ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ КУЗОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ Российский патент 2005 года по МПК B21D22/22 

Изобретение относится к холодной листовой штамповке и может быть использовано для вытяжки различных деталей из листовых материалов, преимущественно для штамповки кузовных деталей сложной формы автомобилей, автобусов, сельхозтехники, бытовой техники и т.п.

Известен вытяжной штамп, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами П-образной формы и прижим с углублениями под перетяжные пороги (В.П. Романовский «Справочник по холодной штамповке», Ленинград, «Машиностроение», 1971 г., стр. 230-231, рис.190), при вытяжке неглубоких деталей простой формы применение порогов обеспечивает хорошее торможение фланца с минимальными технологическими припусками, что позволяет получить по сравнению с использованием перетяжных ребер или плоского прижима лучшее растяжение металла и экономию листового проката.

Недостатками известного вытяжного штампа с использованием перетяжных порогов П-образной формы являются недостаточная степень торможения при вытяжке деталей сложной формы и большой глубины, а также невозможность дифференцированного торможения фланца заготовки в процессе вытяжки.

Экспериментально установлено, что это происходит (А.Д. Матвеев, В.В. Каданников, И.Ю. Ананченко, В.А. Халдинов, В.А. Гуров «Работа перетяжного порога вытяжных штампов», «Кузнечно-штамповочное производство, 1989 г., №8) из-за небольшой поверхности контакта заготовки с порогом матрицы, т.к. кривизна изгиба листовой заготовки на участках ее скольжения по цилиндрическим рабочим поверхностям перетяжного порога больше кривизны этих поверхностей.

Недостатком такой конструкции штампа является то, что 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 штамп для вытяжки (а.с. РФ №2082526, кл. МПК В 21 D 22/22, БИ №43, 1991 г.) усовершенствованной конструкции, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами, верхняя поверхность которых выполнена наклонной относительно прижимной поверхности на угол, равный 6-8°, и прижим с выемками под перетяжные пороги, причем боковая поверхность порога выполнена наклонной относительно проема матрицы на угол, равный 8-10°, а выемки прижима под пороги выполнены эквидистантно соответствующим поверхностям прижима и проема матрицы.

Недостатком известного штампа является то, что он имеет ограниченное применение из-за большой сложности обработки и подгонки поднутренних боковых поверхностей перетяжного порога, а также перерасход металла из-за проскальзывания металла заготовки в проем матрицы в процессе вытяжки.

Поставленная задача решается с целью расширить технические возможности и получить экономию листового проката.

Предлагается вытяжной штамп, в котором верхняя поверхность перетяжного порога выполнена эквидистантной прижимной поверхности с выступом у перетяжной кромки матрицы с высотой, равной (2,0-2,4)S₀, и радиусом, равным перетяжному радиусу матрицы, а выемки прижима под перетяжные пороги выполнены радиусной формы с радиусом, равным (20,0-25,0)S₀.

Сущность изобретения заключается в том, что штамп для вытяжки кузовных деталей сложной формы, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами и прижим с выемками под пороги, согласно изобретения верхняя поверхность перетяжного порога выполнена эквидистантной прижимной поверхности с выступом у перетяжной кромки матрицы с высотой, равной (2,0-2,4)S₀, и радиусом, равным перетяжному радиусу матрицы, а выемки прижима под перетяжные пороги выполнены радиусной формы с радиусом, равным (20,0-25,0)S₀, где S₀ - исходная толщина заготовки с учетом положительного допуска на толщину листа.

Такая конструкция штампа для вытяжки кузовных деталей сложной формы учитывает то, что расширяются технические возможности применения перетяжных порогов сложной формы, т.к. упрощается обработка и подгонка поверхностей перетяжного порога, а также достигается экономия листового проката за счет увеличения интенсивности торможения и возможности дифференцированного торможения фланца заготовки в процессе вытяжки в связи с тем, что форма верхней поверхности порога и верхней поверхности выемки прижима под порог приближены к профилю естественного изгиба заготовки при ее протягивании в лабиринте порога.

На фиг.1 изображен осевой разрез вытяжного штампа на прессе двойного действия; на фиг.2 - увеличенный фрагмент I в зоне элементов торможения.

Штамп содержит пуансон 1, матрицу 2, прижим 3, вставку матрицы 4, перетяжные пороги 5 на матрице с выступом 6, выемки 7 под пороги 5 на прижиме 3, штампуемую деталь 8.

Штамп работает следующим образом.

На поверхность матрицы 2 загружается заготовка, при ходе наружного ползуна пресса (не показан) порогом 5 матрицы 2 и выемки 7 прижима 3 формируются элементы торможения и осуществляется прижим периферийной части 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 и плоским участками верхней поверхности порога 5 и цилиндрическим участком верхней поверхности выемки 7 прижима 3, в других точках фланец заготовки находится с зазором относительно верхней плоскости углубления прижима 3, прилегает к порогу 5 только за счет сил втягивания заготовки в проем матрицы 2 по относительно узким площадкам смятия и тормозится за счет сил контактного трения, зазор между верхней поверхностью углубления прижима 3 и поверхности порога матрицы 2 в зоне контакта с металлом заготовки может быть переменным или постоянным, верхняя поверхность перетяжного порога 5, матрицы 2 выполнена эквидистантной прижимной поверхности с выступом 6 у перетяжной кромки матрицы 2 с высотой выступа 6 h₁, равной (2,0-2,4)S₀, и радиусом r₁, равным перетяжному радиусу матрицы 2, а выемки 7 прижима 3 под перетяжные пороги 5 выполнены радиусной формы с радиусом r₂, равным (20,0-25,0)S₀, с центром радиуса, расположенным в зоне прижима 3, торможение на боковых поверхностях порога 5 и выемки 7 под порог, выполненных с зазором, осуществляется за счет сил контактного трения между материалом заготовки и соответствующими поверхностями на достаточно узких площадках смятия.

Оптимальные параметры элементов торможения h₁, r₁ и r₂ установлены экспериментально с учетом максимального приближения формы перетяжного порога 5 и выемки 7 под порог 5 на прижиме 3 к кривизне изгиба листовой заготовки при протягиваниии ее в лабиринте порога 5, эти параметры обеспечивают увеличение пятна контакта заготовки с верхними поверхностями порога 5 и выемки 7 под порог 5 и концентрацию усилия торможения на этих поверхностях, в результате увеличивается степень торможения заготовки в процессе вытяжки, изменяя при наладке штампа параметры элементов торможения h₁, r₁ и r₂, появляется возможность регулирования степени торможения и интенсивности растяжения металла заготовки в зависимости от геометрии конкретной штампуемой детали 8 и условий штамповки, что обеспечит равномерное течение металла на контуре проема матрицы 2 в процессе вытяжки.

Использование данного устройства штампа для вытяжки кузовных деталей сложной формы позволяет расширить технические возможности применения перетяжных порогов сложной формы, т.к. упрощается обработка и подгонка поверхностей перетяжных порогов за счет увеличения степени торможения и интенсивности растяжения металла заготовки, появляется возможность добиться экономии листового проката, повысить жесткость, несущую способность штампуемых деталей.

Изобретение относится к холодной листовой штамповке. Штамп содержит пуансон, матрицу с перетяжными порогами и прижим с выемками под пороги. Верхняя поверхность перетяжного порога выполнена эквидистантной прижимной поверхности с выступом у перетяжной кромки матрицы высотой, выбранной в зависимости от толщины исходной заготовки с учетом положительного допуска на толщину листа, и радиусом, равным перетяжному радиусу матрицы. Выемки прижима под перетяжные пороги выполнены радиусной формы с радиусом, выбранным в зависимости от толщины исходной заготовки с учетом положительного допуска на толщину листа. Увеличивается степень торможения и интенсивность растяжения металла заготовки. 2 ил.

Штамп для вытяжки кузовных деталей сложной формы, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными порогами и прижим с выемками под пороги, отличающийся тем, что верхняя поверхность перетяжного порога выполнена эквидистантной прижимной поверхности с выступом у перетяжной кромки матрицы высотой, равной (2,0-2,4)S₀, и радиусом, равным перетяжному радиусу матрицы, а выемки прижима под перетяжные пороги выполнены радиусной формы с радиусом, равным (20,0-25,0)S₀, где S₀ - исходная толщина заготовки с учетом положительного допуска на толщину листа.