СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА Российский патент 2024 года по МПК B21K1/46 B21J5/08 B21J13/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к области обработки металлов давлением, и может быть использовано для производства стержневых деталей с расплющенной головкой, в частности электрода на холодновысадочных автоматах.

Известен способ изготовления и машина для штамповки наконечника гибких шлангов, где путем отрезки заготовки мерной длины и формирования ее за восемь переходов, с первого по четвертый переходы выдавливают цилиндрическую часть со стороны головки детали, затем последовательно набирают и формируют глухую полость на противоположной стороне, далее осаживают головку в виде сферы с цилиндрической частью, затем после поворота заготовки на 90° на пятом переходе на шестом переходе расплющивают сферическую часть головки заготовки с боковых сторон, а на последующих переходах формируют отверстие на расплющенной части и окончательно формуют деталь, при этом машина для штамповки наконечника гибких шлангов имеет девять позиций для установки инструмента -матриц и пуансонов, с первой по четвертую позицию установлен традиционный инструмент, на пятой специально предусмотренной в машине позиции установлен инструмент для поворота заготовки на 90°, также предусмотрен специальный инструмент для удерживания и переноса в повернутом на 90° положении заготовки с пятой по девятую позицию штамповки (патент EP 2105220 A1, кл. В21J 5/08, опубл.30.09.2009).

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления требуется устройство в виде специализированного многопозиционного холодновысадочного автомата, с возможностью поворота заготовки на 90° для осуществления операции расплющивания. Кроме того, выполнение самого поворота заготовки на 90°, ее удерживание и перенос в данном положении требует дополнительного специализированного сложного инструмента.

Известен способ и устройство для изготовления стержневой детали с головкой с расплющиванием ее стержня, путем отрезки заготовки мерной длины и формирования ее за три перехода, где на первом переходе осаживается головка и калибруется цилиндрический стержень, на втором переходе формуется цилиндрическая головка, а на стержне редуцируются лыски, далее на окончательном переходе высадки стержень детали расплющивается с боковых сторон, при этом устройство для расплющивания состоит из подвижной в осевом направлении матрицы с конусной полостью, в которой установлены клиновидные плашки, таким образом, что при продольном движении пуансона его торец упирается в торец подвижной матрицы и приводит ее в движение, при этом клиновидные плашки двигаются в радиальном направлении скользя своей наружной частью по конусной полости матрицы обеспечивая расплющивание стержня заготовки с боковых сторон (патент CN101658894B, кл. В21J 1/06, опубл. 03.03.2010).

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходим дополнительный переход обеспечивающий формирование лысок на поверхности заготовки вдоль ее оси, т.к. лыски обеспечивают наличие высвобождения для возможности движения металла при расплющивании заготовки на следующей позиции.

Недостатком устройства является сложность его реализации, связанная с необходимостью расклинивания сомкнутых после рабочего хода клиновидных плашек, требующая применения в устройстве пружин с высокими силовыми характеристиками, например тарельчатых, либо использования специализированного пресса, например двойного действия. Также, из-за того, что расплющивание стержня заготовки осуществляется клиновидными плашками, радиальное движение сжатия передается плашкам путем их скольжения по полости матрицы, и данные элементы испытывают значительные нагрузки, что приводит к невысокой их стойкости.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления, где путем отрезки заготовки мерной длины и формирования ее за четыре перехода, на первом переходе калибруют заготовку, на втором переходе выдавливают цилиндрическую часть на одной стороне заготовки и глухую полость на противоположной, на третьем переходе после переворота заготовки на 180° осаживают головку в виде сферы с цилиндрической частью на одной стороне заготовки, а на противоположной на дне глухой полости формируют отверстие меньшего диаметра, далее на четвертом переходе после поворота заготовки на 90°, расплющивают сферическую часть головки с боковых сторон (патент CN110340265A, кл. В21J 5/00, опубл. 18.10.2019).

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходимо большое количество технологических переходов высадки, и требуется устройство в виде специализированного многопозиционного холодновысадочного автомата, с возможностью поворота заготовки на 90° для осуществления операции расплющивания. Кроме того, выполнение самого поворота заготовки на 90°, ее удерживание и перенос в данном положении требует дополнительного специализированного сложного инструмента.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство содержащее матрицу, выталкиватель из матрицы, расположенный над матрицей верхний блок, пуансон в виде штамповочной головки с радиально расположенной полостью, в которой расположен толкатель, на который в свою очередь надета возвратная пружина, толкатель через два рычага между которыми на оси установлен ролик, соединен жестко со стенкой в полости штамповочной головки, на рабочем торце штамповочной головки имеется отверстие, в которое входит расположенный над матрицей верхний блок и воздействуя на ролик через рычаги приводит в движение толкатель, обеспечивая формоизменение боковой поверхности детали-расплющивание (патент CN210080621U, кл. В21J 5/02, опубл. 18.02.2020).

Недостатком известного устройства является его конструктивная сложность, и невозможность использования его в стандартном исполнении холодновысадочного оборудования, для расплющивания головки детали, т.к. дополнительно необходимо устанавливать над матрицей верхний блок, а также пуансон в виде штамповочной головки габариты которой превышают стандартные, т.к. в штамповочной головке радиально расположена полость где должны быть размещены рычаги с роликом.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости способа изготовления стержневых деталей с расплющенной головкой, в частности электрода на холодновысадочных автоматах за счет создания простой и технологичной конструкции устройства пригодного для установки на стандартное холодновысадочное оборудование без его переделки и модернизации.

Технический результат заключается в уменьшении количества переходов изготовления стержневой детали с расплющенной головкой, в частности электрода на холодновысадочных автоматах, уменьшении количества и упрощения оснастки требуемой для операции расплющивания головки.

Данная задача решается, а технический результат достигается благодаря тому, что

в предлагаемом способе изготовления стержневой детали с расплющенной головкой, включающем формирование головки в виде сферы с цилиндрической частью на торце и расплющивание, согласно изобретению, формирование головки в виде сферы с цилиндрической частью на торце и расплющивание осуществляют за два перехода высадки, на первом из которых формируют головку в виде сферы с цилиндрической частью на торце, а на втором переходе цилиндрическую часть головки расплющивают с боковых сторон с получением расплющенной части шириной, превышающей диаметр сферы, и расположенной между расплющенной частью и сферой шейки, диаметр которой равен диаметру стержня,

а предлагаемое устройство для расплющивания с боковых сторон цилиндрической части головки стержневой детали, согласно изобретению, содержит матрицу, пуансон и возвратные пружины, при этом пуансон выполнен в виде Т-образного корпуса с основанием, расположенным соосно продольной оси матрицы, и с прорезью по всей длине рабочего торца пуансона, расположенного перпендикулярно продольной оси матрицы, симметрично расположенных в прорези на двух противоположных сторонах от продольной оси штифтов с надетыми на них кулачками, торцы которых со стороны матрицы выполнены дугообразными, а с обратной стороны в каждом кулачке выполнено глухое отверстие, в котором размещена возвратная пружина, при этом кулачки расположены в Т-образном корпусе с возможностью обеспечения расплющивания с боковых сторон цилиндрической части головки стержневой детали, помещенной между ними, при рабочем ходе пуансона и воздействии на дугообразные торцы кулачков торца матрицы.

Благодаря тому, что на втором переходе цилиндрическая часть на торце головки расположенная перед сферой расплющивается с боковых сторон с помощью устройства непосредственно расположенного в пуансонодержателе холодновысадочного автомата, отсутствует необходимость увеличения переходов высадки. Высадка стержневых деталей с расплющенной головкой, благодаря данному устройству, может производиться без переноса и поворота заготовки на однопозиционном двухударном холодновысадочном автомате за два удара, при этом, на первом ударе происходит формирование головки в виде сферы с цилиндрической частью на торце, на втором ударе пуансоном с расположенным в нем устройством, цилиндрическая часть на торце головки расположенная перед сферой расплющивается с боковых сторон таким образом, что ширина расплющенной части становится больше диаметра сферы, при этом между расплющенной частью и сферой на головке остается шейка, равная диаметру стержня детали.

При этом способе изготовления достигается высокая технологичность в виде минимального количества переходов изготовления детали, а устройство удовлетворяет условию легкого монтажа на стандартное холодновысадочное оборудование без его переделки и модернизации, кроме того, оснастка для расплющивания головки проста в изготовлении и обслуживании, а также имеет высокую стойкость.

Следовательно, данный способ решая поставленную задачу снижения трудоемкости изготовления детали в виде электрода, уменьшает, по сравнению с известными способами количество потребного сложного формообразующего инструмента.

Сущность изобретения поясняется чертежами, приведенными на фигурах 1-3.

На фиг.1 - показан предлагаемый пример способа изготовления электрода по переходам технологического процесса;

на фиг.2 - показан общий вид примера устройства для изготовления электрода и начальное положение заготовки;

на фиг.3 - показано конечное положение заготовки в примере устройства при осуществлении операции расплющивания.

Способ (см. фиг. 1) осуществляется следующим образом, от прутка или бунта отрезают мерную заготовку диаметром 2,5мм из стали Х20Н80-Н, далее после отрезки заготовка подается в матрицу и первым ударом с помощью предварительного пуансона на первого перехода осадкой формируется головка в виде сферы диаметром d=4мм с цилиндрической частью диаметром 2,55мм на торце, а на втором переходе вторым ударом с помощью расположенного на пуансонодержателе холодновысадочного автомата Т-образного корпуса пуансона с кулачками, цилиндрическая часть на торце головки расположенная перед сферой расплющивается с боковых сторон до размера в 1,2 мм таким образом, что ширина расплющенной части становится больше диаметра сферы D>d, при этом между расплющенной частью и сферой на головке имеется шейка, равная диаметру стержня детали.

Устройство изображенное на фиг. 2 состоит из матрицы 1 изготовленной из штамповой стали, выталкивателя 2 диаметром 2,48мм, Т-образного корпуса пуансона 3, которое вставлено и закреплено основанием 4 на пуансонодержателе однопозиционного двухударного холодновысадочного автомата, при этом во время второго удара пуансон располагается соосно с продольной осью матрицы 1, пуансон имеет прорезь 5 по всей длине рабочего торца, прорезь расположена перпендикулярно продольной оси матрицы 1, в прорези 5 на двух противоположных сторонах от оси пуансона симметрично расположены штифты 6 диаметром 9мм, на штифты 6 одеты кулачки 7 габаритами 32х15х10мм, торцы 8 кулачков 7 со стороны матрицы 1 выполнены дугообразными, с обратной стороны в каждом кулачке выполнено по одному глухому отверстию куда помещены возвратные пружины 9.

Предлагаемое устройство (см. фиг.2-3) работает следующим образом, вступая в работу на втором ударе холодновысадочного автомата, деталь 10 находится в матрице 1 и при втором рабочем ходе ползуна холодновысадочного автомата дугообразные торцы кулачков 7 соприкасаются с торцом матрицы 1, расстояние между кулачками уменьшается, при этом цилиндрическая часть детали 10 помещенная между кулачками 7 расплющивается с двух боков. При этом, рабочий ход приводит к сжатию пружин 9. При обратном ходе ползуна пружины 9 отжимают кулачки освобождая деталь, далее деталь 10 удаляется из матрицы 1 выталкивателем 2.

Предлагаемый способ изготовления стержневых деталей с расплющенной головкой, в частности электрода на холодновысадочных автоматах и устройство, позволяют получить детали выполняя весь технологический процесс за короткий срок с низкой трудоемкостью при этом устройство имеет малое количество деталей, просто в изготовлении и удобно в использовании как в условиях мелкосерийного, так и массового производства. Способ и устройство предлагаются к внедрению на основании положительного опыта применения на АО «Уфимское агрегатное производственное объединение» Технодинамика.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве стержневых деталей с расплющенной головкой, в частности электродов на холодновысадочных автоматах. На первом переходе высадки формируют головку в виде сферы с цилиндрической частью на торце. На втором переходе цилиндрическую часть расплющивают с боковых сторон с получением расплющенной части и шейки. Ширина расплющенной части превышает диаметр сферы. Диаметр шейки равен диаметру стержня. Устройство для расплющивания содержит матрицу, пуансон и возвратные пружины. Пуансон выполнен в виде Т-образного корпуса с основанием и прорезью, в которой расположены штифты с кулачками. Каждый из кулачков имеет глухое отверстие для размещения возвратной пружины. В результате обеспечивается уменьшение количества переходов при изготовлении деталей и упрощение используемой оснастки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ изготовления стержневой детали с расплющенной головкой, включающий формирование головки в виде сферы с цилиндрической частью на торце и расплющивание, отличающийся тем, что формирование головки в виде сферы с цилиндрической частью на торце и расплющивание осуществляют за два перехода высадки, на первом из которых формируют головку в виде сферы с цилиндрической частью на торце, а на втором переходе цилиндрическую часть головки расплющивают с боковых сторон с получением расплющенной части шириной, превышающей диаметр сферы, и расположенной между расплющенной частью и сферой шейки, диаметр которой равен диаметру стержня.

2. Устройство для расплющивания с боковых сторон цилиндрической части головки стержневой детали, отличающееся тем, что оно содержит матрицу, пуансон и возвратные пружины, при этом пуансон выполнен в виде Т-образного корпуса с основанием, расположенным соосно продольной оси матрицы, и с прорезью по всей длине рабочего торца пуансона, расположенного перпендикулярно продольной оси матрицы, симметрично расположенных в прорези на двух противоположных сторонах от продольной оси штифтов с надетыми на них кулачками, торцы которых со стороны матрицы выполнены дугообразными, а с обратной стороны в каждом кулачке выполнено глухое отверстие, в котором размещена возвратная пружина, при этом кулачки расположены в Т-образном корпусе с возможностью обеспечения расплющивания с боковых сторон цилиндрической части головки стержневой детали, помещенной между ними, при рабочем ходе пуансона и воздействии на дугообразные торцы кулачков торца матрицы.