Устройство для штамповки металлических заготовок Советский патент 1983 года по МПК B21D37/12 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в устройствах для изготовления пустотелых двигателей типа колец, .стаканов, втулок и т.п.

Известно устройство для штамповки металлических заготовок, содержащее установленный на подвижной поперечине гидравлического пресса с возможностью вращения от привода пуансон с пуансонодержателем и матрицу, расположенную в корпусе на столе пресса 1.

Однако известно,е устройство имеет ряд недостатков.

Во-первых, при штамповке в сферическом подшипнике скольжения возникают значительные силы трения, приводящие к нагреву поверхностей скольжения и ограничивающие частоту вращения водила, что в конечном итоге ограничивает производительность оборудования. , Во-вторых, из-за наклона оси инструмента при изготовлении пустотелых деталей тело инструмента имеет форму обратного конуса, поэтому наибольший изгибающий момент от радиальной нагрузки приходится на сечение инструмента с мини.мальной .площадью сечения. В результате в этом сечении действуют максимальные напряжения, увеличивающиеся пропорционально длине инструмента. Это приводит к ограничению высоты получаемых деталей.

В-третьих, известный сферодвижный механизм имеет строго.определенный фокус - точку пересечения осей инструмента и заготовки, т.е. длина инструмента независимо от конфигурации изделия должна быть постоянной. Данное условие ограничивает технологические возможности известного устройства. В-четвертых, отсутствует возможность регулировки положения инструмента в радиальном направлении, что приводит к необходимости использования инструмента с высокой точностью рабочей поверхности. Это приводит к ограничению возможности переточек инструмента по мере его износа (иначе будет нарушен размер получаемого отверстия или вершина инструмента не будет совпадать с фokycoм). При изготовлении деталей сложного профиля профиль инструмента должен соответствовать профилю получаемой поверхности, что приводит к необходимости изготавливать фасонный инструмент (пуансон).

Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для штамповки металлических заготовок, содержащее установленные на подвижной поперечине гидравлического пресса с возможностью вращения от привода пуансон с пуансонодержателем и матрицу, расположенную в корпусе на столе пресса, снабжено механизмом регулировки поперечного положения и приводом поперечного перемещения корпуса матрицы относительно пуансона, при этом матрица установлена с возможностью вращения вокруг своей оси, параллельно оси вращения пуансонодержателя.

Причем механизм регулировки поперечного положения корпуса матрицы относительно пуансона, выполнен в виде упора, жестко закрепленного на столе пресса, и клина, размещенного между упором и корпусом.

Кроме того, привод поперечного перемещеНия корпуса матрицы относительно пуансона выполнен в виде гидроцилиндра, цилиндр которого закреплен на столе пресса, а шток жестко соединен с корпусом матрицы.

На фиг. 1 - изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - устройство, установленное на гидравлическом прессе.

Устройство состоит из двух частей и устанавливается на гидравлическом прессе. Верхняя половина крепится к подвижной 5 поперечине пресса 1, а нижняя - к столу 2 пресса. Для устранения эксцентрических нагрузок на узлы гидравлического пресса имеются направляющие колонки 3 и направляющие втулки (не показаны).

В верхней половине устройства расположен узел привода пуансона 4, содержащий пуансонодержатель 5, установленный в подшипниках 6 и 7 (в зависимости от типоразмера устройства количество и типы подшипников качения в верхней и нижней половинах могут отличаться от представленной схемы). На пуансонодержателе жестко закреплен червячный венец 8, который приводится во вращение червячным валом 9, соосно соединенным с фланцевым двигателем 10. 0

В нижней половине устройства находится матрица 11, установленная в корпусе 12 на подшипниках 13-15 качения и имеющая возможность свободного вращения вокруг своей оси. Корпус 12 располагаеся в направляющих 16, закрепленных на нижней плите 17. Перемещение корпуса 12 с матрицей по направляющим осуществляется гидроцилиндром 18, закрепленным на плите 17 (фиг. 2). Шток гидроцилиндра 0 крепится к корпусу. Для возможности регулировки и фиксации эксцентриситета между осями матрицы и пуансона, на плите 17 установлен упор 19 (фиг. 2), а между ним и корпусом 12 располагается клин 20. При перемещении клина 20 эксцентриситет между осями матрицы и пуансона меняется. Для удаления получаемых деталей имеется выталкиватель 21. Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устанавливается нужный эксцентриситет между осями матрицы 11 и пуансона 4 посредством перемещения клина 20. Затем корпус 12 фиксируется в данном положении гидроцилиндром 18. Экспериментальные исследования процесса позволили определить оптимальную величину эксцентриситета, равную е (0,03-0,08)d мм, где d - диаметр пуансона в мм.

В матрицу устанавливается заготовка, включается двигатель 10, приводящий во вращение пуансон 4 и включается привод пресса. Верхняя половина устройства перемещается вниз. С момента начала контакта пуансона с заготовкой за счет сил трения заготовка вместе с матрицей начинает вращаться вокруг оси матрицы. При внедрении пуансона в заготовку происходит выдавливание металла заготовки в щель между боковыми поверхностями пуансона и матрицы, происходящее под давлением металла, вытекающего в радиальном направлении в основании получаемой детали. После достижения заданной глубины внедрения пуансона деформирование заканчивается и верхняя половина поднимается в исходное положение. Полученная деталь удаляется выталкивателем 21, устанавливается новая заготовка, и процесс повторяется.

За счет эксцентричного расположения пуансона относительно матрицы площадь контакта инструмента с заготовкой составляет 5-15% от площади проекции пуансона, что приводит к уменьщению потребного усилия деформирования в 8-15 раз по сравнению с обратным вьщавливаниием. Осевые усилия такие же, как при сферодвижной щтамповке.

Для получения деталей со сложным профилем внутренней поверхности устройство должно быть снабжено гидрокопировальным устройством, позволяющим изменять эксцентриситет между осями матрицы и пуансона во время вертикального перемещения пуансона.

В связи с отсутствием пары трения скольжения потери на трение снижаются, что позволяет использовать один приводной двигатель вместо двух и, кроме того, увеличить 5 число оборотов пуансона. При одной и той же величине осевой подачи пуансона на один оборот это приводит к увеличению производительности оборудования.

В предлагаемом устройстве пуансон не имеет ослабленных сечений, что позволяет получать изделия с углублением большей глубины, нежели при сферодвижной щтамповке.

Величина эксцентриситета между осями матрицы и пуансона не является величиной 5 строго определенной, что допускает значи. тельное число перешлифовок пуансона, чем достигается экономия затрат на инструмент. Кроме того, пуансон после перещлифовки можно использовать при изготовлении деталей с меньщим диаметром внутренней полости.

Механизм фиксации и регулировки положения пуансона относительно матрицы позволяют получать детали с высокой точностью диаметральных размеров внутренней полости независимо от точности изготовления пуансона (только за счет регулировки относительного положения матрицы и пуансона). Это приводит к снижению времени наладочных работ, к удешевлению и больд щей универсальности инструмента. Износ инструмента можно компенсировать регули-. ровкой положения пуансона относительно матрицы, что приводит к снижению брака и увеличению срока службы инструмента. Возможность изменения эксцентриситета

2 между осями матрицы и пуансона во время вертикального перемещения пуансона позволяет получать детали со сложным профилем внутреннего углубления, осуществлять деформирование по схеме радиальной раскатки, что значительно расширяет технологические возможности оборудования при изготовлении пустотелых деталей.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, содержащее установленные на подвижной поперечине гидравлического пресса с возможностью вращения от привода пуансон с пуансонодержателем и матрицу, расположенную в корпусе, на столе пресса, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и расщирения технологических возможностей, оно снабжено механизмом регулировки поперечного положения и приводом поперечного перемещения корпуса матрицы относительно пуансона, при этом матрица установлена с возможностью вращения вокруг своей оси, параллельной оси вращения пуансонодержателя. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм регулировки поперечного положения корпуса матрицы относительно пуансона выполнен в виде упора, жестко закрепленного на столе пресса и подвижного клина, размещенного между упором и корпусом. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод поперечного перемещения корпуса матрицы относительно пуансона выполнен в виде гидроцилиндра, цилиндр to которого закреплен на столе пресса, а щток жестко соединен с корпусом матрицы.