Хвостовик молотового штампа Советский патент 1992 года по МПК B21J13/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации преимущественно крупных молотовых штампов и штамподержателей к ним.

Известна конструкция хвостовика молотового штампа с фигурной поверхностью в форме выпукло-цилиндрической поверхности с радиусом, равным 0,38...0,75 расстояния от опорной поверхности до линии пересечения наклонных боковых поверхностей.

Недостатком этого хвостовика является невысокая стойкость штампа из-за наличия в переходной зоне от корпуса штампа к хвостовику значительного уровня концентрации напряжений. Кроме того, для такого хвостовика характерна низкая надежность крепления штампа при боковых асимметричных ударах на штамп из-за того, что момент силы уравновешивается не опорной частью хвостовика, а ее боковыми поверхностями, сопряженными с клиньями.

Целью изобретения является повышение стойкости и надежности конструкции путем снижения концентрации напряжений в переходной зоне.

Поставленная цель достигается тем, что хвостовик молотового штампа, выполненный с боковыми наклонными поверхностями, сопряженными с корпусом штампа через переходную зону, и с фигурной опорной поверхностью, выполнен так, что опорная поверхность хвостовика образована двумя пересекающимися под углом 145...165° плоскостями, линия пересечения которых расположена в продольном направлении в плоскости симметрии штампа.

При угле между пересекающимися плоскостями хвостовика, большем 165°, снижение коэффициента концентрации напряжений по сравнению с прототипом является небольшим и увеличение угла становится нецелесообразным, а при угле между плоскостями меньше 145° стремится к единице. Дальнейшее уменьшение угла не ведет к уменьшению коэффициента концентрации, но при этом возрастают нормальные к поверхности хвостовика контактные напряжения и уменьшение угла становится нецелесообразным.

На фиг.1 выполнены очертания хвостовиков из двух граней различных параметров (предлагаемого хвостовика) и очертания ( в

(/)

С

vj 01 О 00 00 00

поперечном сечении) хвостовика выпукло- цилиндрических форм (прототип); на фиг.2 - диаграмма зависимости коэффициента концентрации напряжений да в зоне галтелей (в переходной зоне) в зависимости от угла j3 между пересекающимися плоскостями хвостовика (нижняя кривая) и в зависимости от угла а между плоскостями, касательными к окружности в боковых точках для известного хвостовика с выпукло-цилиндрической опорной поверхностью и горизонтальной плоскостью; на фиг.З - схема сопряжения хвостовика с клином, шпонкой и штампо- держателем.

На фиг.З обозначено: 1 - корпус штампа; 2 - хвостовик; 3 - штамподержатель, 4 - клин крепежный; 5 - прокладка из листовой стали для регулировки соосности верхней и нижней половин штампа; б - штамповка

Молотовый штамп, имеющий корпус 1, сопрягаемый фигурной поверхностью хвостовика 2 с соответствующей поверхностью штамподержателя 3 Для крепления хвостовика используются клин 4, прокладка 5 регулировочная и шпонка 6.

Хвостовик устанавливается в гнездо штамподержателя 3, закрепляется с помощью клина 4 и шпонки 6 аналогично тому, как закрепляется штамп по ГОСТ 6039-71. опорная поверхность хвостовика в этом случае сопрягается с опорной поверхностью гнезда штамподержателя соответствующей двухгранной формы. Для регулировки соосности нижней и верхней половин штампа в поперечной плоскости используется прокладка 5, устанавливаемая под одну из двух граней опорной поверхности. Если необходимо сместить верхнюю половину штампа влево для достижения полной соосности, то прокладку соответствующей толщины устанавливают под грань правой стороны и, наоборот.

Конкретное выполнение и испытание штампа осуществлено на физических объемных моделях.

Исследование напряженного состояния в переходной зоне осуществлено поляри- зационно-оптическим методом на плоских моделях из оптически чувствительного материала на основе эпоксидной смолы пои- менительного к штампам 10-тонного молота. Результаты представлены на фиг.2 в виде диаграмм коэффициента концентрации от угла а и /3 между плоскостями двух

граней опорной поверхности предлагаемого штампа и прототипа.

По сравнению с прототипом достигнуто снижение концентрации напряжений на 8...42% соответственно при углах /

165...145°.

Существенно повышена надежность крепления хвостовика при асимметричном нагружении штампа на гравюре. Увеличение надежности достигнуто за счет того, что

момент силы, возникающий от асимметричного нагружения гравюры, уравновешивается моментом сил от контактных напряжений, возникающих на гранях хвостовика, а для хвостовика по прототипу этот

момент уравновешивается за счет напряжений в зоне контакта клина с хвостовиком, что связано с увеличением вероятности зарождения трещин в опасной переходной зоне.

Формула изобретения

Хвостовик молотового штампа, выполненный с боковыми наклонными поверхностями, сопряженными с корпусом штампа через переходную зону, и с фигурной опорной поверхностью, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости и надежности конструкции путем снижения концентрации напряжений в переходной зоне, опорная поверхность хвостовика образована двумя пересекающимися под углом 145- 165° плоскостями, линия пересечения которых расположена в продольном направлении в плоскости симметрии штампа.

AV

c V°

A

Использование: обработка металлов давлением при изготовлении и эксплуатации преимущественно крупных молотовых штампов и штамподержателей к ним. Сущность изобретения: опорная поверхность хвостовика образована двумя пересекающимися плоскостями. Угол их пересечения равен 145-165°. Линия пересечения проходит продольно через плоскость симметрии штампа. 3 ил.

k

&

sfi W

,S 2,0 f,B 1,6 4A

.

to

0.8

Фиг.1

&