Хвостовик молотового штампа Советский патент 1983 года по МПК B21J13/02 

::. -Кб-, и-jr а,-. Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении и эксплу атации преимущественно крупных молото вых штампов в кузнечных производствах различных отраслей промышленности. Известна конструкция хвостовиков молотовых штампов типа ласточкин хвост, содержащая торцовые прямые, боковые наклонные (под клин) и опорную поверхность, корпус штампа, а также переходную зону от хвостовика к корпусу штампа с галтелями 1. Недостатком этих хвостовиков является ускоренное образование трещин в переходной зоне от хвостовика к корпусу штампа со стороны боковых наклонных стенок, где расположены галтели (полукруглого сечения канавки) . Галтели, предназначенные для сниженин .напряжений и уменьшения образо вания трещин, не могут, однако, исключить образование трещин как по корпусу штампа, так и по хвостовику По данным статистического анализа штампов 5 и 10-тонных молотов одного из предприятий разрушение их из-за трещин составляет 25-40% от общего количества вышедших из строя. Цель изобретения - повышение стой кости штампа путем снижения напряжеНИИ и уменьшения образования трещин в переходной зоне (по хвостовику или корпусу штампа). Поставленная цель достигается тем что в хвостовике молотового штампа, выполненном с боковыми наклонными и опорной поверхностями и сопряженном через переходную зону с корпусом штампа, опорная пов.ерхность выполне на выпуклой цилиндрической с радиусом, равным 0,38-0,75 расстояния от опорной поверхности до линии пересе чения наклонных боковых поверхносте На фиг. 1 показан хвостовик моло тового штампа; на фиг. 2 - график зависимости коэффициента концентрации напряжений в переходной .зоне от радиуса кривизны опорной поверхност на фиг. 3 - схема действия сил на известный хвостовик; на фиг. 4 - то же, на предлагаемый хвостовик.

При (120) мм ,083, о. 2,4

R,,640(80) мм

,125,

(60) мм К,0,1875, cLj 1,5и ,38

R.320(40) мм К 0,250, oi,. 1,4и ,25. При радиусе R закругления опорной поверхности предлагаемого хвостовика R. штампа - и 0,75 коэффициент

0,75

К-,

ot, 1,73и9 0,50 о 2 н

3

4. 55 Хвостовик молотового штампа содержит выпуклую опорную поверхность 1 цилиндрической формы с радиусом закругления R, лежащем в пределах от ,75 R, где R) - расстояние от опорной поверхности до линии пересечения) наклонных боковых поверхностей, о ,38 RH- ,5 Нц- среднее значение R. Боковые наклонные поверхности 2 пересекаются в точке О и примыкают к корпусу штампа 3 через галтель радиусом г - (переходная зона). Для проверки возможной эффективности хвостовика и выбора оптимальных пределов радиуса кривизны цилиндрической опорной поверхности проводят исследования напряженного состояния переходной зоны от хвостовика к корпусу штампа. Исследования проводят на плоских моделях применительно к штампам 10-тонного молота размеры по ТУ, основанного на ГОСТ 6039-71 Масштаб моделей 1:8 по отношению к действительнЕлм размерам штампа. Исследуют штампы с хвостовиками известной и предлагаемой конструкций. На основании результатов исследований составлены (фиг. 2) графики зависимости о - коэффициента концентрации напряжений в переходной зоне (в зоне расположения галтелей) от радиуса кривизны опорной поверхности, где-оС, «И - максимальное f б ноги напряжение в переходной зоне (в районе галтелей); и цом номинальное (усредненное) напряжение в узком горизонтальном сечении хвостовика (переходной зоны). При известном хвостовике плоской опорной поверхности, когда .и К - 0 ; ,7 (коэффициент крнцентрации напряжений наибольший). При т.е. когда радиус закругления опорной поверхности равен расстоянию 1290(160) мм от опорной поверхности до линии пересечения наклонных боковых поверхностей (в скобках показан размер К (160 мм) на модели) ,0625 ,5. концентрации напряжения ,4 довольно высок и приближается к максимуму (2,7), соответствующему иэвестным хвостовикам.

При уменьшении радиуса R закругления- опорной поверхности , и

,38 коэффициент концент|зации на Н|пря5сение1 уменьшается весьма незначительно, поэтому нет смысла уменьшать

1 НСНз и - 0,38.

м Коэффициент концентрации напряжёНИИ в зоне галтели уменьшается в пред-i лагаемом хвостовике молотового штампа по той причине, что из-за выпуклоцилиндрической формы опорной поверхности хвостовика (и соответственно вогнутоцилиндрической формы опорной поверхности гнезда штамподержателя) исключаются консольно расположенные усилия (напряжения) на боковых (наклонных) участках хвостовика, которые имеют место при известной конструкции с ПЛОСКОЙ опорной поверхнос- тью хвостовика и гнезда штамподержателя (фиг. 3 и 4). В точке А (в районе галтели) при известной конструкдии хвостовика (фиг,. 3) возникает -при наличии консоли «д и равномерно распределенного по опорной повеохнос- ти усилия f концентрация напряжений (фиг. 3). При предлагаемой конструкции хвостовика (Фиг. 4) усилия , направлены радиально поверхности округления цилиндрической опорной поверхности хвостовика. Между направлением крайне pacпo Ioжeнныx усилий f и точкой л (в районе галтелей) консоли не возникает (плечо ). Повышения (т.е.концентрации) напряжения в точке А не возникает, хотя и все усилия от опорной поверхности сосредотачиваются между точками А левой стороны и А правой стороны при равномерном распределении на этом участке.

Сосредоточение всего усилия (всех напряжений) в центре между точками А-А с равномерным распределением не

дает отрицательных последствий, так как здесь материал находится в условиях объемно напряженного состояния (сжатия).

При перекосах, т.е. в случаях, когда работает смещенный в сторону от центральной оси ручей штампа, перекосу штампа препятствуют при извесном (с плоской опорной поверхностью) хвостовике крепежный клин и угловой участок опорной плоскости хвостовика с той стороны, куда.. . смещен ручей .

В хвостовике штампа с выпуклоцилиндрической опорной поверхностью перекосу штампа препятствуют так же крепежный клин и угловой участок опорной поверхности хвостовика. Но в связи с тем, что опорная поверхность хвостовика цилиндрической формы, препятствующее перекосу действие ее уменьшается по сравнению с плоской формой ориентировочно в пределах до 5% и эта нагрузка (5%) переносится соответственно на крепежный клин. Крепежный клин эту дополнительную на.грузку вполне вьщерживает, а угловой (участок плоской опорной поверхности ввиду весьма ограниченной поверхнрсти контакта перекашивающего ударного усилия и большого удельного поверхностного давления в процессе работы сминается (деформируется) и крепежный клин расслабляется.

При выпуклоцилиндрической опорной поверхности хвостовика штампа при перекашивающем ударе вступает в контакт большая площадь цилиндрической опорной поверхности углового участка. Удельная нагрузка давле еия при этом уменьшается. Возможность смятия углового участка и расслабляющее действие на крепежный клин соответственно уменьшаются.

ХВОСТОВИК МОЛОТОВОГО ЦГГАМПА, выполненный с боковыми наклонными и опорной поверхностями и сопряженный через переходную зону с корпусом штампа, отличающийс я тем, что, с целью повышения стойкости штампа путем уменьшения возможности образования трещин в переходной эоне, опорная ловерхность выполнена выпуклой цилиндрической с радиусом, равным iО,38-0,75 расстояния от опорной по верхности до линии пересечения наклонных боковых поверхностей. W с со 4 СХ ю СП