Устройство для соединения Советский патент 1992 года по МПК B21D39/03 

Изобретение относится к устройству для соединения, в частности к устройству для соединения листового материала продавливанием.

Известно устройство для соединения плоских, лежащих друг над другом листов, содержащее пуансон и матрицу, включающую наковальню и расположенные на ней, ограничивающие зону продавливания режущие части, причем пуансон и матрица размещены в прессе таким образом, что торцевая поверхность пуансона противолежит торцевой поверхности наковальни.

Задачей изобретения является создание такого устройства соединения, при котором осуществляется двухступенчатый способ соединения при одном ходе пресса, т.е. одноступенчато.

Эта задача достигается тем, что пуансон имеет ограничивающий глубину пронизыва- ния упор, причем режущие части размещены на наковальне с возможностью

отклонения в направлении движения пуансона.

В отличие от вышеупомянутого известного двухступенчатого способа соединения при предлагаемом способе перемещается не наковальня относительно к стационарным режущим частям к пуансону, а отклоняются режущие части, но не в сторону, а в направлении движения пуансона (что не исключает дополнительную боковую компоненту)

Благодаря такому выполнению глубина входа пуансона выбираться такой, что расширение расположённого со стороны пуансона листа происходит частично на уровне расположенного со стороны матрицы листа, что обеспечивает оптически хорошее место соединения с повышенной прочностью. При таком соединении не происходит накопление стружки, масла или загрязнений. Кроме того, матрица имеет высокий срок службы.

со

с

XI XJ

00

ю оо

00

00

Согласно одному из вариантов выполнения устройства по изобретению упомянутый упор образован окружающим ножку пуансона буртиком, При этом глубина входа пуансона больше, чем толщина расположенного со стороны пуансона листа и меньше, чем толщина всех соединяемых листов При другой форме выполнения изобретения рабочее поперечное сечение пуансона меньше, чем ограниченная режущими частями з 6 нЬ продавливания , причём режущие части во бремя гтродавливания опираются на наковальню. При этом режущие части опираются на наклонную плоскость наковальни, с которой они соскальзывают при заданной фазе соединения. Режущие части взаимодействуют с возвратной пружиной.

На фиг.1 изображен частичный вид на матрицу в перспективе; на фиг.2-4 - полупродольный разрез трех фаз процесса соединения; на фиг.5 и 6 - другой вариант матрицы по фиг.1 в перспективе; на фиг.7- продольное сечение другой формы выполнения матрицы; на фиг,8 - частично в выры- ве изображение матрицы и пуансона другой формы выполнения; на фиг.9 - вид по стрелке А на фиг.8; на фиг.Ю - продольное сечение другой формы выполнения матрицы; на фиг.11 - то же, план; на фиг.12 - увеличенное изображение матрицы; на фиг.13 и 14 - сечение Б-Б фиг.11 и вид снизу на другую форму выполнения пуансона; на фиг.15 - сечение другого варианта выполнения пуансона.

Матрица содержит основание 1, к которому приформована наковальня 2 или вставлена в него. Свободная торцевая сторона наковальни выполнена закругленной. Верхняя сторона цоколя выполнена с кры- шеобразно наклонно вниз спускающимися поверхностями 3. На этих покрывающих поверхностях 5 сидят режущие части 4, идентичные с зеркальной симметрией, так что на чертеже полностью изображена только одна из них. Каждая режущая часть имеет полуцилиндрическую выемку 5, и обе выемки охва1ывают в позиции покоя наковальню 2. Пластина 6 из пружинной стали закреплена в точке 7 на цоколе и перехлестывает удерживающим язычком 8 соответствующую режущую часть, которая имеет для этой цели по обеим сторонам полуцилиндрической выемки ступень 9. Таким образом, обе режущие части нельзя потерять, однако они подвижно связаны с цоколем и с наковальней. , Пуансон 10 имеет коническую форму, сужающуюся в направлении также закругленной торцевой стороны 11. Рабочий диа- 1 метр этой торцевой стороны пуансона

является однако явно меньше, чем торцевая сторона наковальни, соответственно выемок режущих частей, а именно таким образом, что при продавливании лежащие друг

над другом листы 12 и 13 не прорезаются (однако изобретение применимо также и при выполнении пуансона и матрицы с возможностью прорезания листов).

Фиг.2 показывает исходную позицию.

Листы покоятся на режущих частях, пуансон центрирован относительно наковальни в прессе (пресс не показан).

Фиг.З показывает ситуацию после про- давливания. Пуансон деформировал материал обоих листов в полое пространство, ограниченное полуцилиндрическими выемками 5 и торцевыми сторонами наковальни 12 до тех пор, пока охватывающий пуансон буртик 14 не соприкасается с листом 12.

Размеры элементов выбраны таким образом, что уже малейшая деформация продав- ленного материала происходит в направлении параллельно к листам.

Угол, под которым поверхности 3 прохрдят относительно горизонтали, выбран таким образом, что трение сцепления между ними и соприкасающимися режущими частями вместе с предварительным напряжением пружинной пластины достаточно для

предотвращения оЧилбнения режущих частей при продавливании. Было установлено, что при продавливании действующие в боковые направления усилия являются неожиданно минимальными. Как только начинают

действовать возникающие при расширении поперечные усилия, режущие части отклоняются в стороны и в направлении движения пуансона, так как трение скольжения тогда недостаточно, чтобы удерживать режущие части.

Фиг.4 показывает конец процесса соединения. Материал обоих листов уменьшился приблизительно на одну треть исходной толщины в зоне между торцевыми поверхностями наковальни и пуансона, а выдав ленный материал течет сбоку через кромку торцевой стороны наковальни и образует наплав 15, причем материал расположенного со стороны пуансона листа 12 втекает в

0 наплыв и зажимается там.

Полученное на позициях по фиг.1 до 4 соединение имеет хорошую прочность как в направлении параллельно к плоскости листов, так и в направлении вертикальном ему.

5 Однако прочность против кручения недостаточна, так что рекомендуется производить два соединения рядом друг с другом. Фиг.5 показывает матрицу, которая позволяет производить два соединения в двух

местах при одном ходе пресса. Описанные

в связи с фиг. 1 элементы имеют те же самые ссылочные номера, поэтому они подробно не описываются.

На фиг.6 представлен другой вариант выполнения матрицы. Здесь основание 1 выступает в сторону, где он имеет крепеж- ное отверстие 1б, и пружинные пластины 6 закреплены в точке 17 на этом выступе.

Вышеописанные примеры выполнения основаны на фрикционном соединении между основанием и режущими частями. Коэффициент трения однако зависит От качества поверхности фрикционной пары и поэтому не всегда может быть рассчитан. При примере выполнения по фиг.7 режущие части прилегают их кромками 18 к соответствующим радиальным плечам 19 наковальни. В то время как срабатывание режущих частей по фиг, 1 до 6 происходит в зависимости от усилия, по фиг.7 оно зависит от пути, так как только после того, как расширяющийся материал сбрасывает режущие части, они могут отклоняться вниз. Следует при этом отметить, что выполнение пуансона и возвратных пружинных пластин может быть таким же, что и при вышеописанных примерах выполнения, так что эти элементы не показаны на фиг.7. Такой принциг) срабатывания применим и для других представленных примеров выполнения изобретения.

Это также относится к матрице по фиг.8. Режущие части здесь выполнены призматическими и пуансон имеет соответствующую вытянутую форму (также и здесь не показаны пружинные возвратные пластины). Форма выполнения по фиг.8 имеет по сравнению с другими примерами выполнения то преимущество, что пресс не обязательно должен действовать вертикально к плоскости наковальни, и может иметь смещение на 30° в обе стороны в параллельной кромкам 20 плоскости. Несмотря на этб, здесь обеспечивается хорошее качество соединения, Это является очень важным тогда, когда сложные инструменты снабжаются большим количеством соединений при одном единственном ходе пресса.

Фиг.9 увеличена по сравнению с фиг.8 и представляет собой вид в направлении стрелки А другой формы выполнения устройства соединения. Направляющая скольжения режущих частей и их поверхности скольжения снабжены пазами 21, параллельными направлению скольжения и обеспечивающими дополнительно к фрикционному трению определенное за- клинивзние и таким образом усиление усилия срабатывания. Также и эти

мероприятия можно осуществить при вышеописанных формах выполнения изобретения.

Матрица по фиг. 10 и 11 имеет четыре 5 режущих части 4, каждая из которых имеет собственную направляющую скольжения 22. Цоколь и наковальня выполнены цилиндрическими. Цоколь имеет паз 23, в который включена.проволочная пружина 24. От него 10 простирается вверх плЬчо и образует открытое кольцо, входящее в соответствующие пазы режущих частей. Это кольцо функционирует в качестве возвратной пружины для режущих частей.

15 схематически показывает в сильно увеличенном по отношению к предыдущим фигурам масштабе такую конструк- цию, при которой режущая часть 16 прилегает не только к радиальной опорной 20 поверхности, как на фиг.7, но и в точке 25 заклинена с геометрическим замыканием с наковальней. При таком выполнении расширяющийся материал приводит к срабаты- ванию режущих частей, причем это 5 срабатывание можно репродуцировать. Само собой разумеется вдоль направляющей 26 могут быть предусмотрено несколько таких захватов. Как и на фиг.7 и 8 здесь также не показаны возвратные пружинные 0 ламели.

Со стороны матрицы нет необходимости в выталкивателях для соединенных заготовок. Со стороны пуансона однако заготовка может застрять. Поэтому при пу- 5 ансоне по фиг. 13 и 14 предусмотрен выталкиватель, который однако выполняет минимальный ход (более длинный ход не требуется вследствие конусного выполнения пуансона).

0 Пуансон 10 имеет паз 27, в который включено утолщение 28 шлицевого кольца 29. Кольцо выполнено таким массивным, что оно при соприкосновении с соединяемыми листами только немного пружинно разжи- 5 мается в тот момент, когда его внутренний конус 30 скользит вдоль конусного участка 31 пуансона. При обратном ходе пресса он выбрасывает заготовку с пуансона. Могут предусматриваться и другие выталкивате- 0 ли, например, такие, которые не зависят от буртика 14.

При соединении пресс должен развивать наиболее высокие усилия при переходе от продавливания к расширению. Этот факт 5 используется при пуансоне по фиг. 15 для того, чтобы удалять пуансон при расширении материала, так что обеспечивается особенно плоское место соединения.

Сам пуансон имеет радиальный фланец 32, который направляется в снабженной

буртиком 14 гильзе 33. Гильза свинчена с консолью 34 пуансона. Между консолью и фланцем 32 зажат набор тарельчатых пружин 35. Тарельчатые пружины имеют отрицательно проходящую характеристику пути на усилие, так что при достижении определенного, заданного размерами пружин усилия (нагрузки) пуансона они толчкообразно выскакивают назад. Имеется возможность предусматривать срабатывание режущих частей и пуансона одновременно,

Необходимо также отметить, что представленный на фиг.13 и 14 принцип шлице- вого пружинного кольца можно применять также и при матрице. Так, например, режущие части по фиг.10 и 11 можно сформировать в однош/шцевое кольцо, причем отпадает необходимость в особой возвратной пружине 24,

Формула изобретения 1. Устройство для соединения продав- ливанием плоских наложенных один на другой листов, содержащее пуансон и матрицу, имеющую наковальню и расположенные на ней с возможностью перемещения режущие элементы, ограничивающие зону про- давливания, причем пуансон и матрица расположены в прессе так, что торцевая поверхность пуансона противолежит торцевой поверхности наковальни и выполнена с буртиком, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за

счет обеспечения соединения за один ход пресса, буртик пуансона выполнен в виде упора, ограничивающего глубину продавли- вания пуансона и расположенного на расстоянии от рабочего торца, меньшем, чем

глубина рабочей части матрицы, при этом режущие элементы установлены на наковальне с возможностью перемещения в направлении движения пуансона.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что площадь рабочего торца пуансона меньше, чем ограниченная режущими элементами зона продавливания.

3.Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем. что режущие элементы установлены с возможностью взаимодействи с наковальней в процессе выдавливания.

4.Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что плоскости наковальни, контактирующие с режущими элементами,

выполнены наклонными .

5.Устр ойство по пп.1-4. о т л и ч с ю- щ е е с я тем, что оно снабжено прузхь 0й для возврата режущих элементов в лсход- ное положение.

Изобретение относится к устройству для соединения продавливанием плоских, лежащих друг на друге листов.-Устройство содержит пуансон и матрицу, включающую наковальню и расположенные на ней и ограничивающие зону продавливания режущие части, причем пуансон и матрица расположены в прессе таким образом, что торцовая поверхность пуансона противолежит торцовой поверхности наковальни. Для повышения качества соединения за счет обеспечения одного хода пресса пуансон имеет ограничивающий глубину продавливания упор и режущие части выполнены с возможностью перемещения в сторону движения пуансона. При этом упор образован окружающим ножку пуансона буртиком. 4 з.п.ф-лы, 15 ил.

&/3/

// / /

// / /

Фив.

21

Л Л- 5

. М

- 13

0USJ2

.

1

° Фиг.Ю

Фиг. т