Штамп для глубокой вытяжки

(5 АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Мыслимо ельство СССР2/22, 25.02.77 (пр ОЙ ВЫ- содержащий его ольца и и распоЯ ГЛУБОКподпором, охватываю в виде оследним 4 ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) (57) ШТАМП ДЛТЯЖКИ с радиальнымщий матрицу, пуансон,пульсирующий прижимвзаимодействующий с п ложенныи между ним и матрицеи подпорный элемент в виде коаксиально установленных оболочек в форме усеченного конуса, в стенках которых со стороны рабочего торца вы пол иены пазы, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента вытяжки, прижим выполнен с радиально расположенными поочередно со стороны внутренней и наружной окружности сквозными по толщине пазами и шарнирно связан по наружной окружности с матрицей, а в оболочках с торца, противоположного рабочему, выполнены пазы, расположенные между пазами у рабочего торца.Изобретение относится к обработке металлов давлением, к штамповой оснастке и может быть использовано в отраслях машиностроения, где требуется изготавливать полые детали с большой относительной высотой.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является штамп для глубокой вытяжки с радиальным подпором, содержащий матрицу, пуансон, охватывающий его пульсирующий прижим в виде кольца и взаимодействующий с последним, и расположенный между ним и матрицей подпорный элемент в виде коаксиально установленных оболочек в форме усеченного конуса, в стенках которых со стороны рабочего торца выполнены пазы 1 .Однако известный штамп обеспечивает получение деталей с небольшим коэффициентом вытяжки, что обусловлено изгибом всех оболочек на одинаковый угол и перемещением вследствие этого всех участков фланцев зоны заготовки на одну и ту же величину.Целью изобретения является повышение коэффициента вытяжки.Поставленная цель достигается тем, что в штампе для глубокой вытяжки с радиальным подпором, содержащим матрицу, пуансон, охватывающий его пульсирующий прижим в виде кольца и взаимодействующий с последним и расположенный между ним и матрицей подпорный элемент в виде коаксиально установленных оболочек в форме усеченного конуса, в стенках которых со стороны рабочего торца выполнены пазы, прижим выполнен с радиально расположенными поочередно со стороны внутренней и наружной окружности сквозными по толшине пазами и шарнирно связан по наружной окружности с матрицей, а в оболочках с торца, противоположного рабочему, выполнены пазы, расположенные между пазами у рабочего торца.На фиг. 1 изображен общий вид штампа в продольном разрезе (слева от оси симметрии показан штамп в исходном положении, а справа - положение штампа в промежуточный момент вытяжки при изготовлении деталей без фланца и в момент окончания вытяжки при штамповке деталей с фланцем; на фиг. 2 - кинематическая схема работы оболочек; на фиг. 3 - прижим в плане, вид сверху; на фиг. 4 - оболочка, вид сбоку и сверху.Штамп содержит матрицу 1, установленный соосно ей пуансон 2, охватывающий его пульсирующий прижим 3 в виде кольца, взаимодействующий с последним, и расположенный между ним и матрицей подпорный элемент в виде коаксиально установленных оболочек 4 в форме усеченного конуса с углом сс, находящимся в пределах51 О15 10 - 20 наклона их образующей, нажимную втулку 5 и шарнирную опору, состоящую из корпуса 6 и крышки 7, в которых по внутреннему диаметру выполнены сферические полутороидальные полости.Прижим 3 изготавливается из закаленной стали и по наружной окружности имеет сферический тороидальный прилив, выполненный с возможностью контактирования с шарнирной опорой, кроме того, в прижиме 3 выполнены радиально расположенные одни между другими со стороны внутренней и наружной окружностей сквозные по толщине пазы 8, что обеспечивает создание необходимой величины радиального подпора фланцевой части штампуемой заготовки,В оболочках 4, также изготовленных иззакаленной стали, выполнены направленные вдоль образующей расположенные однимежду другими со стороны рабочего и нерабочего торцев пазы 9. Величина перемычки а зависит от механических свойств штампуемого материала и коэффициента вытяжки. Кромки обоих торцов оболочек 4 скруглены.25 Штамп работает следующим образом.Штамп устанавливают на пресс тройного действия (не изображен).Плоскую заготовку 10 кладут на матрицу 1. Собранный пакет оболочек 4 устанавливают в корпус 6 шарнирной опоры, на30 нерабочие торцы оболочек 4 накладываютприжим 3 таким образом, чтобы его тороидальный прилив вошел в полутороидальную полость корпуса 6 и прижимают крышкой 7, прилив прижима 3 охватывается тороидальной полостью, образованной полутороидальными полостями корпуса 6 и крышки 7. После этого корпус 6 с установленными на нем оболочками 4 и крышкой 7 закрепляют на периферийном ползуне пресса(не показан), нажимную втулку 5 закреп 4 ляют на среднем ползуне пресса (не показан), а пуансон 2 - на внутреннем ползуне пресса (не показан),При перемещении периферийного ползуна пресса вниз корпус 6 шарнирной опоры также опускается и после касания с45 матрицей 1 останавливается, при этом рабочие торцы оболочек 4 касаются заготовки 10, а прижим 3 находится в горизонтальном положении. Под воздействием внутреннего ползуна пресса пуансон 2 нагружается усилием Р, равным 0,9 усилия штамповки, вследствие чего в центральной частизаготовки образуется купол (чашка). Однако дальнейшая свертка заготовки не протекает ввиду недостаточности усилия на пуансоне, но и обрыва стенки в опасном сечении также не может произойти по той жепричине,После этого включают в работу среднийползун, под действием которого нажимнаявтулка 5 контактирует с центральной частью кольца, которое под действием нагрузки Я поворачивается в шарнире на угол у и приобретает форму тарелки. Вследствие поворота кольца на угол у, лежащий в пределах 15 - 30, оболочки 4 также изменяют свою форму и поворачиваются вокруг скругленных нерабочих торцов как вокруг шарниров так, что угол сс наклона образующей каждой оболочки 4 увеличивается. Нерабочие торцы оболочек 4 перемещаются вниз на различные величины. Максимальное вертикальное перемещение ЬЬ ь а значит и максимальный угол йнаклона образующей имеет внутренняя оболочка 4, минимальное перемещение ЬЬи угол онаклона - наружная. Рабочие торцы оболочек 4 перемещаются в радиальном направлении к оси штампа: внутренние - на максимальную величину, наружные - на минимальную.Соответственно этому силами контактного давления материал фланцевой части штампуемой заготовки также перемещается в радиальном направлении к вытяжной кромке, причем перемещение 1 внутренних слоев максимальное (1=5 - 15 мм), а наружных - минимальным (1,= 1 - 5 мм). Таким образом, поверхностный радиальный подпор осуществляется с принудительным переменным радиальным перемещением штампуемого материала, уменьшающимся обратно пропорционально коэффициенту вытяжки, что находится в соответствии с характером естественного течения материала при обычной вытяжке, когда под воздействием пуансона материал фланцевой части заготовки получает переменное, увеличивающееся перемещение. Пуансон 2 опускается в матрицу 1 на некоторую величину и останавливается.Усилие Я назначают таким, чтобы во фланцевой части заготовки возникли касательные напряжения т, превышающие предел прочности штампуемого материала в два-три раза, т. е. т= (2 - 3)6 , что обеспечивает принудительное радиальное течение материала, где Ьв - предел прочности.5 На наружном ползуне в процессе вытяжки поддерживается усилие , создающее крутящий момент, направленный против часовой стрелки и противодействующий крутящему моменту от усилия а, за счет чего исключается возможность раскрытия шарнирной опорыПосле этого снимают нагрузку Я прижим 3 и оболочки 4 под действием упругой деформации принимают первоначальную форму (прижим 3 становится плоским, угол наклона образующих всех оболочек становится одинаковым и равным исходному (сс).Штамп готов для совершения последующих циклов, количество которых находится в зависимости от требуемой высоты готовой детали.Раскрытие штампа производят в следующей последовательности.Вначале поднимают внутренний ползунс пуансоном 2. Если деталь остается на пуансоне 2, то она снимается с него нажимной втулкой 5. Далее поднимают средний ползун с нажимной втулкой 5. Затем поднимают наружный ползун с шарнирной опорой и подпорным элементом. В случае, если деталь остается в матрице 1, то она извлекается из нее известными способами, например, жестким выталкивателем (не показан).Предлагаемая конструкция штампа приугловой пульсации прижима и шарнирной опоре обеспечивает изготовление полых деталей с коэффициентом вытяжки, а значит и относительной высотой, большей по сравнению с прототипом на 20 - 30 О/О.Годовой экономический эффект от внедрения штампа на одном предприятии отрасли за счет повышения производительности составляет 83 тыс, руб.1017411 7.,У Ц Редактор Н. ГорнаЗаказ 3436/12 Рошк наб., д. 4/5 Проектная, 4 Составитель Н. Ту т Техред И. Верес Тираж 8 6 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж - 35, Раушская иал ППП Патент, г. Ужгород, у