале посредством пуансонов и матриц. При работе штампа листовой материал подается в зону обработки специальными периодически действующими механизмами. Недостатком таких штампов является сравнительно длительная переналадка при необходимости вырубки отверстий различной формы, большие габариты и низкая надежность. Кроме того, такие штампы узкоспециализированы на одну операцию, что приводит к необходимости иметь набор соответствующих штампов для изготовления насадочных колец.

Известны также разнообразные конструкции гибочных штампов [3] [4] предназначенные для формирования деталей из листового материала путем гибки, содержат матрицу и пуансон с формующей полостью, в которой размещена оправка.

Недостатком таких штампов является возможность осуществления только одной окончательной операции формирование окончательного вида изделия, а также отсутствие возможности оперативной переналадки для изготовления деталей различной конфигурации.

Наиболее близким к предлагаемому является штамп для изготовления насадочных элементов [5] содержащий последовательно расположенный узел пробивки отверстий с пуансонами и матрицей, имеющей режущие кромки, узел гибки с гибочным пуансоном и гибочной матрицей с режущими кромками, взаимодействующими с режущими кромками пробивной матрицы, съемник и узел отбортовки пробитых отверстий, включающий подвижные опоры, отбортовочную матрицу и отбортовочные пуансоны.

Недостатком прототипа является малая производительность, обусловленная необходимостью применения таких штампов только с прессами большой мощности, которые имеют соответственно малое число ходов (до 30 ходов в мин.) Кроме того, в прототипе затруднен визуальный контроль за процессом формирования колец и их удалением, что затрудняет накладку штампа и снижает надежность работы.

Цель изобретения повышение производительности и надежности работы штампа, снижение его габаритов за счет уменьшения рабочего хода, а также расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности оперативной переналадки на изготовление различных видов насадочных колец.

Цель достигается тем, что в штампе для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов, содержащем последовательно расположенные узел пробивки с пуансонами и матрицей, имеющей режущие кромки, узел гибки с гибочной матрицей и съемник, согласно изобретению, дополнительно введены фигурный нож, съемник полосы металла с механизмом центрирования и удержания полосы, параллелограммный механизм и две подвижные гибочные оправки, узел пробивки выполнен в виде пуансонодержателя, снабженного направляющими колонками, взаимодействующими с втулками, закрепленными на съемнике полосы металла, гибочная матрица выполнена в виде верхней и нижней гибочных полуматриц, верхняя полуматрица закреплена на подвижной части штампа, а по обоим торцам нижней полуматрицы установлены подвижные гибочные оправки, фигурный нож выполнен с контуром режущей кромки, повторяющим контур верхней гибочной полуматрицы и взаимодействующим с режущей кромкой матрицы узла пробивки, при этом одна гибочная оправка установлена вплотную к режущей кромке матрицы узла пробивки и в исходном положении заподлицо с верхней ее поверхностью, а вторая гибочная оправка частично расположена в полости нижней гибочной полуматрицы и закреплена с возможностью перемещения относительно нее посредством параллелограммного механизма.

На фиг.1 изображен штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1; на фиг. 4 траверса гибочной оправки, вид спереди; на фиг.5 траверса гибочной оправки, вид сверху.

Штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов содержит нижнюю плиту 1 с направляющими колонками 2, верхнюю плиту 3 с направляющими втулками 4. На плите 1 установлены подкладная плита 5, нижняя гибочная полуматрица 6 и полая стойка 7, а на плите 3 пуансонодержатель 8 с блоком 9 пуансонов, верхняя гибочная полуматрица 10, торцевой упор 11 и фигурный нож 12, контур режущей кромки которого совпадает с контуром полуматрицы 10. По обоим торцам нижней гибочной полуматрицы 6 расположены подвижные гибочные оправки 13 и 14. Гибочная оправка 13 закреплена на подвижной траверсе (фиг. 4 и 5), которая установлена на направляющих 16 и 17, проходящих через нижнюю плиту 1. На траверсе 15 смонтирован также механизм 18 съема готового изделия, при этом механизм 18 съема готового изделия размещен внутри полой стойки 7. Гибочная оправка 14 посредством параллелограммного механизма в виде расположенных параллельно поворотных рычагов 19 и 20 соединена с подкладной плитой 5 и подпружинена относительно нее с помощью пружины 21. Шарнирно соединенные с подкладной плитой 5 концы поворотных рычагов 19 и 20 расположены в пазу 22, который выполнен в подкладной плите 5.

Кроме того, пуансонодержатель 8 снабжен дополнительными направляющими колонками 23, взаимодействующими с втулками 24, закрепленными на П-образном съемнике 25 полосы 26 металла. Съемник 25 закреплен на полой стойке 7 и снабжен механизмом центрирования и удержания полосы 26 металла, который содержит закрепленную на съемнике 25 планку 27, два рычага 28 и 29, которые закреплены на планке 27 с возможностью поворота вокруг центральных осей 30 и 31, и две зажимные щеки 32 и 33, с которыми шарнирно соединены соответственно первые и вторые концы рычагов 28 и 29. Концы рычагов 28 и 29 размещены в пазах 34, выполненных в съемнике 25.

Второй конец рычага 28 дополнительно соединен со съемником 25 посредством пружины 35, а зажимная щека 32 снабжена ручкой 36. На полой стойке 7 закреплена также с возможностью переустановки из одного рабочего положения в другое нож-матрица 37 с режущими кромками 38 и 39, при этом режущая кромка 38 расположена в горизонтальной плоскости, касательной к участку поверхности гибочной оправки 13, обращенной к фигурному ножу 12. В ноже-матрице 37 выполнены две группы просечных отверстий 40, расположенные симметрично относительно продольной оси, при этом нож-матрица 37 закреплена на полой стойке 7 таким образом, что ее продольная ось симметрии совпадает с прямой, проходящей через оси втулок 24. Число просечных отверстий 40 в каждой группе равно числу пуансонов 9. Кроме того, в съемнике 25 выполнены отверстия 41 напротив просечных отверстий 40 в ноже-матрице 37, а нижняя гибочная полуматрица 6 выполнена со скосами 42. Пуансонодержатель 8 с блоком пуансонов 9, связанный посредством дополнительных направляющих колонок 23 и втулок 24 со съемником 25 полосы 26, содержащим механизм центрирования и удержания полосы 26, и нож-матрица 37 образуют сменный просечно-гибочный пакет.

Штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов работает следующим образом. В зависимости от типа изготавливаемого элемента в штампе устанавливается соответствующий сменный просечно-гибочный пакет. Затем заправляется полоса 26 металла до режущей кромки 38. Для этого с помощью ручки 36 разжимают зажимные щеки 32 и 33. После заправки полосы 26 металла производится ее зажим и одновременное центрирование посредством зажимных щек 32 и 33, связанных через рычаг 28 с пружиной 35. Включают привод пресса, и при перемещении верхней части штампа вниз происходит пробивка и одновременная отгибка лепестков кольца насадки, при этом кривизна лепестков соответствует кривизне режущих кромок блоков 9 пуансонов. При обратном ходе блока 9 пуансонов за счет сил трения между поверхностями пуасонов и пробитой полосы 26 металла, последний поднимается до упора с нижней поверхностью съемника 25. При дальнейшем движении вверх блок 9 пуансонов выходит из полосы 26 металла, которая за счет зажимных щек 32 и 33 удерживается в верхнем положении. Далее производится подача полосы 26 металла до упора 11 и повторно включается привод пресса. При повторном ходе вниз верхней части штампа происходит отрезка и одновременно гибка заготовки насадочного элемента, так как резка начинается одновременно с двух противоположных сторон полосы 26 металла (за счет формы фигурного ножа 12) в направлении к ее продольной оси, при этом одновременно происходит загиб на гибочной оправке 13 отрезанных участков вниз за счет взаимодействия их с гибочной поверхностью ножа 12. В результате на гибочной оправке 13 сначала формируется U-образная заготовка, прижатая к ней центральной частью фигурного ножа 12, так как режущая кромка 38 расположена в горизонтальной плоскости, касательной к поверхности гибочной оправки 13, обращенной к фигурному ножу 12. При дальнейшем движении верхней части штампа вниз концы отрезанной U-образной заготовки, прижатой центральной частью ножа 12 к гибочной оправке 12, входят по взаимодействие сначала со скосами 42 нижней гибочной полуматрицы 6, а затем с ее формообразующей поверхностью с образованием цилиндрического кольца.

Гибочная оправка 14 обеспечивает калибровку противоположного конца насадочного элемента. В исходном положении гибочная оправка 14 частично расположена в гибочной полости нижней гибочной полуматрицы 6, а в конечной стадии гибки концы заготовки насадочного элемента заходят под гибочную оправку 14 и приподнимают ее на толщину полосы 26. Иными словами, происходит калибровка обоих концов заготовки насадочного элемента.

При движении верхней части штампа вверх сформированный насадочный элемент, прижатый усилием буфера пресса (на чертежах не показан) и гибочный оправки 13, движется вместе с ней вверх. Одновременно другой конец насадочного элемента, взаимодействуя с гибочной оправкой 14, перемещает ее вверх (оправка 14 совершает при этом плоско параллельное перемещение) и выходит из нее, так как другой конец насадочного элемента зажат между оправкой 13 и буфером пресса.

При достижении гибочной оправки 13 верхнего положения, являющегося ее исходным положением, готовый насадочный элемент с помощью механизма 18 съема готового изделия сбрасывается в тару.

Применение предложенного штампа обеспечивает снижение энергозатрат при одновременном резком повышении производительности и быстрой переналадке на различные виды насадочных колец.

Использование: обработка металлов давлением, химическое машиностроение, преимущественно для изготовления насадочных элементов нерегулярных (насыпных) насадок в виде различных типов насадочных колец, таких, например, как "Кольцо Рашига", "Кольцо Палля", "Кольцо Ралу", "Мини Каскад" и др., применяемых в тепломассообменных аппаратах. Штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов содержит последовательно расположенные узел пробивки с пуансонами и матрицей, имеющей режущие кромки, узел гибки с гибочной матрицей, съемник, фигурный нож, съемник полосы металла с механизмом центрирования и удержания полосы, параллелограммный механизм и две подвижные гибочные оправки. Узел пробивки выполнен в виде пуансонодержателя, снабженного направляющими колонками, взаимодействующими с втулками, закрепленными на съемнике полосы металла. Гибочная матрица выполнена в виде верхней и нижней гибочных полуматриц, верхняя полуматрица закреплена на подвижной части штампа, а по обоим торцам нижней полуматрицы установлены подвижные гибочные оправки. Фигурный нож выполнен с контуром режущей кромки, повторяющим контур верхней гибочной полуматрицы и взаимодействующим с режущей кромкой матрицы узла пробивки. При этом одна гибочная оправка установлена вплотную к режущей кромке матрицы узла пробивки и в исходном положении заподлицо с верхней ее поверхностью, а вторая гибочная оправка частично расположена в полости нижней гибочной полуматрицы и закреплена с возможностью перемещения относительно нее посредством параллелограммного механизма. 5 ил.

Штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов, содержащий последовательно расположенные узел пробивки с пуансонами и матрицей, имеющей режущие кромки, узел гибки с гибочной матрицей и съемник, отличающийся тем, что в него дополнительно введены фигурный нож, съемник полосы металла с механизмом центрирования и удержания полосы, параллелограммный механизм и две подвижные гибочные оправки, узел пробивки выполнен в виде пуансонодержателя, снабженного направляющими колонками, взаимодействующими с втулками, закрепленными на съемнике полосы металла, гибочная матрица выполнена в виде верхней и нижней гибочных полуматриц, верхняя полуматрица закреплена на подвижной части штампа, а по обоим торцам нижней полуматрицы установлены подвижные гибочные оправки, фигурный нож выполнен с контуром режущей кромки, повторяющим контур верхней гибочной полуматрицы и взаимодействующим с режущей кромкой матрицы узла пробивки, при этом одна гибочная оправка установлена вплотную к режущей кромке матрицы узла пробивки и в исходном положении заподлицо с верхней ее поверхностью, а вторая гибочная оправка частично расположена в полости нижней гибочной полуматрицы и закреплена с возможностью перемещения относительно нее посредством параллелограммного механизма.