203451

2 О 34 Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЮ- -1 ИТ. ЗАЛА Зависимое от авт. свидетельств Заявлено 031961 ( 696086/ 9 д, 1191, 8 рисоединением заявкиюритет МПК В 231 В 231 УДК 621,733,76(088Комитет ло делам зобретеиий и открыти ори Совете Министров СССРпубликовано 28 ата опубликова 67. Бюллетень2 писания 13.Х 11.19 б Авторизобретен ов Заявител ТА 1 И П ДЛЯ ИЗ ГОТО ВЛ Е Н ИЯ ФАСО Н Н ЫХ ИЗДЕЛ И й 20 по такой кинематичене дает возможности рого концентричным го венца относительия, и, во-вторых, не 25 изделие без радиальщегося на плоскости ак формообразование изделия начинается икания штампа и те Штамп, построенныйской схеме, во-первых,получить изделие со страсположением зубчатоно центрального отверстпозволяет отформоватьного заусенца, образуюразъема штампа, так кпериферийных участковзадолго до полного смь зобрете, распо- зможноовку, и Йзвестны устройства для изготовления фа. сонных деталей, например зубчатых колес и звездочек, выполненные в виде штампа, имеющего пуансон с прошивнем, формующим один торец изделия и центральное отверстие 5 изделия, и матрицу в виде кольца, внутренней поверхности которого придают форму, соответствующую форме внешнего периметра изделия (например, зубчатого венца с внутренним зацеплением для получения зубчатого ко леса наружного зацепления). Кольцо снабжено дном заданной конфигурации, оформляющим второй торец изделия, Штамп имеет разъем в плоскости, совпадающей с торцовой поверхностью изделия. Пуансон подвижен 15 только в направлении к матрице, Направление его движения совпадает с направлением образующей поверхности зубчатого венца у изделия,чение металла в осевом направлении не огра ничивается поверхностью пуансона.Указанные обстоятельства приводят к необходимости последующей механической обработки изделий для обрезки заусенца и окончательного доведения их размеров и геометрической формы, а также отделки поверхности до требуемых техническими условиями чистоты и точности. Эти финишные операции, с одной стороны, затруднены наличием отформованных зубьев с упрочненной поверхностью и, с другой стороны, удаление нагартованного, обладающего повышенными механическими свойствами слоя металла снижает качество самого изделия.Целью данного изобретения является устранение перечисленных затруднений.Для этого создан такой штамп, в котором одновременно обеспечиваются радиальное прессование заготовки и прошивка (калибровка) базового отверстия, например центрального отверстия у зубчатых колес и звездочек, с одновременным осаживанием торцов изделия при активном силовом воздействии на заготовку одновременно в трех взаимно перпендикулярных направлениях.Штамп, выполненный согласно и нию, включает два основных пуансона ложепных один против другого с во стью сближения, осаживающих заготоправку, установленную на одном из упомянутых основных пуансонов, предназначенную для прошивки (калибровки) центрального базового отверстия в заготовке. В радиальных направляющих одного из основных пуансонов подвижно установлены дополнительные пуансоны, рабочие участки которых перекрываются поверхностями основных пуансонов, что обеспечивает направление их сближения.Дополнительные пуансоны выполнены составными, с подвижным (плавающим) креплением рабочих участков в напраьлеши сближения основных пуансонов, что обусловливает надежное прилегание дополнительных пуансонов к рабочим поверхностям основных пуансонов и формообразование изделия без заусенцев,Один из основных пуансонов одновременно является упором, ограничивающим радиальное сближение дополнительных пуансонов, которые с этой целью снабжены выступами.Один из основных пуансонов, снабженный радиальными направляющими и установленными в них дополнительными пуансонами, образует с ними единый узел - съемную головку штампа.При использовании в обычных прессах, которые не имеют приводных органов в ради альном направлении, предлагаемый штамп оборудуется устройством для радиального сближения дополнительных пуансонов. Устройство состоит из клиновых упоров, установленных на плите пресса, каждый из которых предназначен для взаимодействия своей рабочей поверхностью с торцом дополнительного пуансона, имеющим вид соответствующей наклонной поверхности. При этом один из основных пуансонов выполнен подвижным в направлении перемещения рабочего органа пресса под воздействием другого основного пуансона. Давление осаживания заготовки в данном случае может быть обеспечено за счет вертикальной составляющей опорных реакций наклонных поверхностей дополнительных пуансонов.С целью разгрузки головки штампа от давления осаживания заготовки, один из основных пуансонов, выполненный подвижным в направлении перемещения рабочего органа пресса под воздействием другого основного пуансона, может быть подпружипен буферным устройством, например пневмогидравлическим, создающим независимо от рабочего органа пресса противодавление, обеспечивающее осажнвание заготовки.На фиг, 1 показана принципиальная схема штампа для пресса, не имеющего подвижных органов в радиальном направлении, вариант исполнения, в котором дополнительные пуансоны связаны в единый узел с нижним основным пуансоном, подпружиненным буферным устройством; на фиг. 2 - то же, вариант исполнения, в котором дополнительные пуансоны связаны в единый узел с верхним основным пуансоном; на фнг. 3 - поперечный раз 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 б 5 рез штампа, установленного па прессе со встроенным в столе буфером для осаживания заготовки; штамп в исходном положении (вариант исполнения); на фиг. 4 - то же в момент радиального прессования и осаживания заготовки; на фиг, 5 - дополнительный пуансон, вид сбоку (вариант исполнения); на фиг. 6 - то же, вид сверху.Описываемый штамп для изготовления фасонных изделий, например зубчатых колес, выполнен в виде двух расположенных на одной линии основных пуансонов 1 и 2 (см. фиг, 1 н 2), которые при сближении осаживают заготовку д. Пуансоны имеют заданную конфигурацию рабочих поверхностей 4 и б, формующих торцы заготовки д.Дополнительные пуансоны 6 установлены радиально вокруг основных пуансонов 1 и 2 в плоскости, перпендикулярной к их продольной оси. Количество их определяется числом фигурных элементов, которые должны быть выполнены на образующей поверхности изделия, например зубьев шестерен или звездочек. Дополнительные пуансоны 6 прессуют заготовку в радиальном направлении, придавая ее поверхности соответствующую форму, В процессе прессования дополнительные пуансоны сближаются к центру, перемещаясь в радиальных направляющих одного из основных пуансонов,Один из основных пуансонов, например пуансон 1, снабжен оправкой 7, выполняющей операцию прошивки (калибровки) заготовки и формующей в ней центральное отверстие 8. Конфигурация оправки 7 определяется формой отверстия: она может быть выполнена цилиндрической, конической, гладкой и ли зубчатой (шлицевой) . Раоочие поверхности 4 и 6 основных пуан сонов 1 и 2 полностью перекрывают рабочие участки дополнительных пуансонов 6, углубляощихся в заготовку между основными пуансонами и соответственно в зону пластического течения металла. При этом поверхно сти 4 и 5 являются как бы направляющими для движения между ними дополнительных пуансонов 6,Рабочие участки - наконечники 9 (см. фиг, 2) дополнительных пуансонов 6 выполнены подвижными (плавающими) в направлении сближения основных пуансонов, поэтому они надежно прилегают к рабочим поверхностям 4 и 6 основных пуансонов 1 и 2 (см. фиг. 3, 4, 5, б).Смыкание штампа происходит по рабочим поверхностям 4 и 5 основных пуансонов, сближение которых ограничивается высотой на конечников 9 дополнительных пуансонов 6, определяющих, таким образом, соответственно и высоту зубчатого венца изделия. Это обеспечивает равномерное формообразование зубчатого венца по высоте и предотвращает образование торцового и радиального заусенцев у изделия,Объединение дополнительных пуансонов 6,оправки 7 и основного пуансона 1 в один блок(см. фиг. 2) обеспечивает высокую точностьих взаимного расположения, и поскольку рабочие движения в радиальных направленияхдополнительных пуансонов 6 и встречноедвижение основных пуансонов 1 и 2 ограничиваются жесткими упорами, обеспечиваютсяусловия для размерно-чистового формообразования поверхностей изделия, а именно; зубчатого венца центрального отверстия и еготорцовых поверхностей.В качестве привода, осуществляющего рабочие движения подвижных элементов штампа, целесообразнее всего использовать специальный пресс, имеющий один основной подвижный орган - ползун и заданное количество вспомогательных ползунов, расположенных радиально вокруг основного ползуна исовершающих перемещения, перпендикулярные относительно его продольной оси,Для изготовления фасонных изделий возможно использовать также и стандартныепрессы простого действия, т. е. прессы с одним подвижным органом, В этом случае должно быть предусмотрено устройство для перемещения дополнительных пуансонов. Так,для радиального сближения дополнительныхпуансонов 6 путем преобразования поступательного движения ползуца 10 пресса используются наклонные поверхности - скосы 11 наторцах дополнительных пуансонов 6 и закрепленные на плите 12 штампа клиновые упоры13, имеющие раоочие поверхности с соответствующими скосами.Дополнительные пуансоны 6 могут бытьсвязаны в единый узел - головку как с верхним, так и с нижним основным пуансоном 2(см. фиг. 2 и 1),Один из основных пуансонов, например 1,связан с плитой 14 штампа (см. фиг. 1), авторой основной пуансон 2, связанный с дополнительными пуансонами 6, выполнен подпружиненным и установлен в плите 12 штампа с возможностью перемещения под воздействием пуансона 1. Плиты 14 и 12 штампаприкрепляются соответственно к ползуну 10пресса и к плите 15 пресса.Поступательное рабочее движение ползуна10 и связанного с ним одного основного пуансона, например 1, преобразуется в движение дополнительных пуансонов 6 в радиальных направлениях, и кроме того, при жесткой связи дополнительных пуансонов с основным пуансоном 1 или 2 оно позволяет воспринимать вертикальную составляющую усилияосаживания заготовки.Если один из основных пуансонов, например 2, подпружинить мощным буферным устройством, например пневмогидравлическим,давление которого ца основной пуансон 2 независит от угла наклона рабочей поверхности клинового упора 13 и соответственно отусилия на ползуне 10 и достаточно для осаживания заготовки 3 в процессе ее прессова 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ння в радиальном направлении, то создаваемое буфером противодавление полностью разгрузит головку штампа от усилия осаживания, а замыкание штампа по рабочим поверхностям основных пуансонов 1 и 2 будет осуществляться независимо от давления на ползуце 10 пресса.Ниже описывается вариант штампа с устройством для радиального сближения дополнительных пуансонов и мощным буфером (см. фиг. 3 и 4),Штамп выполнен в виде пакета с верхней плитой 14 и нижней 12, связанными между собой колонками 16.Рабочий участок пуансона 1, соприкасающийся в процессе формообразования с заготовкой 3, выполнен в виде плоской круглой шайбы с конфигурацией, обеспечивающей формование торцов и фасонцых элементов ступичной части изделия 3, Шайба изготавливается нз высоколегированцой стали с высокой чистотой обработки рабочей поверхности и крепится (на чертеже не показано) к массивной, круглой в плане, обойме 17, которая является как бы продолжением рабочей поверхности пуансона 1. Торцовая поверхность обоймы 17 снабжена радиальными направляющими 18, в которых подвижно устанавливаются дополнительные пуансоны 6. Диск 19, связанный с обоймой 17 винтами 20, пропущенными в промежутки между пуансонами 6, прижимает пх к торцовой поверхности обоймы 17 и обеспечивает сборку перечисленных деталей в единый узел - головку штампа.В центральном отверстии обоймы 17 крепится оправка 7 с цилиндрическим рабочим участком и конической заходной частью. Поскольку оправка 7 - это сильно нагруженная деталь штампа, она изготавливается из высоколегированной инструментальной стали или твердого сплава.Пуансон 1, зафиксированный неподвижно относительно обоймы 17 и оправки 7, выполняет одновременно функцию упора, ограни. чивающего радиальное движение пуансонов 6 при углублении их в заготовку 3. Для этого на пуансонах 6 предусмотрены выступы 21, упирающиеся в образующую поверхность пуансона 1.Жесткое крепление на одной базе оправки 7 и основного пуансона 1, являющегося упором для радиально сближающихся дополнительных пуансонов 6, обеспечивает концентричцое расположение в изделии зубчатого венца относительно центрального отверстия.В процессе формообразования металл сжимается углубляющимися в заготовку 3 со всех сторон пуансонами 6 и оправка 7 оковывается металлом, Поэтомч в цтампе предусмотрен съемник (на чертеже не показан), срабатывающий от вь 1 талкивателя пресса (на чертеже не доказан) при возврате ползупа 10 вверх после рабочего хода.Пуансон 1, оправка 7, пуансоны 6 и съемцик, собранные на обойме 17 и связанные6065 7диском 19, представляют собой единый узел - головку штампа, которая при помощи поворотных прихватов 22 крепится к верхней плите 14 штампа, Такая конструкция позволяет быстро и легко снимать и заново устанавливать головку штампа в пакете.Наибольшую нагрузку испытывают при работе дополнительные пуансоны б, и в первую очередь их рабочие участки - наконечники 9, углубляющиеся в металл. Для снижения стоимости инструмента быстроизнашивающиеся наконечники 9 выполнены легкоотделяемыми, минимальных размеров и простейшей конфигурации (см. фиг, 5 и б) .Кроме того, дополнительные пуансоны б имеют державки 28, выполненные в форме бруса с увеличивающимся поперечным сечением от наконечника. Державки 28 имеют плоские опорные поверхности, соприкасающиеся с обоймой 17 и диском 19 головки штампа, а также направляющие 24 для радиального перемещения в обойме 17 в сопряжении с ее направляющими 18 (см. фиг. 3 и 4).Наконечник 9 крепится в пазу державки 28 винтом 25, который обеспечивает подвижность (плавание) наконечника 9 в вертикальном направлении.Пуансон 2 подвижно установлен в нижней плите 12 штампа и выполнен также составным. Его рабочая поверхность б в виде плоской шайбы с углублением заданной конфигурации для формования ступицы и нижнего торца изделия изготавливается из высоколегированной инструментальной стали и крепится к основному пуансону (на чертежах не показано).Конструктивная особенность штампа позволяет использовать его на серийных прессах простого действия, например на прессах, имеющих только один подвижный орган ползун 10.Для преобразования вертикального движения ползуна 10 в радиальные движения дополнительных пуансонов б используются наклонные поверхности 11, выполненные на задних торцах дополнительных пуансонов б под углом 30 и клиновые упоры 18, имеющие на рабочих поверхностях соответствующие скосы.Усилие, необходимое для осаживания заготовки 8 и прижима к рабочим участкам 4 и б основных пуансонов 1 и 2 дополнительных пуансонов б при их углублении в заготовку 8 (усилие замыкания штампа), создается буферным устройством 2 б, например пневмогидравлическим, расположенным под плитой 15 в столе 27 пресса,Для создания усилия осаживания заготовки 8 можно использовать, например, вертикальную составляющую усилия, воспринимаемого скосами 11 дополнительных пуансонов б. В этом случае необходимость в буфере 2 б отпадает, но головка штампа будет нагружаться растягивающими усилиями, по величине равными усилию осаживания заготовки. 5 10 15 го 25 З 0 35 40 45 50 Формообразование изделия возможно какв холодном, так и в горячем состоянии. Дляштамповки изделий в горячем состоянии вконструкции штампа предусмотрена системаводяного охлаждения деталей, соприкасающихся с горячим металлом, Предусмотренатакже и смазка подвижных элементов штампа, осуществляемая непрерывно в процессеработы от центральной смазочной системыпресса.Конструктивные особенности штампа и общая компоновка его обеспечивают надежнуюи долговечную работу всех его узлов и деталей.Верхнее расположение наиболее ответственного узла штампа - головки, имеющей подвижные элементы, дает возможность сократить время контакта пуансонов и других де.талей штампа с изделием, что особенно важно при штамповке в горячем состоянии. Благодаря этому уменьшается также вероятность засорения направляющих подвижныхдеталей штампа,Вынесение радиальных направляющих 18перемещения дополнительных пуансонов б иззоны формообразования и расположение ихнесколько выше рабочей поверхности 4 основного пуансона 1, а следовательно, и верхнеготорца деформируемого изделия, удаляет ихиз зоны больших напряжений, тепловой нагрузки и источника засорения, что позволяетиметь на направляющих 18 постоянный слойсмазки и обеспечить практически прецизионное направление движения дополнительныхпуансонов б.Штамп универсален: один штамповый пакет можно использовать с небольшой переналадкой для штамповки большой номенклатуры изделий. Для этого в конструкциюштампового пакета вводят элементы, изменяя которые, можно легко переналаживатьштамп. В частности, крепление головки штампа к плите 14 поворотными прихватами 22позволяет в течение нескольких минут снятьголовку штампа с пресса и поставить на тоже место новую головку, имеющую, например, другое количество дополнительных пуансонов б; крепление упоров 18 при помощи перемещающихся сухарей 28 и винтов 29 даетвозможность переустанавливать упоры 18 взависимости от количества пуансонов б в головке штампа (см. фиг. 3 и 4),Предмет изобретения1. Штамп для изготовления фасонных изделий, например зубчатых колес и звездочек, путем прошивки центрального базового отверстия в заготовке, ее осаживания и радиального прессования, включающий два основных пуансона, расположенных один против другого с возможностью сближения, осаживающих заготовку, и оправку, установленную на одном из упомянутых основных пуан 203451сонов, предназначенную для прошивки (калибровки) центрального базового отверстия в заготовке, отличающийся тем, что он снабжен подвижно установленными в радиальных направляющих одного из основных пуансонов дополнительными пуансонами, расположенными между основными пуансонами, которые своими поверхностями перекрывают рабочие участки дополнительных пуансонов, обеспечивая направление их сближения,2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные пуансоны выполнены составными, с подвижным (плавающим) креплением рабочих участков в направлении сближения основных пуансонов, обеспечивающим надежное прилегание дополнительных пуансонов к рабочим поверхностям основных пуансонов и формообразование изделия без заусенцев.3. Штамп по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что один из основных пуансонов одновременно является упором, ограничивающим радиальное сближение дополнительных пуансонов, снабженных с этой целью выступами.4. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что один из основных пуансонов, снабженный радиальными направляющими и установленными в них дополнительными пуансонами, обра 5 10 15 20 25 зует с ними единый узел - съемную головку штампа.5, Штамп по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что для использования его на прессах, не имеющих приводных органов в радиальном направлении, он снабжен устройством для радиального сближения дополнительных пуансонов, представляющим собой клиновые упоры, установленные на плите пресса, каждый из которых предназначен для взаимодействия своей рабочей поверхностью с торцом соответствующего дополнительного пуансона, имеющим наклонную поверхность, а один из основных пуансонов выполнен подвижным в направлении перемещения рабочего органа пресса под воздействием другого основного пуансона,6. Штамп по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что, с целью разгрузки головки штампа от давления осаживания заготовки, один из основных пуансонов, выполненный подвижным в направлении перемещения рабочего органа пресса под воздействием другого основного пуансона, подпружинен буферным устройством, например пневмогидравлическим, создающим независимо от рабочего органа пресса усилие противодавления, обеспечивающее осаживание заготовки,