ШТАМП Российский патент 2004 года по МПК B21D22/10 B21D15/06 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для получения сильфонов или изделий с гофрами на цилиндрических поверхностях.

Известно устройство для формирования радиальногофрированных труб сильфонного типа, содержащее разъемную по оси матрицу, на внутренней поверхности которой выполнены выступы и впадины, повторяющие профиль сильфона, и пуансон, боковые поверхности которого снабжены кольцевыми пазами с расположенными в них эластичными формующими элементами, связанными радиальными и осевыми каналами с источником давления. Пуансон выполнен неподвижным и снабжен осевым отверстием, в котором установлен цилиндрический шток, с возможностью возвратно-поступательного движения. Осевой канал расположен в штоке и имеет возможность последовательного сообщения с радиальными каналами через кольцевую выточку, выполненную на боковой поверхности штока. Количество эластичных формующих элементов равно количеству впадин на матрице, (заявка на изобретение RU №99119030 “Устройство для формования радиальногофрированных труб сильфонного типа” МПК B 21 D 15/10, 26/02 опубл. 10.07.2001). Недостатком известного устройства является его сложность.

Известно устройство для штамповки эластичной средой. Устройство состоит из жесткого пуансона, установленного на подштамповой плите, эластичной матрицы, состоящей из цилиндрической части, помещенной в контейнер, и подпоров. При этом в матрице образуется полость, глубина которой превышает высоту пуансона на величину h=(1,2...1,3)S, где S - толщина материала заготовки. Пуансон снабжен штифтами для фиксации заготовки, (Патент RU №2089313 “Устройство для штамповки эластичной средой” МПК B 21 D 22/10 опубл. 10.09.97). На известном устройстве нельзя получить сильфоны.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению относится штамп для вытяжки коробчатых изделий (Патент RU №2090288 “Штамп для вытяжки коробчатых изделий” МПК B 21 D 22/10 опубл. 20.09.97). Штамп для вытяжки коробчатых изделий содержит эластичную матрицу, пуансон, снабженный вкладышами с рабочей поверхностью. Также штамп содержит прижим с рабочим отверстием, а на рабочей поверхности каждого вкладыша выполнено кольцевое углубление, при этом на боковых сторонах пуансона выполнены пазы для размещения в них вкладышей. На известном штампе, как и на предыдущем, нельзя получить сильфоны.

Задачей, решаемой предполагаемым изобретением является разработка устройства, которое позволит получить сильфоны с повышенным качеством и требующее наименьшее число переходов операций штамповки.

Технический результат, полученный при использовании предлагаемого изобретения, заключается в получении сильфонов за один переход, что значительно повышает производительность труда в процессе штамповки сильфонов при повышении их качества.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом устройстве, как и в известном, содержащем эластичную матрицу, составной пуансон, снабженный вкладышами, образующими рабочую поверхность, согласно изобретению предлагается вкладыши выполнить в виде сегментов, зафиксировать их относительно центрального стержня и между собой коническими штифтами или клиньями.

С целью уменьшения числа переходов операции штамповки гофров сильфонов и повышения их качества предлагается производить обжим заготовки на составном (легко разбираемом) пуансоне, имеющим конфигурацию сильфона. При обжиме штампуемой заготовки на пуансон по сравнению с раздачей ее в матрицу в принципе меняется напряженно-деформированное состояние заготовки, так как при обжиме ее на пуансон материал растягивается в направлении оси сильфона и сжимается в перпендикулярном (в окружном) направлении, в то время как при раздаче в матрицу материал заготовки растягивается в обоих направлениях. Для сильфонов с невысокими гофрами относительное удлинение материала вдоль оси при его деформировании близко по величине относительному удлинению в окружном направлении и поэтому при раздаче заготовки в матрицу они суммируются, и получается весьма большая величина, требующая большого количества переходов операции штамповки. В случае обжатия заготовки по пуансону напряжения, действующие в указанных направлениях, имеют разные знаки и взаимно компенсируются, что дает возможность штамповать сильфон за значительно меньшее число переходов по сравнению с раздачей заготовки в матрицу. Обжим заготовки на пуансон сопровождается сложностью снятия сильфона после штамповки. Предложенная конструкция пуансона, а именно, выполнение вкладышей в виде сегментов, зафиксированных относительно центрального стержня и между собой коническими штифтами или клиньями, позволяют обеспечить отделение отштампованного сильфона от пуансона.

На рисунке 1 представлен штамп. Слева от осевой линии указан штамп, детали которого занимают положение до формообразования, а справа от осевой линии указан штамп, детали которого занимают положение после формообразования гофров сильфона, где: 1 - поддон, 2 - опора, 3 - контейнер, 4 - штампуемая заготовка, 5 -полиуретановая обойма, 6 - упор, 7 - полиуретановый стержень, 8 - вставка, 9 - отштампованный сильфон, 10 - конический штифт, 11 - сегмент, 12 - вкладыш, 13 - центральный стержень, 14 - подвес, 15 - груз, 16 - наковальня подвеса.

Процесс штамповки протекает следующим образом. Штампуемая заготовка 4 устанавливается на пуансон, состоящий из вставки 8, двух сегментов 11, двух вкладышей 12 и центрального стержня 13, зафиксированных между собой четырьмя коническими штифтами 10. На пуансон надеваются штампуемая заготовка в виде колпачка 4, полиуретановая обойма 5 и полиуретановый стержень 7. Пуансон в сборе (8, 10, 11, 12, 13) совместно со штампуемой заготовкой 4 и полиуретановой обоймой 5 устанавливают в контейнер 3, имеющий коническую полость. Полученную сборку устанавливают на опору 2 и поддон 1, а сверху устанавливается упор 6. Сборка ставится на стол гидравлического пресса. Посредством надавливания ползуном гидравлического пресса на упор 6 усилием 30 тонн, штампуется сильфон 9 за счет давления полиуретана (обоймы 5 и стержня 7) на заготовку. Снятие отштампованного сильфона осуществляется следующим образом.

Сборный пуансон вместе с отштампованным сильфоном извлекается из контейнера 3 и полиуретановой обоймы 5, а также из опоры 2, после чего в нижнее центральное резьбовое отверстие разборного пуансона ввинчивается подвес 14 с грузом 15. После снятия с разборного пуансона четырех конических штифтов 10 посредством ударов груза 15 о наковальню подвеса 16, центральный стержень 13 разборного пуансона вынимается из окружающих его сегментов 11 и вкладышей 12, после чего сначала смещаются к центру, затем извлекаются из отштампованного сильфона вкладыши 12, а затем сегменты 11.

Предложенное устройство позволяет сократить число переходов получения сильфонов до минимума, что позволило повысить производительность труда. При этом улучшено качество сильфонов за счет уменьшения разнотолщинности их стенок.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для получения сильфонов или изделий с гофрами на цилиндрических поверхностях. Штамп содержит эластичную матрицу и составной пуансон, снабженный вкладышами, образующими рабочую поверхность. Вкладыши выполнены в виде сегментов, зафиксированных относительно центрального стержня и между собой коническими штифтами или клиньями. В результате обеспечивается получение сильфонов за один переход штамповки, повышается производительность труда и качество сильфонов. 1 ил.

Штамп, содержащий эластичную матрицу и составной пуансон, снабженный вкладышами, образующими рабочую поверхность, отличающийся тем, что вкладыши выполнены в виде сегментов, зафиксированных относительно центрального стержня и между собой коническими штифтами или клиньями.