Способ получения горловин полых изделий и штамп для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B21D41/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении горловин полых изделий.

Целью изобретения является увеличение производительности и повышение качества горловин в полых изделиях.

На фиг, 1 показано положение деталей штампа перед началом формообразования горловины полого изделия (слева) и в момент окончания задалкивания заготовки в матрицу и образования обжатого цилиндрического участка горловины перед началом операции вытяжки (справа); на фиг. 2 - расположение инструмента и заготовки при

формообразовании горловины в случае, когда усилие вытяжки больше усилия обжима (слева), и в случае, когда усилие вытяжки меньше усилия обжима.

Штамп для получения горловин полых изделий имеет нижнюю плиту 1 с установленной на ней обоймой 2. На обойме 2 закреплены стойки 3, на осях 4 которых вращаются двуплечие рычаги 5. В направляющих отверстиях обоймы 2 установлены штанги 6, через штифты 7 взаимодействующие с двуплечими рычагами 5. В направляющих отверстиях обоймы 2 штанги 6 перемещаются. В матрице 8 установлен

о о о ю

узел, состоящей из пуансона 9 вытяжки, в который вставлен толкатель 10, На толкателе размещена пружина 11 с сайкой 12. В продольных сквозных газах 13 матрицы 8 установлена поперечина 14, в „оторой закреплен пуансон вытяжчм 9, м(- цу верхней плитой 15 и поперечиной 14 ,;тановлена пружина 16.

Штамп работает следующие образом.

Заготовку 17 помещают в шездо обоймы 2 и включает пресс. Под действием пружины 16 поперечина 14 упирается в дно продольного паза 13 м пуансон вытяжки 9 находится в нижнем положении относительно матрицы 8. Штанги 6 находятся также в нижнем положении и через штифты 7 горизонтально ориентируют рычаги 5.

При заталкивании заготовки 17 в матрицу 8 происходит формообразование горловины с образованием обжатого цилиндрического участка, который помещается в кольцевой канавке пуансона вытяжки 9. На данном этапе матрица 8 входит в соприкосновение с двуплечими рычагами 5, а свободный конец штанг 6 с поперечиной 14. Толкатель 10с гайкой 12 упирается в дно заготовки 17м прижимает ее ко дну гнезда обоймы 2 пружиной 11. При дальнейшем движении инструмента матрица 8 поворачивает двуплечие рычаги 5 вокруг осей 4 стоек 3. При повороте рычагов 5, они через штифты 7 перемещают штанги 6 и взаимодействующие с ними поперечину 14, пуансон вытяжки 9 в направлении, обратном направлению движению матрицы 8. Одновременно происходит захват пуансоном вы- тяжки 9 цилиндрического участка горловины и втягивание заготовки в матрицу 8.

В процессе формообразования горловины возможны два случая: усилие вытяжки превышает усилие обжима усилие обжима больше усилия вытяжки.

В первом случае материал заготовки, оказавшийся в кольцевой канавке пуансона вытяжки, так и останется в ней до конца операции, а во втором случае произойдет вытекание материала из кольцевой канавки пуансона вытяжки 9. Требуемое соотношение усилий обжима и вытяжки устанавливается с помощью установки пуансона вытяжки 9 с диаметром, который обеспечивает нужный зазор 2 между пуансоном 9 и матрицей 8. После формообразования горловины изделия толкатель 10 с помощью пружины 11 выталкивает изделие из матрицы 8, а пружина 16 перемещает поперечину 14 в исходное положение, одновременно способствуя выталкиванию изделия из мат0

5

0

5

рицы 8. В случае образования складок, они в процессе вытяжки сглаживаются.

Пример 1. Полная заготовка из алюминиевого сплава АДОО имеет следующие исходные размеры: диаметр ДСр 54,5 мм, толщина стенки So 0,5 мм. Требуется получить изделие с горловиной, имеющей диаметр на выходе, равный 40 мм, и толщиной стенки обжатого цилиндрического участка горловины S 0,4 мм. Угол конусности горловины а 30°.

Для получения требуемой горловины необходимо изготовить матрицу с заходным диаметром полости 55 мм, выходным диаметром им 40 мм и углом конусности полости а 30°. Диаметр пуансона должен быть равен 39,2 мм. Определим основные технологические параметры.

Коэффициент обжима

m - -dM-S 40-0,4 n,0,

mob DTP5А5--° 727

Толщина стенки заготовки при данном коэффициенте обжима

с - So 0.5 псо

VtTVi6 - VO 727 мм Коэффициент утонения стенки Z 0,4 п с,0

ms S 059 0 678

Коэффициент К К 1 1

2,03.

msm06 0,678-0,727 При расчете технологического усилия примем во внимание, что временное сопротив- ление алюминиевого сплава равно ст 60 МПа. Рассчитаем:

усилие вытяжки

Рвыт я CTB (dM SXSK - Z)Kyr 3,14-39,6х х60.0,191,,ЗкН, Усилие обжима

45

Роб 4,7 So Оъ (Дер dM + S) 4,7-0.5х х60(54,5 - 40 + 0,4) - 2,1 кН,

0

Так как усилие вытяжки больше усилия обжима, то в кольцевой проточке пуансона останется заполнивший ее материал заготовки и для выталкивания изделия из матрицы потребуется усилие пружины, рассчитываемое по выражению

Рпруж 2,2л:аав (Sk-Z) 2,2l3,14-0,59x .19 46,5Н.

Пример 2. Определим основные 5 размеры рабочих элементов штампа, обеспечивающих вытяжку заготовки с требуемой скоростью.

Глубина кольцевой канавки пуансона вытяжки должна быть не менее

аь(-7

WЈ-°-5Sk

(1 - COS g) + Sk (V42%°559 - 0.3) 0.134 +

+0,59 1,2 MM.

Высоту кольцевой канавки hB примем равной трем толщинам стенки 3So заготовки, то есть 1,5 мм.

Расстояние от тор.ца пуансона вытяжки до ближайшей кромки кольцевой канавки

Im 2 SQ 5 1

I

8 мм,

ms глоб 0,678.0,727 где IM - рабочий ход матрицы 8 в процессе вытяжки (рис. 2); 2S0 - длина участка заготовки, вошедшая в кольцевую канавку пуансона.

Определим соответствующие длины плеч И и 2 рычагов 5, обеспечивающих требуемую скорость вытяжки. Примем И 20 мм, тогда 2 Kh 40,6 мм.

Найдем величину хода штанг 6 при известном рабочем ходе матрицы 5 мм.

1ш 1м« К 5-2,03 10,15 мм.

Приведенные расчеты являются основными для определения режимов формообразования горловины по предлагаемому способу и конструированию штампа. При соблюдении соотношения скорости вытяжки к скорости заталкивания заготовки не менее значения К создаются условия для формообразования горловины без образования складок, причем производительность увеличивается более чем в два раза.

Соотношение плеч рычагов 5 должно быть не меньше величины К.

Формула изобретения

1. Способ получения горловин полых изделий, включающий обжим свободного края заготовки в матрице с образованием конического и цилиндрического участков, о т0

5

0

5

0

5

0

личающийся тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества изделия, обжатый цилиндрический участок дополнительно вытягивают с утонением в направлении, обратном направлению обжатия, со скоростью, превышающей скорость подачи заготовки в матрицу не менее, чем в

К -раз,

ГПз - ГП0б

где ms - коэффициент утонения стенки горловины;

гпоб - коэффициент обжима.

2. Штамп для получения горловин полых изделий, содержащий установленные на приводной верхней плите матрицу с центральной полостью в виде конического и цилиндрического участков и расположенный в матрице подпружиненный толкатель, а также нижнюю плиту с обоймой, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества изделия, он снабжен подпружинненной к верхней плите поперечиной, жестко связанным с ней и охватывающим толкатель пуансоном с формообразующей кольцевой канавкой, неподвижно установленными на нижней плите стойками, штангами, размещенными в обойме с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно оси обработки, и шарнирно закрепленными на стойках двуплечими рычагами, взаимодействующими, каждый, одним плечом с соответствующей штангой, а вторым - с матрицей, при этом в последней выполнены сквозные пазы, в которых расположена поперечина, периодически взаимодействующая со штангами.

15

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении горловин полых изделий. Цель изобретения -увеличение производительности и повышение качества при получении горловин в полых изделиях. Изобретение позволяет получать полые изделия с горловинами (Г) любой формы за меньшее, чем в известных способах, число операций без складкообразования стенок заготовки, поскольку формообразование Г происходит в два этапа (Э) за один рабочий ход. На первом Э происходит заталкивание заготовки в матрицу 8 с образованием обжатого цилиндрического участка, на втором Э она защемляется пуансоном 9 за счет выполненной в нем кольцевой проточки. Далее происходит одновременное заталкивание заготовки в матриц/ 8 и вытяжка заготовки причем скорость вытяжки больше скорости заталкивания. Для обеспечения процесса вытяжки с требуемой скоростью в штамп помещена поперечина 14, установленная в продольных пазах матрицы 8, которая перемещается в осевом направлении относительно матрицы за счет узла, состоящего из стоек с шарнирно закрепленными на них рычагами 5 и подвижными штангами 6. На поперечине установлен пуансон 9. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. со С