Штамп для вытяжки с противодавлением Советский патент 1988 года по МПК B21D22/20 

7

14)

Puf 1

Изобретение касается обработки металлов давлением, относится к штампам для вытяжки с противодавлением и является усовершенствованием устройства по основному авт. св. № 721175.

Цель изобретения - повышение качества и точности вытягиваемых деталей путем предотвращения царапин и задиров на внутренней поверхности деталей и за счет повышения точности их внутреннего диаметра.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - фрагмент пуансона и цилиндрическая вставка.

Штамп содержит матрицу 1 с кольцевой канавкой 2 на зеркале, фиксирующее 3 и прижи.мное 4 кольца, пуансон 5, в конической полости которого запрессована цилиндрическая вставка 6, верхнюю плиту 7, 111д|,ч)ци.1индр 8, несущий щток с порщ- нем 9. Шток выполнен сборным и поджат к верхней плите 7 упругим элементом 10, у1.чан(жленным между порщнем 9 и нижним основанием 11. Кроме того, щтамп содержит подпружиненный выталкиватель 12, установленный в полости матрицы 1, маслосборник 13, размещенный коаксиально гидроцилиндру 8 на нижнем основании 11, а также трубопровод 14, соединяющий через обратные клапаны 15 и 16 полости гидроцилиндра 8 и матрицы 1, трубопровод 17, соединяющий кольцевую вставку 2 с маслосборником 13, и трубопровод 18, соединяющий мас. юсборник 13 через обратный клапан 19 с полостью гидроцилиндра 8.

Цилиндрическая вставка 6 в конической полости пуансона 5 запрессована с натягом величина которого прямо пропорциональна величине противодавления рабочей жидкости в полости матрицы, приходящейся на участок, соответствующий щирине цилиндрической вставки 6.

Так как эпюра противодавления жидкости в полости .матрицы 1 изменяется от максимума у дна щтампуемой детали до атмосферного фланца детали 20, напряжения растяжения, возникающие в пуансоне 5 под действием запрессованной вставки б, и вызы- ваюи1ие в нем упругие деформации, должны изменяться по соответствующему закону. Для соответствия характера упругих деформаций в пуансоне 5 характеру сжимающих давлений жидкости, действующих в по- .ч()С 1 и матрицы 1, в коническую полость пуансона 5 запрессована цилиндрическая вставка 6. Так как вставка 6 цилиндрическая, а полость в пуансоне 5 коническая, у.мень- П1аю1цаяся в сторону его рабочего торца, при запрессовке цилиндра в конус натяг в соединении изменяется от максимума у до минимума у фланца детали 20 в со- 01 :к 144 ВИИ с действующим давлением жид- кос ги. Ве.личина натяга у фланца детали 20 рассчитывается по минимальному значению

давления, а у дна щтампуемой детали 20 - по максимальному давлению рабочей жидкости. По соответствующей величине натяга определяется максимальный диаметр 5 с1тпа внутренней конической полости пуансона 5 (у фланца детали 20) и минимальный dtvini (у дна детали 20).

Таким образом, размеры полости в пуансоне 5 в виде усеченного конуса определяются размерами dtna и и высотой ее, равной высоте h цилиндрической вставки 6 (фиг. 2). При запрессовке цилиндрической вставки 6 растягивающие напряжения в пуансоне 5 соответствуют характеру сжимающих давлений рабочей жидкости в по5 лости матрицы 1. Причем эта эпюра растягивающих напряжений в пуансоне 5 имеет треугольный вид, так как указанные напряжения изменяются от максимума до минимума в соответствии с изменением натяга между цилиндрической вставкой 6 и пуан соном 5.

Штамп работает следующим образом. Перед началом процесса вытяжки на зеркало матрицы 1 в фиксирующее кольцо 3 укладывают плоскую заготовку (не пока5 зана) и прижимают ее прижимным кольцом 4. Далее сообщают движение верхней плите 7 с пуансоном 5. Последний в это время является предварительно напряженной деталью, т.е. в радиальном направлении на пуансон действуют растягивающие напряжения от запрессовки и его коническую полость цилиндрической вставки 6. При рабочем ходе пуансона 5 заготовка вытягивается в полую деталь 20. Пуансон 5 при своем движении через заготовку передает давление жидкости, находящейся в полости мат0

5

0

5

0

5

рицы 1, и по мере опускаиия вытесняют последнюю.

При вытеснении жидкости в матрице 1 создается противодавление рабочей жидкости, по нормали действующее через заготовку на поверхность пуансона 5 и сжимающее его. Наличие этого давления в полости матрицы 1 приводит к созданию в пуансоне 5 в радиальном направлении напряжений сжатия, которые, алгебраически суммируясь с напряжениями растяжения от запрессованной цилиндрической вставки 6, нейтрализуют напряжения в пуансоне 5 до нулевого значения. Так как натяг цилиндрической вставки 6 в пуансоне 5 подобран соответственно величине противодавления жидкости, упругого сжатия пуансона 5 в радиальном направлении не происходит. Вся величина противодавления жидкости расходуется та/тько на нейтрализацию растягивающих напряжений в пуансоне 5 и последний сохраняет свои диаметральные размеры на всем протяжении процесса вытяжки. В этих условиях заготовка пластически деформируется, плотно охватывая пуансон

5, не подверженный упругнм деформациям, диаметр d,, которого от начала до конца процесса вытяжки постоянен. Внутренний диаметр детали 20 практически равен наружному диаметру пуансона df,. Так как уп- 5 ругого изменения диаметра пуансона 5 при вытяжке не происходит, деталь 20 после окончания процесса штамповки не образует с пуансоном 5 соединения с натягом. Благодаря этому после окончания процес- .- са вытяжки деталь 20 легко снимается с пуансона 5 (внутри детали 20 отсутствуют царапины и задиры). В этих условиях достигается повышение точности внутреннего диаметра штампуемых деталей. Так как упругого деформирования пуансона 5 в про- 15 внутреннего диаметра, цессе вытяжки с противодавлением не происходит, а внутренняя поверхность детали 20 фактически копирует размеры пуансона 5, точность внутреннего диаметра детали 20

нутая деталь 20 под действием выталкивателя 12 извлекается из; полости матрнцы 1.

Шток гидроцилиндра 8 начинает движение вверх под воздействием упругого элемента 10 одновременно с пуансоном 5 и верхней плитой 7 и подзаряжает полость матрицы 1 новой порцией рабочей жидкости. В процессе подзарядки полости матрицы 1 обратный клапан 19 закрыт, а обратные клапаны 15 и 16 открыты.

Предлагаемый штамп обеспечивает повышение качества и точности вытягиваемых деталей путем предотвращения царапин и задиров на внутренней поверхности деталей за счет повышения точности их

Формула изобретения

25

Штамп для вытяжки с противодавлезависит только от точности выполнения раз- jo чем по авт. св. № 721175, отличающийся меров пуансона 5.

При рабочем ходе пуансона 5 шток с поршнем 9 гидроцилиндра 8 под воздействием верхней плиты 7 перемещается вниз а жидкость, находящаяся в маслосборнике 13, всасывается в верхнюю полость гидроцилиндра 8. В это время обратный клапан 19 открыт, а обратные клапаны 15 и 16 закрыты.на с натягом, величина которого прямо проПри обратном ходе деталь 20 снимается зо порциональна величине противодавления с пуансона 5 прижимным кольцом 4 и ос-рабочей жидкости, воздействующей на пуантается в полости матрицы 1. При отводесон в месте запрессовки цилиндрической

прижимного кольца 4 от матрицы 1 вытя-вставки.

тем, что, с целью повышения качества и точности вытягиваемых .деталей путе.м предотвращения царапин и задиров на внутренней поверхности деталей и за счет повышения точности их внутреннего диаметра, пуансон выполнен с осевой конической полостью, уменьшающейся в сторону его рабочего торца и снабжен цилиндрической вставкой, установленной в полости пуансовнутреннего диаметра,

нутая деталь 20 под действием выталкивателя 12 извлекается из; полости матрнцы 1.

Шток гидроцилиндра 8 начинает движение вверх под воздействием упругого элемента 10 одновременно с пуансоном 5 и верхней плитой 7 и подзаряжает полость матрицы 1 новой порцией рабочей жидкости. В процессе подзарядки полости матрицы 1 обратный клапан 19 закрыт, а обратные клапаны 15 и 16 открыты.

Предлагаемый штамп обеспечивает повышение качества и точности вытягиваемых деталей путем предотвращения царапин и задиров на внутренней поверхности деталей за счет повышения точности их

диаметра,

Формула изобретения

25

jo чем по авт. св. № 721175, отличающийся

на с натягом, величина которого прямо протем, что, с целью повышения качества и точности вытягиваемых .деталей путе.м предотвращения царапин и задиров на внутренней поверхности деталей и за счет повышения точности их внутреннего диаметра, пуансон выполнен с осевой конической полостью, уменьшающейся в сторону его рабочего торца и снабжен цилиндрической вставкой, установленной в полости пуансо

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при изготовлении вытяжкой с противодавлением листовых деталей. Цель -- повышение качества и точности вытягиваемы.х деталей путем предотвращения царапин и задиров на внутренней повер.хности деталей. Пуансон 5 выполнен с осевой конической полостью, уменьшающейся в сторону его рабочего торца. В папости пуансона 5 запрессована цилиндрическая вставка 6 с натягом, величина натяга прямо пропорциональна величине противодавления рабочей жидкости, воздействующей на пуансон 5 в месте запрессовки цилиндрической вставки. Так как упругого изменения диаметра пуансона 5 при вытяжке не про- ис.ходит, то носле окончания процесса вытяжки деталь 20 легко снимается с пуансона 5 и поэтому внутри детали 20 OTcyTCTSjierf царапины и задиры. При этом точность внутреннего диаметра детали 20 также повы- пшется. 2 ил. 1C

Фш.г