СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ВЫТЯЖКИ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2002 года по МПК B21D26/12 B21D22/20 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к технологии изготовления как осесимметричных деталей, так и деталей коробчатой формы методом импульсной, в частности электрогидроимпульсной, штамповки.

Известен способ электрогидроимпульсной штамповки - вытяжки деталей из листовой заготовки в рабочую полость матрицы (1). Указанным способом полые детали получают, зажимая листовую заготовку между опорными поверхностями матрицы и разрядной камеры, осуществляя формообразование путем импульсного нагружения заготовки.

В процессе вытяжки по данному способу между заготовкой и матрицей возникает большое трение, что влечет за собой значительное утонение материала в центре заготовки с последующим ее разрушением, что не дает возможности осуществить глубокую вытяжку. При этом происходит быстрый износ инструмента, задиры на поверхности заготовки и матрицы. Кроме того, при оформлении тонкостенных деталей по матрице в процессе электрогидроимпульсной штамповки необходимо создавать вакуум между заготовкой и инструментом, так как тонкостенные заготовки коробятся из-за большой скорости их движения при импульсном нагружении при наличии воздуха между заготовкой и матрицей. Необходимость создания вакуума между штампуемой заготовкой и матрицей приводит к усложнению оснастки, оборудования и, главное, к значительному снижению производительности процесса электрогидроимпульсной штамповки.

Известен способ обтяжки заготовки по пуансону (2). По этому способу листовую заготовку обтягивают по пуансону с помощью эластичной среды.

Известным способом невозможно получить детали из труднодеформируемых материалов даже незначительной высоты, поскольку эластичной средой нельзя обеспечить высокое давление, необходимое для формообразования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ глубокой импульсной вытяжки деталей, включающий установку заготовки на опорную поверхность и формообразование заготовки путем воздействия на нее импульсов нагружения (3).

К недостатку можно отнести сложность конструкции оснастки, обеспечивающий способ.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является упрощение способа при получении деталей глубокой вытяжкой из труднодеформируемых материалов.

Использование предлагаемого изобретения позволит получить следующий технический результат:
- повышение качества получаемых деталей за счет исключения задиров и утонения,
- упрощение конструкции оснастки;
- повышение срока службы оснастки;
- повышение производительности процесса электрогидравлической штамповки.

Для решения поставленной задачи листовую заготовку устанавливают на опорную поверхность и пуансон, затем воздействием электрического разряда в жидкости производят импульсное нагружение заготовки, осуществляя формообразование, при этом перемещают периферийную часть заготовки по ходу набора штампуемого материала на пуансон. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что при формообразовании перемещают периферийную часть заготовки по ходу набора штампуемого материала на пуансон. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". При анализе известных способов глубокой импульсной вытяжки деталей не выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого способа, что соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

В предлагаемом способе осуществляется набор материала заготовки на пуансон, в результате чего упрощается технологическая оснастка, так как нет необходимости в создании и поддержании в процессе штамповки - вытяжки гидростатического давления. Гидродинамическое давление, возникающее в разрядной камере, действует кратковременно и имеет амплитуду, на несколько порядков превышающую гидростатическое давление. Кратковременность действия гидродинамического давления позволяет не применять уплотнительные прокладки между оснасткой и заготовкой, что облегчает процесс ее вытяжки.

Высокое давление, действующее при электрогидравлической штамповке, обеспечивает более плотное прилегание заготовки к пуансону, устраняет ее пружинение, что повышает точность штампуемых деталей. Многоимпульсное воздействие высоких давлений на заготовку позволяет также штамповать различные труднодеформируемые материалы, не поддающиеся вытяжке с применением гидростатического противодавления.

Плотное прилегание заготовки к пуансону при гидродинамическом ударе обусловливает набор материала заготовки на пуансон за счет периферийной части заготовки, которую по предлагаемому способу перемещают по ходу набора штампуемого материала на пуансон. Перемещение периферийной части заготовки при формообразовании по ходу набора материала заготовки на пуансон снижает давление заготовки на опорную поверхность, что уменьшает трение между листовой заготовкой и опорной поверхностью. Уменьшение трения между заготовкой и опорной поверхностью способствует повышению степени формоизменения и качества штампуемого изделия.

На чертеже представлена конструкция штампа, на котором реализуется предложенный способ глубокой импульсной вытяжки:
1 - рабочая камера;
2 - вода;
3 - подвижный контейнер;
4 - листовая заготовка;
5 - прижим;
6 - пуансон.

Способ осуществляют следующим образом.

Листовую заготовку 4 устанавливают между опорными поверхностями прижима 5 и подвижного контейнера 3 с опорой на пуансон 6. Исходное положение изображено на чертеже слева от осевой линии. После установки заготовки 4 производят электрогидравлический удар в рабочей камере 1. Импульсом давления, возникшим в рабочей жидкости (например, воде) 2, осуществляют набор материала заготовки 4 на пуансон 6 и перемещают периферийную часть заготовки 4, установленную на подвижном контейнере 3, по ходу набора штампуемого материала на неподвижный пуансон 6. На чертеже это положение справа от осевой линии.

Если одного электрогидравлического удара недостаточно, то производят многократное нагружение листовой заготовки до полного формообразования.

Использование предложенного способа значительно расширит технологические возможности импульсных методов штамповки, а именно увеличит глубину вытяжки, повысит качество штампуемых деталей за счет уменьшения их разнотолщинности и исключения задиров на поверхности, повысит производительность штамповки тонкостенных деталей (отпадет необходимость в создании вакуума между заготовкой и штампующим инструментом), упростит технологическую оснастку, сократит сроки подготовки производства и увеличит срок службы инструмента.

Список литературы
1. Оборудование и технологические процессы с использованием электрогидравлического эффекта под ред. Г.А. Гулого. М., Машиностроение, 1977, с. 102, 151-158
2. А. с. 659243, М. Кл В 21 D 22/10, опубликовано 30.04.79г. Бюллетень 16.

3. Электрогидравлический эффект в листовой штамповке. Мазуровский Б.Я., Сизев А.Н., Киев, Наукова Думка, 1983, с. 141, рис.68.

Способ глубокой импульсной вытяжки может быть использован при изготовлении осесимметричных деталей и деталей коробчатой формы. Заготовку устанавливают на опорную поверхность с опорой на пуансон, а ее периферийную часть устанавливают между опорными поверхностями прижима и подвижного контейнера. Импульсом давления, возникающим в рабочей жидкости, осуществляют формообразование заготовки и перемещают ее периферийную часть по направлению к пуансону. Перемещение периферийной части заготовки при формообразовании снижает давление заготовки на опорную поверхность, что уменьшает трение между заготовкой и опорной поверхностью. Следовательно, повышается степень формоизменения и качество штампуемого изделия. 1 ил.

Способ глубокой импульсной вытяжки деталей, включающий установку заготовки на опорную поверхность и формообразование заготовки импульсным нагружением, отличающийся тем, что заготовку устанавливают с опорой на пуансон, а ее периферийную часть устанавливают между опорными поверхностями прижима и подвижного контейнера и перемещают в процессе формообразования по направлению к пуансону.