СПОСОБ ВЫТЯЖКИ СЛОЖНОЙ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ДЕТАЛИ С ПРИЖИМОМ КРАЕВОЙ ЧАСТИ ПОЛОВИНЫ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК B21D22/22 

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано в прессовых производствах для штамповки крупногабаритных деталей из листовых материалов (металлов и неметаллов), преимущественно для штамповки-вытяжки крупногабаритных кузовных деталей автомобилей, тракторов, сельхозмашин, бытовой и другой техники на прессах простого, двойного и тройного действия, а также на многопозиционных прессах-автоматах.

Известен традиционный способ вытяжки детали без фланца на прессе двойного действия в штампе, содержащем пуансон, закрепленный на внутреннем ползуне пресса, матрицу, закрепленную на нижней неподвижной плите штампа, и прижим, закрепленный на наружном ползуне пресса (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - СПб.: Машиностроение, 1979, с.441, рис.346).

Известен также способ вытяжки детали с фланцем на прессе двойного действия в штампе, содержащем пуансон, закрепленный на внутреннем ползуне пресса, матрицу, закрепленную на нижней неподвижной плите штампа, и прижим, закрепленный на наружном ползуне пресса (Нефедов А.П. Конструирование и изготовление штампов. М.: Машиностроение, 1973, с.64, рис.46).

Общим недостатком этих известных способов вытяжки является необходимость прижима краевой части по всему периметру заготовки, что излишне увеличивает массу идущего в отход технологического припуска и норму расхода материала на одну деталь, а также увеличивает сложность и массу штампа для вытяжки.

Задачей изобретения является разработка способа вытяжки сложной крупногабаритной пространственной детали с прижимом краевой части только половины заготовки. По сравнению с традиционным способом новый способ вытяжки дает уменьшение отходов и нормы расхода листового материала на одну деталь, снижение сложности и массы штампа для вытяжки, что, в целом, снижает себестоимость изготовления листоштампованной детали.

Поставленная задача решается за счет того, что вырубленную из листового материала заготовку укладывают в штамп, при ходе ползуна пресса вниз сначала при помощи прижима штампа осуществляют формоизменение и прижим краевой части только половины заготовки между развертывающимися прижимными поверхностями матрицы и прижима, при дальнейшем ходе ползуна пуансон сначала изгибает сводную - неприжатую половину заготовки, расположенную напротив прижатой половины заготовки, по закруглениям выступающих по высоте частей матрицы, одновременно перемещая свободную часть заготовки к прижатой части и тем самым осуществляя набор материала в центральной части заготовки перед последующим формоизменением этой части заготовки, затем пуансон вытягивает стенки полуфабриката из-под прижатой половины заготовки и в конце хода формоизменяет всю центральную часть заготовки по рабочей поверхности центральной части полости матрицы.

Сущность изобретения по вариантам характеризуется фиг.1-5.

На фиг.1 показаны: исходная листовая заготовка 4, контур полуфабриката после вытяжки 7, линия обрезки 8 технологического припуска на полуфабрикате, ось симметрии 9 левого и правого, расположенного зеркально по отношению к левому, полуфабрикатов, из которых на последующих операциях будут отштампованы соответственно левая и правая детали, 10 - линия, по которой после обрезки технологического припуска на последней операции штамповки одна, свободная при вытяжке, половина полуфабриката для левой или правой детали будет изогнута по отношению к другой, прижатой при вытяжке, половине полуфабриката на угол, например, равный 90 градусов, после чего будет получена готовая листоштампованная деталь, идущая далее на сборку изделия.

На фиг.2 показан разрез штампа для осуществления нового способа вытяжки полуфабриката на прессе двойного или тройного действия в момент загрузки листовой заготовки, где 1 - пуансон, 2 - матрица, 3 - прижим, 4 - листовая заготовка, 5 - выступающие на высоту "h" две симметрично расположенные части матрицы 2; на виде сверху W штампа верхняя линия С₁-С₂ вертикальной плоскости проецируется на главный вид спереди А-А в точку С₁, С₂; точками B₁ и B₂ обозначены точки пересечения осевой линии с контуром исходной заготовки.

На фиг.3 показано сечение штампа для осуществления нового способа вытяжки полуфабриката на прессе двойного или тройного действия в нижнем крайнем положении обоих ползунов пресса и верхней половины штампа в момент окончания процесса вытяжки заготовки; на виде W изображена нижняя половина штампа с вытянутым полуфабрикатом 11.

На фиг.4 показан разрез штампа для осуществления нового способа вытяжки полуфабриката на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате в момент загрузки листовой заготовки, где 1 - пуансон, 2 - матрица, 3 - прижим, 4 - листовая заготовка, 5 - выступающие на высоту "h" две симметрично расположенные части матрицы, 6 - толкатели, через которые подушка пресса передает силу прижима на прижим 3 штампа для вытяжки; на виде W штампа верхняя линия С₁-С₂ вертикальной плоскости проецируется на главный вид спереди А-А в точку С₁, С₂; точками B₁ и B₂ обозначены точки пересечения осевой линии с контуром исходной заготовки.

На фиг.5 дано сечение штампа для осуществления нового способа вытяжки полуфабриката на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате в нижнем крайнем положении ползуна пресса и верхней половины штампа в момент окончания процесса вытяжки заготовки; на виде W изображена верхняя половина штампа с вытянутым полуфабрикатом 11.

По варианту 1 на прессе двойного или тройного действия способ реализуется следующим образом (фиг.2 и 3). Вырубленную из листового материала заготовку 4 укладывают на матрицу 2. При ходе наружного ползуна пресса при помощи закрепленного на этом ползуне прижима штампа осуществляют формоизменение и прижим краевой части половины заготовки 4 между развертывающимися прижимными поверхностями матрицы 2 и прижима 3; в крайнем нижнем положении наружный ползун пресса останавливается, удерживая прижатой краевую часть половины заготовки до конца вытяжки. При ходе внутреннего ползуна пресса закрепленный на этом ползуне пуансон 1 сначала изгибает свободную половину заготовки 4, расположенную напротив прижатой половины заготовки, по закруглениям выступающих на высоту "h" двух симметрично расположенных частей 5 матрицы 2, одновременно перемещая свободную часть заготовки к прижатой части и тем самым осуществляя набор материала в центральной части заготовки перед последующей рельефной формовкой этой части заготовки. При дальнейшем ходе внутреннего ползуна пуансон 1 по матрице 2 вытягивает стенки полуфабриката из-под прижатой половины заготовки, и одновременно за счет набранного материала осуществляет рельефную формовку центральной части заготовки, и уже в самом конце хода выполняет правку давлением всей находящейся под пуансоном центральной части вытянутого полуфабриката по рабочей поверхности центральной части полости матрицы 2.

По варианту 2 на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате способ реализуется следующим образом (фиг.4 и 5). Вырубленную из листового материала заготовку 4 укладывают на прижим 3. При ходе ползуна пресса при помощи закрепленной на этом ползуне матрицы 2 осуществляют формоизменение и прижим краевой части половины заготовки 4 между развертывающимися прижимными поверхностями матрицы 2 и прижима 3, опирающегося через толкатели 6 на подушку пресса (подушка пресса не показана). При дальнейшем ходе ползуна пресса закрепленная на этом ползуне матрица 2 сначала изгибает по пуансону 1 свободную половину заготовки 4, расположенную напротив прижатой половины заготовки, по закруглениям выступающих на высоту "h" двух симметрично расположенных частей 5 матрицы 2, одновременно перемещая свободную часть заготовки к прижатой части и тем самым осуществляя набор материала в центральной части заготовки перед последующей рельефной формовкой этой части заготовки. При дальнейшем ходе ползуна матрица 2 по пуансону 1 вытягивает стенки полуфабриката из-под прижатой половины заготовки, и одновременно за счет набранного материала осуществляет рельефную формовку центральной части заготовки, и уже в самом конце хода выполняет правку давлением всей центральной части вытянутого полуфабриката между рабочими поверхностями матрицы 2 и пуансона 1.

Участок "h" с номером 5 (по высоте вытянутой стенки полуфабриката), на который две симметрично расположенные части матрицы выступают над остальной вытянутой стенкой полуфабриката, при проектировании процесса вытяжки может изменяться по отношению к пуансону в зависимости от угла поворота поверхности полости матрицы вокруг линии 5 (фиг.1) будущей гибки полуфабриката на последней операции гибки. Значение этого участка "h" с номером 5 по высоте вытянутой стенки полуфабриката может быть определено при помощи компьютерного моделирования процесса вытяжки и уточнено экспериментальным путем.

Поскольку по обоим вариантам на свободной - неприжатой части заготовки отсутствует прижим, вследствие чего нет необходимости вытягивать заготовку из-под прижима, то технологический припуск на обрезку на свободной части заготовки имеет значительно меньшие размеры и массу, чем при традиционном способе вытяжки в штампе с прижимом краевой части по всему периметру заготовки, за счет чего при использовании нового способа вытяжки достигается экономия листового материала. И так как в штампе для вытяжки по новому способу необходимо изготовить не целый прижим, а только половину, то масса штампа для вытяжки и его стоимость значительно уменьшаются.

Все варианты данного способа вытяжки, по сравнению с традиционной вытяжкой, дают уменьшение нормы расхода листового материала на одну деталь и трудоемкости изготовления детали, а также массы, трудоемкости и стоимости изготовления штампа для вытяжки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к вытяжке сложных крупногабаритных пространственных деталей. На прессе сначала осуществляют формоизменение и прижим краевой части только половины заготовки между развертывающимися прижимными поверхностями матрицы и прижима, а затем при ходе ползуна пресса закрепленный на этом ползуне пуансон сначала изгибает свободную половину заготовки, расположенную напротив прижатой половины заготовки, по закруглениям выступающих по высоте частей матрицы, одновременно перемещая свободную часть заготовки к прижатой части и тем самым осуществляя набор материала в центральной части заготовки перед последующей рельефной формовкой этой части заготовки, затем пуансон по матрице вытягивает стенки полуфабриката из-под прижатой половины заготовки и одновременно за счет набранного материала осуществляет рельефную формовку центральной части заготовки по рабочей поверхности центральной части полости матрицы и в конце хода выполняет правку давлением поверхности вытянутого полуфабриката между рабочими поверхностями пуансона и матрицы. Данный способ вытяжки дает уменьшение массы идущего в отход технологического припуска и за счет этого уменьшение нормы расхода листового материала на одну деталь. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ вытяжки сложной крупногабаритной пространственной детали с прижимом краевой части листовой заготовки в штампе на прессе двойного или тройного действия, включающий укладку заготовки на матрицу штампа, прижим краевой части заготовки прижимом штампа при ходе наружного ползуна пресса и последующее формоизменение центральной части заготовки пуансоном и матрицей при ходе внутреннего ползуна пресса с закрепленным на ползуне пуансоном, отличающийся тем, что при ходе наружного ползуна пресса при помощи закрепленного на этом ползуне прижима штампа осуществляют формоизменение и прижим краевой части половины заготовки между развертывающимися прижимными поверхностями матрицы и прижима, при ходе внутреннего ползуна пресса закрепленным на этом ползуне пуансоном сначала изгибают свободную половину заготовки, расположенную напротив прижатой половины заготовки, по закруглениям выступающих по высоте частей матрицы, одновременно перемещают свободную часть заготовки к прижатой части и осуществляют набор материала в центральной части заготовки перед последующей рельефной формовкой этой части заготовки, затем пуансоном по матрице вытягивают стенки полуфабриката из-под прижатой половины заготовки и одновременно за счет набранного материала осуществляют рельефную формовку центральной части заготовки по рабочей поверхности центральной части полости матрицы и в конце хода выполняют правку давлением поверхности вытянутого полуфабриката между рабочими поверхностями пуансона и матрицы.

2. Способ вытяжки сложной крупногабаритной пространственной детали с прижимом краевой части листовой заготовки в штампе на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате, включающий укладку заготовки на прижим штампа, прижим краевой части заготовки прижимом штампа при ходе ползуна пресса и последующее формоизменение центральной части заготовки пуансоном и матрицей, отличающийся тем, что при ходе ползуна пресса при помощи закрепленной на этом ползуне матрицы штампа сначала осуществляют формоизменение и прижим краевой части половины заготовки между развертывающимися прижимными поверхностями матрицы и прижима, опирающегося через толкатели на подушку пресса, при дальнейшем ходе ползуна пресса закрепленной на этом ползуне матрицей сначала изгибают свободную половину заготовки, расположенную напротив прижатой половины заготовки, по закруглениям выступающих по высоте частей матрицы, одновременно перемещают свободную часть заготовки к прижатой части и осуществляют набор материала в центральной части заготовки перед последующей рельефной формовкой этой части заготовки, затем матрицей по пуансону вытягивают стенки полуфабриката из-под прижатой половины заготовки и одновременно за счет набранного материала осуществляют рельефную формовку центральной части заготовки по рабочей поверхности центральной части полости пуансона и в конце хода выполняют правку давлением поверхности вытянутого полуфабриката между рабочими поверхностями пуансона и матрицы.