УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 2007 года по МПК B21D22/12 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, к холодной штамповке, в частности для изготовления штампованных теплообменных пластин, поверхность которых образована "гофрами" в виде многочисленных выступов и впадин.

Известно устройство для штамповки листовой стали, включающее в себя станину, в которую вмонтирована нижняя опорная подушка с жесткой матрицей, над которой расположена эластичная подушка. См. кн. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Ленинград, Машиностроение, 1971 год. с.257, рис.206.

Недостатком известного устройства является низкая стойкость эластичной подушки при высоких удельных давлениях.

Известен более совершенный пресс гидравлический модели 5252 для штамповки резиной с подачей рабочей жидкости в контейнер с резиновой камерой с удельным давлением формообразования 600 кг/см², усилием 16000 тс, представляющий кованносварную трубу, в которой смонтированы нижняя опорная подушка с выдвигаемыми столами, над которыми расположен контейнер с резиновой камерой и формующей резиновой подушкой. См. кн. Добринский Н.С. Гидравлический привод прессов. М.: Машиностроение, 1975 год, с.199, рис.102.

На плоскости нижней опорной подушки укреплена неподвижная гребенка с гребнями, имеющими прямоугольную форму, в которую входит своими зубьями подвижная гребенка.

Подъемными цилиндрами стол поднимается до упора в контейнер.

Одновременно со столом поднимается подвижная гребенка, которая затем сдвигается гидроцилиндром на шаг. Так обеспечивается жесткий упор стола о станину пресса. Рабочая жидкость подается в полость контейнера мультипликаторами.

Недостатками вышеназванного устройства являются относительно низкое удельное давление формования, применение в качестве формующего элемента подушки и камеры из резины, что исключает возможность работы на высоких давлениях более 1800 кг/см².

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является гидравлическая установка, содержащая верхнюю и нижнюю плиты, направляющие колонны, матрицу, контейнер с размещенным в нем пуансоном, предназначенная для обработки металла давлением, содержащая также станину, штамп формовки, клиновой механизм запирания, мультипликатор высокого давления. См. патент на полезную модель №30336. Формующий элемент выполнен из полиуретана, уплотнение имеет вид буртика с наклонными под углом в 30-35 градусов поверхностями, принудительно уплотняемого распорной плитой. Запирающий элемент выполнен в виде подвижной в горизонтальном направлении плиты, при этом на той и на другой плитах расположены в шахматном порядке уплотнительные фрагменты, имеющие форму клина. Нижняя компенсационная плита штампа выполнена выдвижной и имеет площадь в 1,02-1,03 раза больше, чем площадь формующей пластины. Станина гидравлической установки выполнена в виде пакета листов стального проката.

К недостаткам известной гидравлической установки - прототипа можно отнести использование для создания высокого давления специального и сложного по конструкции дополнительного оборудования или использование более мощного и энергетически затратного прессового оборудования.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности расширение технологических возможностей универсального серийно выпускаемого прессового оборудования, и обеспечение формообразования поверхностей пластин на прессах с ограниченными по усилиям возможностями.

Поставленная задача достигается тем, что оно снабжено поворотным механизмом и системой его управления, пуансон состоит из жесткой наружной части, выполненной с возможностью осуществления формообразования внешнего контура заготовки, и центральной эластичной части, контактно связанной при помощи системы управления с поворотным механизмом и верхней плитой штампа, выполненной с возможностью осуществления возможности формообразования внутреннего участка заготовки.

Поворотный механизм выполнен в виде двух контактно связанных друг с другом частей - держателя и имеющего возможность поворота в горизонтальной плоскости поворотного кольца, при этом на держателе выполнены чередующиеся выступы и впадины, а на поворотном кольце - соответствующие им впадины и выступы.

Система управления поворотным механизмом выполнена в виде рычага, жестко связанного с поворотным кольцом поворотного механизма.

Центральный пуансон выполнен из полиуретана.

Признаки дополнения устройства поворотным механизмом и системой его управления и выполнения пуансона, состоящего из жесткой наружной части, выполненной с возможностью осуществления формообразования внешнего контура заготовки, и центральной эластичной части, контактно связанной при помощи системы управления с поворотным механизмом и верхней плитой штампа, выполненной с возможностью осуществления возможности формообразования внутреннего участка заготовки, - являются признаками новыми, обладают изобретательским уровнем, промышленно применимы и направлены на достижение поставленной изобретением задачи расширения технологических возможностей прессового оборудования за счет последовательного, за несколько ходов ползуна пресса, формования листового материала (площади, разделенной на части) и наиболее эффективного использования усилия пресса.

Признаки выполнения поворотного механизма в виде двух контактно связанных друг с другом частей - держателя и имеющего возможность поворота в горизонтальной плоскости поворотного кольца, при этом на держателе выполнены чередующиеся выступы и впадины, а на поворотном кольце - соответствующие им впадины и выступы - являются дополнительными признаками, раскрывающими конкретное выполнение основных признаков, направленных на достижение поставленной изобретением задачи. При поочередном повороте кольца вправо и влево выступы держателя в первом случае совпадают со впадинами поворотного кольца, во втором случае совпадают с выступами поворотного кольца.

Система управления поворотным механизмом, выполненная в виде рычага, жестко связанного с поворотным кольцом механизма, имеющим возможность поворота в горизонтальной плоскости, позволяет достичь поставленную изобретением задачу четкой установки впадин и выступов держателя относительно впадин и выступов поворотного кольца и является дополнительным признаком, представляющим собой в сочетании с особенностями выполнения поворотного механизма вариант выполнения системы управления, поскольку при выполнении на держателе и поворотном кольце впадин и выступов различной ширины и установка поворотных колец более одного позволит разделить формирование поверхности пластины на несколько участков и этим осуществить формирование поверхности пластины за три хода ползуна пресса и более и добиться снижения рабочего усилия пресса.

Выполнение центрального пуансона из полиуретана снижает затраты на изготовление штамповой оснастки, обеспечивает продолжительный ресурс работы, повышает точность геометрических размеров штампуемой детали и обеспечивает достижение поставленной изобретением технической задачи.

На фиг.1 схематично представлено устройство для штамповки листовых заготовок. На левой стороне фиг.1 показано положение элементов штампа при формообразовании наружного контура листовой заготовки. На правой стороне фиг.1 представлена схема формообразования центральной части листовой заготовки.

На фиг.2 разрез по Б-Б представлен поворотный механизм с ручным приводом от рычага, находящегося в крайнем левом положении.

На фиг.3 представлен образец формируемой пластины.

Устройство для штамповки листовых заготовок состоит из верхней плиты 1 со смонтированными на ней направляющими колоннами 2, держателем 3 с выполненными на нем выступами и впадинами и направляющими 4, пуансоном 5, поворотным кольцом 6 с выполненными на нем выступами и впадинами, промежуточной опорой 7, кольцом 8, контейнером 9 с наружным пуансоном 10 и внутренним эластичным пуансоном 11 из полиуретана, контактно связанным при помощи винтов 10 с верхней плитой 1 штампа. Матрица 13 закреплена на нижней плите 14 с направляющими колоннами 15 и направляющими втулками 16. Рычаг 17 жестко связан с поворотным кольцом 6 механизма поворота. Между пуансоном 5 по периметру эластичного пуансона из полиуретана 11 установлено уплотнительное кольцо 18.

Предлагаемое устройство для штамповки листовых заготовок работает следующим образом. В исходном положении контейнер 9 поднят при помощи винтов 10 и находится в крайнем верхнем положении. При этом между матрицей 13 и пуансонами 10 и 11 обеспечивается зазор, достаточный для установки листовой заготовки 19 и удаления отформованной детали. Рычаг 17 устанавливается в крайнее левое положение см. фиг.2.

При опускании верхней плиты, все закрепленные на ней детали штампа начинают двигаться вниз. При этом выступы держателя 3 входят в пазы 20 поворотной кольца 6, обеспечивая тем самым контакт между пуансоном 10 и матрицей 13. Осуществляется формообразование внешнего контура 21 листовой заготовки 19. При этом эластичный пуансон 11 из полиуретана в работе не участвует, о чем свидетельствует наличие зазора 22 (см. фиг.1 - левая сторона). После подъема верхней плиты 1 производится поворот рычага 17 в крайнее правое положение и соответственно поворот поворотного кольца 6 и осуществляется второй ход ползуна пресса. При этом поворотное кольцо 6 поворачивается в положение, при котором выступы держателя 3 упираются в выступы 23 поворотного кольца 6. Матрица 13 и пуансон 10 смыкаются между собой без усилия, поскольку внешний контур 21 листовой заготовки 19 подвергся формообразованию при первом ходе ползуна пресса. Участие в формообразовании при втором ходе принимают элементы эластичного пуансона 11 из полиуретана, которые формируют внутренний центральный участок 24 листовой заготовки 19, превращая ее в сформированную штамповкой деталь.

После подъема всех подвижных частей устройства в крайнее верхнее положение отштампованная деталь извлекается из рабочей зоны и направляется на дальнейшую обработку. На освободившееся место устанавливается новая листовая заготовка.

В настоящее время на предприятии на предлагаемое устройство для штамповки листовых заготовок разработаны рабочие чертежи для получения пластин теплообменника, изготовлен и испытан опытный образец устройства, показавший хорошие результаты. Полученная при помощи предлагаемого устройства опытная партия пластин теплообменника соответствует чертежу и техническим условиям. При этом предприятию не потребовалось приобретать дорогостоящее, более мощное прессовое оборудование. После доработки элементов конструкции и технологии штамповки предлагаемое устройство для штамповки листовых заготовок будет использовано в производстве.

Изобретение относится к области машиностроения, к холодной штамповке и предназначено для изготовления штампованных теплообменных пластин, поверхность которых образована "гофрами". Устройство содержит верхнюю и нижнюю плиты, направляющие колонны, матрицу, контейнер с размещенным в нем пуансоном, поворотный механизм и систему его управления. Пуансон состоит из жесткой наружной части и центральной эластичной части. Наружная часть выполнена с возможностью осуществления формообразования внешнего контура заготовки. Центральная часть контактно связана при помощи системы управления с поворотным механизмом и верхней плитой штампа. Верхняя плита штампа выполнена с возможностью осуществления формообразования внутреннего участка заготовки. В результате расширяются технологические возможности и обеспечивается формообразование поверхностей пластин на прессах с ограниченными по усилиям возможностями. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для штамповки листовых заготовок, содержащее верхнюю и нижнюю плиты, направляющие колонны, матрицу, контейнер с размещенным в нем пуансоном, отличающееся тем, что оно снабжено поворотным механизмом и системой его управления, пуансон состоит из жесткой наружной части, выполненной с возможностью осуществления формообразования внешнего контура заготовки, и центральной эластичной части, контактно связанной при помощи системы управления с поворотным механизмом и верхней плитой штампа, выполненной с возможностью осуществления формообразования внутреннего участка заготовки.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поворотный механизм выполнен в виде двух контактно связанных друг с другом частей - держателя и имеющего возможность поворота в горизонтальной плоскости поворотного кольца, при этом на держателе выполнены чередующиеся выступы и впадины, а на поворотном кольце - соответствующие им впадины и выступы.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система управления поворотным механизмом выполнена в виде рычага, жестко связанного с поворотным кольцом поворотного механизма.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральный пуансон выполнен из полиуретана.