Штамп для глубокой вытяжки
Патент 2060075
Авторы
Классы МПК
Штамп для глубокой вытяжки
Реферат
Использование: при глубокой вытяжке полых листовых деталей. Сущность изобретения: предложенный штамп для вытяжки листовых деталей содержит матрицу, пуансон и прижимное кольцо, прикрепленное с помощью разрезного кольца и болтов к кольцевому упору. Рабочая поверхность прижимного кольца выполнена контактируемой при вытяжке с фланцем вытягиваемой заготовки, для чего оно выполнено в виде упругого деформируемого кольца, прикрепленного к приводу его перемещения по кольцевой площадке с круговой осью. Толщина складкодержателя выбрана согласно зависимости, приведенной в формуле изображения. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в обеспечении качественного изготовления тонкостенных листовых деталей. 3 ил.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении полых листовых деталей.
Известен штамп для глубокой вытяжки, содержащий установленные соосно пуансон и охватывающие его матрицу и прижим, причем последний выполнен в виде смонтированных на наружном ползуне пресса упругого металлического прижимного кольца и размещенного соосно и в контакте с ним кольцевого упора, диаметр выступающей части которого равен диаметру сопряжения вытяжной кромки матрицы с ее плоской поверхностью. Использование этого штампа, обеспечивая высокое качество и широкие технологические возможности вытягиваемых деталей, сопряжено с дороговизной его изготовления из-за сложности конструкции упругого элемента в прижимном кольце. Техническая задача, решаемая при использовании предложенного штампа для глубокой вытяжки, заключается в том, что он очень прост в изготовлении и в то же время обеспечивает высококачественное изготовление листовых деталей при сохранении широких технологических возможностей. В штампе для глубокой вытяжки, содержащем установленные соосно пуансон и охватывающие его матрицу и прижим, последний из которых выполнен в виде смонтированных на наружном ползуне пресса упругого металлического прижимного кольца и размещенного соосно и в контакте с ним кольцевого упора, диаметр выступающей части которого равен диаметру сопряжения вытяжной кромки матрицы с ее плоской поверхностью, толщина упругого прижимного кольца выполнена постоянной в радиальном направлении и определяется из соотношения: H 0,24/5,5d+Do/ где d диаметр пуансона, мм; Dо наружный диаметр упругого прижимного кольца, мм; в- предел прочности вытягиваемого материала, кгс/мм2; E модуль упругости материала упругого прижимного кольца. На фиг. 1 изображено сечение по плоскости симметрии в положении перед началом вытяжки детали и в промежуточный момент вытяжки детали (прижимное кольцо разгружено); на фиг. 2 то же, в промежуточный момент вытяжки детали (с нагруженным прижимным кольцом) и в момент окончания вытяжки детали; на фиг. 3 схема нагружения прижимного кольца. Штамп содержит установленную на столе пресса 1 вытяжную матрицу 2, упругое прижимное кольцо 3, прикрепленное с помощью разрезного кольца 4 и болтов к кольцевому упору 5, пуансон 6, установленный на ползуне пресса. Штамп работает следующим образом. В исходном положении штампа упор 5 с прижимным кольцом 3 и пуансон 6 находятся в крайнем верхнем положении, что позволяет установить и сцентрировать заготовку по матрице 2. Включение рабочего хода пресса приводит сначала к опусканию прижимного кольца 3 до соприкосновения с заготовкой 7 с созданием усилия прижима. Pпр.=0,3Pш.=0,3dSв (1) где Pш усилие на пуансоне, потребное для вытяжки детали; d диаметр пуансона; S толщина вытягиваемой заготовки; в предел прочности штампуемого материала детали. После этого опускающийся пуансон 6 сначала соприкасается с заготовкой 7 (см. фиг. 1), а затем осуществляет ее формообразование в вытяжную матрицу 2 в полуфабрикаты 8 и 9 (см. фиг. 1 и 2) и в изделие 10 (см. фиг. 2). При достижении пуансоном 6 крайнего нижнего положения (см. фиг. 2) осуществляется обратный ход пресса, при котором прижимное кольцо 3 и пуансон 6 поднимаются в крайнее верхнее положение, отштампованное изделие 10 снимается с пуансона 6 и удаляется из рабочей зоны штампа. Вытяжка плоской заготовки 7 в полую деталь 10 сопровождается утолщением ее фланцевой части, причем наибольшее утолщение имеет место на наружной кромке заготовки. Диаметром Dт на фиг. 1 условно показано то, что получилось бы при вытяжке в обычном вытяжном штампе с креплением прижимного кольца 3 по всей его обратной поверхности к приводу его перемещения. Это приводит к тому, что фланцевая часть заготовки в кольцевой зоне, определяемой диаметром Dт и Dп, оказывается не прижатой прижимным кольцом 3, что приводит к складкообразованию штампуемого материала малой относительной толщины (= S/Dо0,01). Применение же предложенного штампа с прижимным кольцом 3, выполненным из закаленной стали (модуль упругости Е= 2,1104 кгс/мм2 с креплением его к упору 5 по кольцевой площадке с круговой осью диаметром D=d+2r(где rрадиус вытяжной кромки матрицы 2), приводит к образованию слабо изогнутой поверхности двойной кривизны, которую называют упругой поверхностью, причем форма этой поверхности характеризуется законом изменения прогибов пластины. На фиг. 3 показана расчетная схема прижимного кольца, нагруженного по внутреннему контуру распределенными силами прижима Pпр, согласно которой прогиб прижимного кольца у внутренней кромки фланца при (a=d) составляет (b2-a2) + ln2 (2) или с учетом значения Pпр, по формуле (1) и принятого обозначения K= b/a, получаем (K2-1) + ln2K (3) Значение толщины S на наружной кромке фланца заготовки устанавливается согласно известной зависимости. S So S (4) Очевидно, что прогиб прижимного кольца 3 должен соответствовать максимальному утолщению фланца заготовки при вытяжке, величина которого при вытяжке устанавливается по формуле: S-So=So( -1) (5) Подстановка значений прогиба согласно формуле (2), =0,3 в формулу (3) и решение полученного уравнения относительно H/a приводит к зависимости, представленной в виде: = 0,3(5,5+K), в результате чего формула (5) перепишется следующим образом: H 0,24 (5,5d +Do) (6) Таким образом, толщина прижимного кольца 3 в предложенном штампе зависит от геометрических параметров его формообразующих элементов (d и Dо) от предела прочности штампуемого материала (в) и от модуля упругости материала прижимного кольца Е.Формула изобретения
Штамп для глубокой вытяжки, содержащий установленные соосно пуансон и охватывающие его матрицу и прижим, причем последний выполнен в виде смонтированных на наружном ползуне пресса упругого металлического прижимного кольца и размещенного соосно и в контакте с ним кольцевого упора, диаметр выступающей части которого равен диаметру сопряжения вытяжной кромки матрицы с ее плоской поверхностью, отличающийся тем, что толщина упругого прижимного кольца выполнена постоянной в радиальном направлении и определяется из соотношения где H толщина упругого прижимного кольца; d диаметр пуансона, мм; Dо наружный диаметр упругого прижимного кольца, мм; в предел прочности вытягиваемого материала, кгс/мм2; E модуль упругости материала упругого прижимного кольца.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3