Способ выполнения отверстий в малогабаритных профилях с фланцами Советский патент 1993 года по МПК B21D28/32 

Фиг.

Изобретение относится к штамповочному производству и может быть использовано при вырубке (пробивке) отверстий в малогабаритных деталях с буртами, приливами и др. массивными утолщениями.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе выполнения отверстий в малогабаритных профилях с фланцами, который включает размещение фланцев профиля в направляющих матрицы и последующую перфорацию пуансоном стенки профиля с отделением отхода, согласно изобретению, перфорацию осуществляют первоначально совместным действием режущих кромок мат- рицы и пуансона по частям линии контура отверстия, касательные к которой составляют с направляющими матриц угол 50°-90°, а затем отделяют отход на оставшейся части контура исключительно режущими кромками пуансона.

Решается задача снизить долю участия инструмента в процессе перфорации за счет того, что часть его функций передается изделию. Использование указанных признаков исключает контактные взаимодействия матрицы и пуансона на большей части рабочего отверстия матрицы при сохранении качества выполняемых отверстий и прямолинейности перфорируемого профиля за счет использование свойства жесткости фланцев перфорируемого изделия. Жесткие фланцы играют роль недостающей опорной поверхности матрицы, чем обеспечивается отделение высечки от кромки обрабатываемого отверстия. При этом матрица эксплуатируется менее интенсивно. Осуществление первоначальной пробивки отверстий совместным действием режущих кромок матрицы и пуансона по линии контура отверстия, касательные к которой составляют с направляющими матрицы угол менее 50°, не повышает стойкость матрицы при изготовлении отверстий со стенками высокого качества из-за повышенных растягивающих напряжений, возникающих при этом в кромках рабочего отверстия матрицы. Значение этого угла более чем 90° быть не может, т.к. это максимальное значение угла для расположения касательной поперек направляющих матрицы. Поперечное расположение касательных к частям линий контура отверстия, которые перфорируют в начальный прием, соответствует поперечному расположению линий этих частей к направляющим матрицы, что является обязательным условием для жесткости в процессе вырубки. Реальность осуществимости способа и поставленной задачи доказаны данными проведенных экспериментов, которые показали, что способом изготавливают в 1,05 2,5 раза отверстий больше, чем способом по прототипу при одинаковых условиях и до излома штампа.

На фиг.1 изображена матрица штампа;

5 на фиг.2 - процесс отделения высечки от перфорируемого профиля; на фиг.З - штанга профиля с полученными отверстиями.

Пример применения способа. Способом изготавливают профиль поршневое

Ю кольцо. Штанга указанного профиля с поперечным сечением профиля на переднем плане представлена на фиг.З. Габаритные размеры сечения (по вершинам фланцев) 5 х 2,5 мм. Ширина площадки, на которой

15 необходимо перфорировать ряд отверстий - 3,5 мм. Толщина этой площадки - 0,7 мм. Размеры овального перфорируемого отверстия следующие: ширина- 1 мм, длина-4 мм. Материал профиля - ст. 65 Г. Размеры вы20 ступов фланцев в нижней и верхней частях профиля отличаются незначительно и колеблются в пределах (0,75 - 1,0) х (0,75 - 1,0) мм. Для осуществления способа использовали миниатюрный вырубной пресс с цияиндри25 ческими направляющими пуансона, выполненными в верхней поперечине пресса. Усилие вырубки, создаваемое прессом-0,6т. Матрица штампа, используемого для перфорации, имела вид, как на фиг.1. Она содер30 жит основание 1 (фиг.1, 2) ложе, состоящее из выступов 2, на котором размещают обрабатываемый профиль 3 (фиг.2, 3), направляющие 4 (фиг. 1) галтельного типа, по которым скользят фланцы 5 (фиг.2,3) обрабатываемо35 со профиля, а также отверстия 6 (фиг.1) матрицы, режущие кромки 7 которой образованы пересечением отверстия 6 и плоскости выступов 2. Касательные к линии режущих кромок 7 матрицы составляют с направляющими 4

40 (ребрами 8) угол а, величина которого составляет 50-90°. Размеры отверстия матрицы в плане такие же, как и размеры перфорируемого отверстия 9 (фиг.З), т.е. по осям эллипса 1x4 мм. Пуансон 10 штампа

45 для уменьшения усилия вырубки имел рабочий торец с вогнутой поверхностью. Процесс отделения отхода 11 осуществляют в две стадии. Первоначально осуществляют перфорацию совместным действием режу50 щих кромок матрицы и пуансона, причем

. только двух противолежащих частей линии

контура отверстия 12, касательные которых

составляют с направляющими матрицы

угол, равный 50°-90°. При этом выступы 2

55 матрицы и пуансон 10 совместно воздействуют наперфорируемый профиль, Трещина развивалась в направлении фланцев профиля. Развития высадочной трещины, отделяющей высечку от обрабатываемого профиля, на той части профиля, которая не

опирается на выступы 2 ложа матрицы, на данной стадии не наблюдается. Локальный контакт матрицы и пуансона по части контура перфорируемого отверстия снижает неблагоприятное влияние на стойкость элементов штампа статических и динамических перекосов пуансона. Последующее полное отделение отхода 11 осуществляют исключительно режущими кромками пуансона 10, поскольку контур отверстия (режущие кромки) матрицы напротив оставшейся неотсеченной части линии контура отверстия отсутствует. При этом профиль удерживается от прогиба за счет из- гибной жесткости фланцев, являющихся, по сути, ребрами жесткости обрабатываемого профиля. Сопротивление давлению пуансона оказывала непосредственно штанга профиля, опирающаяся на выступы 2 матрицы штампа. Сопротивления штанги профиля было достаточным для того, чтобы полностью сформировать контур вырубаемого отверстия и удалить образовавшийся отход 11.

Теоретическим это можно обосновать следующим образом. Момент инерции первоначально перфорируемых частей поперечного сечения профиля -1 площадки, на которой перфорируются отверстия рплощ.), составляет

.в-h3 3,5-(0,7)3 п 4 Jnnouj. -утр --12- М

где в - ширина площадки, 3,5 мм;

h - толщина площадки, 0,7 мм.

Момент инерции является определяющей величиной жесткости штанги профиля

при ее изгибе от давления пуансона при пробивке отверстия.

В тоже время, момент инерции фланцев 5 JcM составляет

. 0,85-2,53 , ,,. л

J фл г I, I U М М

где 0,85 мм средняя ширина фланца,

2,5 мм - высота фланца (высота профиля).

.Таким образом, момент инорции фланцев на порядок выше момента инерции пло- 5 щадки, на которой вырубаются отверстия. По этой причине жесткость на изгиб изделия также увеличена на порядок, за счет фланцев, и это свойство профиля используется в предлагаемом техническом решении для безматричной перфорации части изготавливаемого отверстия.

Примеры способа конкретными значениями угла «приведены в таблице. Формула изобретения Способ выполнения отверстий в малогабаритных профилях с фланцами, включающий в себя размещение фланцев профиля в направляющих матрицы и последующую перфорацию пуансоном стенки профиля с отделением отхода, отличающийся тем, что перфорацию осуществляют первоначально совместным действием режущих кромок матрицы и пуансона по частям линии контура отверстия, касательные к которой составляют с направляющими матриц угол 50-90°, а затем отделяют отход на оставшейся частиц Контура исключительно режущими кромками пуансона.

0

5

0

5

Использование: в области штамповочного производства. Сущность изобретения: перфорацию осуществляют в две стадии: сначала режущими кромками 7 матрицы и пуансона 10 только части линии контура отверстия 12, поперечные к фланцам изделия, а затем остальную часть линии контура с окончательным отделением отхода 11 .и только режущими кромками пуансона. Приведено точное расположение части линии, перфорируемой первоначально. 3 ил., 1 табл.