СПОСОБ ВЫТЯЖКИ СЛОЖНОЙ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ДЕТАЛИ С ПНЕВМОСЪЕМНИКАМИ В МАТРИЦЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2013 года по МПК B21D22/26 B21D37/00 

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 и другой техники на листоштамповочных прессах простого, двойного и тройного действий, а также на листоштамповочных многопозиционных автоматах.

Известен традиционный способ вытяжки сложной крупногабаритной детали из листовой заготовки на прессе двойного действия, включающий укладку листовой заготовки на штамп, при ходе наружного ползуна пресса - прижим фланца листовой заготовки прижимной плитой штампа к прижимной поверхности матрицы, при ходе внутреннего ползуна пресса - вытяжку центральной части листовой заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы вдоль контура в плане с одновременным торможением фланца листовой заготовки при помощи тормозных элементов штампа типа перетяжных ребер и порогов, причем в процессе вытяжки воздух из зазора между рабочими поверхностями пуансона и матрицы и листовой заготовки удаляют через отверстия в пуансоне, чтобы этот воздух не мешал процессу формоизменения листовой заготовки (Нефедов А.П. Конструирование и изготовление штампов. - М.: Машиностроение, 1973, с.64, рис.46).

Недостатком известного способа вытяжки является то, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката пуансоном в матрицу, выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката, когда расположенный внутри матрицы выталкиватель начинает подниматься вместе с центральной частью полуфабриката, за счет больших сил сцепления и прилипания смазанной краевой части полуфабриката к прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами или порогами эта нежесткая краевая часть тонколистового полуфабриката застревает на неподвижной прижимной поверхности матрицы, при этом сила сцепления краевого участка полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы сначала превалирует над силой сопротивления этого участка полуфабриката. Затем в процессе подъема выталкивателя площадь контакта краевой части полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы и соответственно сила сцепления краевой части полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы уменьшаются, а площадь поверхности поднимаемой краевой части полуфабриката и соответственно сила сопротивления этой части возрастают, в результате чего в определенный момент краевая часть полуфабриката отсоединяется от прижимной поверхности матрицы. Прекращение застревания и отсоединение краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы сопровождаются характерным звуковым эффектом типа хлопка, поэтому на производстве это явление потери устойчивости краевой части полуфабриката называется "хлопуном краевой части полуфабриката при подъеме выталкивателя" (не путать с "хлопуном" при эксплуатации готового листоштампованного изделия). Застревание краевой части полуфабриката на прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами или порогами является нестабильным процессом, который то проявляется, то нет, и зависит от большого количества неуправляемых технологических факторов (состав и толщина слоя смазки, зазор между прижимными поверхностями матрицы с перетяжными ребрами и порогами и прижимной плиты, износ рабочих поверхностей пуансона, матрицы и прижимной плиты и др.). Эти факторы различны для каждой наладки штампа для вытяжки каждой партии полуфабрикатов. После такого застревания и возврата на прежнее место краевая часть полуфабриката и прилегающие к ней участки центральной части полуфабриката искажаются с образованием складок и изломов, что приводит к снижению точности и качества и даже к браку вытянутого полуфабриката, особенно при штамповке лицевых кузовных деталей автомобилей и подобной техники, так как к лицевым деталям предъявляются очень высокие требования по качеству поверхности.

Задачами изобретения являются повышение качества вытянутого полуфабриката и стабилизации технологического процесса вытяжки.

Технический результат заключается в повышении качества вытянутого полуфабриката и стабилизации технологического процесса вытяжки.

Поставленные задачи решаются за счет того, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката, выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката в момент начала хода расположенного в матрице выталкивателя вверх для отсоединения плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами и порогами включают расположенные в матрице по периметру напротив краевой части полуфабриката пневмо- или гидросъемники, штоки которых выдвигают из прижимной поверхности матрицы и отсоединяют плотно прилегающую и сцепленную через слой смазки краевую часть полуфабриката от прижимной поверхности матрицы.

Сущность изобретения по варианту 1 характеризуется фиг.1. На фиг.1 показано сечение штампа для осуществления заявляемого способа вытяжки полуфабриката на прессе двойного или тройного действия в конечный момент вытяжки детали в крайнем нижнем положении наружного и внутреннего ползунов пресса.

Способ реализуется на прессе двойного или тройного действия следующим образом. Листовую заготовку укладывают на прижимную поверхность матрицы 1, как правило, с перетяжными ребрами или порогами 5. При ходе наружного ползуна пресса вниз при помощи закрепленной на нем прижимной плиты 2 осуществляют формовку краевой части листовой заготовки и ее прижим по прижимной поверхности матрицы 1. При ходе внутреннего ползуна пресса вниз закрепленный на этом ползуне пуансон 3 втягивает листовую заготовку в рабочую полость матрицы 1. Чтобы в процессе вытяжки воздух в зазоре между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и листовой заготовки не мешал процессу формоизменения листовой заготовки, этот воздух удаляется через отверстия 6 в пуансоне 3. После окончания процесса вытяжки полуфабриката 4 дном вниз, выхода пуансона 3 из матрицы 1 и отхода прижимной плиты 2 от полуфабриката 4 в момент начала хода вверх расположенного в матрице 1 выталкивателя (на фигурах не показан) для отсоединения плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы 1 с перетяжными ребрами или порогами 5 включают расположенные в матрице 1 по периметру краевой части полуфабриката 4 пневмо- или гидросъемники 7, отсоединяющие краевую часть полуфабриката 4 от прижимной поверхности матрицы 2. Как только между краевой частью полуфабриката 4 и прижимной поверхностью матрицы 1 образовался зазор, пневмо- или гидросъемники 7 возвращают в исходное положение.

Таким образом, выталкиватель в матрице 1 совместно с пневмо- или гидросъемниками 7 отсоединяют центральную и краевую части полуфабриката 4 от поверхности матрицы 1, и полуфабрикат 4 остается лежать в строго зафиксированном положении на выталкивателе в его верхнем положении.

Далее полуфабрикат 4 снимают с выталкивателя при помощи средств механизации или вручную. Перетяжные ребра или пороги могут располагаться на рабочей поверхности прижимной плиты, тогда на прижимной поверхности матрицы будут канавки под эти перетяжные ребра или пороги.

Аналогично осуществляют процесс вытяжки по новому способу следующего полуфабриката в серийном производстве. На последующих операциях штамповки из полуфабриката изготавливают готовую деталь, которая применяется по назначению.

Если не принимать мер по стабилизации технологического процесса вытяжки, в том числе и по надежному съему полуфабриката с прижимной поверхности матрицы, то после вытяжки при ходе расположенного в матрице выталкивателя вверх зажим и застревание нежесткой и прилипшей к прижимной поверхности матрицы краевой части полуфабриката дает складки и изломы на этой краевой части и прилегающих к ней центральных участках поверхности полуфабриката, эти складки и изломы после всех операций штамповки остаются на поверхности готовой детали, что приводит к снижению точности и качества и даже к браку вытянутого полуфабриката. На производстве для устранения застревания краевой части полуфабриката на прижимной поверхности матрицы потребуется останов автоматической линии штамповки, доработка штампа для вытяжки, подбор новой смазки листовой заготовки и других полумер, что приведет дополнительно еще и к большим производственным издержкам и повышению себестоимости изготовления данной детали.

Для варианта 2 схема процесса вытяжки по варианту 1 (фиг.1) переворачивается, как показано на фиг.2, где неподвижный пуансон 3 закреплен на нижней плите штампа 8. По варианту 2 (фиг.2) способ осуществляется на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате в штампе для вытяжки следующим образом. Листовую заготовку укладывают на поднятую перед вытяжкой рабочую поверхность прижимной плиты 2. При ходе ползуна пресса вниз при помощи закрепленной на нем матрицы 1, как правило, с перетяжными ребрами или порогами 5, сначала осуществляют формовку краевой части листовой заготовки и ее прижим между прижимными поверхностями опускающихся матрицы 1 и прижимной плиты 2, которая через толкатели 9 сквозь нижнюю плиту штампа 8 опирается на подушку пресса (не показана). Затем при продолжении хода ползуна пресса вниз закрепленная на этом ползуне матрица 1 охватывает пуансон 3, в результате чего листовая заготовка втягивается пуансоном 3 в рабочую полость матрицы 1. Чтобы в процессе вытяжки воздух в зазоре между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и листовой заготовки не мешал процессу формоизменения листовой заготовки, этот воздух удаляется через отверстия 6 в пуансоне 3. После окончания процесса формоизменения листовой заготовки с получением полуфабриката 4 дном вверх начинается движение ползуна с матрицей 1 вверх по отношению к неподвижному пуансону 3. Одновременно вместе с матрицей 1 вверх под действием толкателей 9 и подушки пресса поднимается и прижимная плита 2, которая удерживает полуфабрикат 4 в полости матрицы 1. На определенном ходе ползуна пресса вместе с матрицей 1 вверх прижимная плита 2 прекращает следовать за матрицей 1 вверх под действием подушки пресса и останавливается. В момент окончания подъема прижимной плиты 2 вместе с полуфабрикатом 4 и начала разъединения краевой части полуфабриката 4 с прижимной поверхностью матрицы 1 включают расположенные в матрице 1 по периметру краевой части полуфабриката 4 пневмо- или гидросъемники 7, отсоединяющие плотно прилегающую и сцепленную через слой смазки с прижимной поверхностью матрицы краевую часть полуфабриката 4 от прижимной поверхности матрицы 2. Таким образом, пневмо- или гидросъемники 7 совместно с силами тяжести полуфабриката надежно и бездефектно отсоединяют краевую часть полуфабриката 4 от прижимной поверхности матрицы 1, и полуфабрикат 4 остается лежать в строго зафиксированном положении на рабочей поверхности прижимной плиты 2. Как только между полуфабрикатом 4 и прижимной поверхностью матрицы 1 образовался зазор, пневмо- или гидросъемники 7 возвращают в исходное положение.

Далее полуфабрикат 4 снимают с прижимной плиты 2 при помощи средств механизации или вручную. Аналогично осуществляют процесс вытяжки по новому способу следующего полуфабриката в серийном производстве. На последующих операциях штамповки из полуфабриката изготавливают готовую деталь, которая применяется по назначению.

Все варианты данного способа вытяжки полуфабриката более стабильны, по сравнению с известными способами, за счет надежного и бездефектного съема полуфабриката с прижимной плиты и с прижимной поверхности матрицы повышают качество вытянутого полуфабриката, стабилизируют технологический процесс вытяжки, устраняют складкообразование и изломы на его поверхности, за счет снижения процента брака при вытяжке полуфабриката дают экономию и уменьшают норму расхода листового материала на один полуфабрикат, а также снижают трудоемкость и себестоимость изготовления этого полуфабриката.

Изобретение относится к листовой штамповке. Осуществляют укладку листовой заготовки на штамп пресса двойного или тройного действия в первом варианте и на штамп пресса простого действия или многопозиционного пресса-автомата во втором варианте. Далее осуществляют прижим краевой части листовой заготовки прижимной плитой штампа к прижимной поверхности матрицы. Затем втягивают центральную часть листовой заготовки пунсоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением краевой части листовой заготовки при помощи прижимной плиты. Осуществляют окончание процесса вытяжки полуфабриката путем выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката или путем выхода матрицы из пуансона и одновременного подъема прижимной плиты вместе с полуфабрикатом. После окончания процесса вытяжки полуфабриката включают расположенные в матрице по периметру напротив краевой части полуфабриката пневмосъемники. Штоки пневмосъемников выдвигают из прижимной поверхности матрицы и отсоединяют краевую часть полуфабриката от прижимной поверхности матрицы, а также выталкивают полуфабрикат из полости матрицы. В результате обеспечивается повышение точности и качества вытягиваемого полуфабриката и устранение складкообразования и изломов на его поверхности. 2 н.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ вытяжки сложного крупногабаритного полуфабриката из листовой заготовки, включающий укладку листовой заготовки на штамп пресса двойного или тройного действия, содержащий матрицу с рабочей полостью, прижимной поверхностью и выталкивателем, прижимную плиту и пуансон, прижим краевой части листовой заготовки прижимной плитой штампа к прижимной поверхности матрицы, втягивание центральной части листовой заготовки пунсоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением краевой части листовой заготовки при помощи прижимной плиты и окончание процесса вытяжки полуфабриката путем выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката, отличающийся тем, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката, выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката в момент начала хода вверх расположенного в матрице выталкивателя включают расположенные в матрице по периметру напротив краевой части полуфабриката пневмосъемники, штоки которых выдвигают из прижимной поверхности матрицы и отсоединяют краевую часть полуфабриката от прижимной поверхности матрицы.

2. Способ вытяжки сложного крупногабаритного полуфабриката из листовой заготовки, включающий укладку листовой заготовки на штамп пресса простого действия или многопозиционного пресса-автомата, содержащий матрицу с рабочей полостью и прижимной поверхностью, прижимную плиту и пуансон, прижим краевой части листовой заготовки прижимной плитой штампа к прижимной поверхности матрицы, втягивание центральной части листовой заготовки пунсоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением краевой части листовой заготовки при помощи прижимной плиты и окончание процесса вытяжки полуфабриката путем выхода матрицы из пуансона и одновременного подъема прижимной плиты вместе с полуфабрикатом, отличающийся тем, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката и выхода матрицы из пуансона, в момент окончания подъема прижимной плиты вместе с полуфабрикатом и начала разъединения краевой части полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы включают расположенные в матрице по периметру напротив краевой части полуфабриката пневмосъемники, штоки которых выдвигают из прижимной поверхности матрицы и отсоединяют краевую часть полуфабриката от прижимной поверхности матрицы и выталкивают полуфабрикат из полости матрицы.