Штамп для вытяжки
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И А ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4242020/25-27 (22) 11.05.87 (46) 1 5.1 2,88, Бюл. М 46 (71) Калужский филиал МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) С.Г Перевозчиков, В.Е.Гамаюнов, О.Э.Кушнир (53) 621.983.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 1355326, кл. В 21 D 22/20, 1986. (54) (57) ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ, содержащий соосно установленные матрицу и пуансон с осевым углублением, в котором размещены датчики с рабочими частями, установленными в тангенциальном направлении, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации штампа путем упрощения ориентации датчиков при их установке на пуансон, он снабжен узлом установки датчиков, выполненным в виде фиксаторов с поперечным сечением в форме сегмента, установленных в осевом углублении пуансона с диаметральным зазором, и упругими элементами для крепления датчиков, выполненными в виде пластин с выпуклыми торцами, контактирующими с боковой поверхностью осевого углубления пуансона, и размещенными один над другим в зазоре между фиксаторами. 1444032 Изобретение касается обработки металлов давлением и относится к штампам для вытяжки. Цель изобретения — улучшение ус5 ловий эксплуатации штампа путем упрощения ориентации датчиков при их установке. На фиг.l изображен штамп для вытяжки с принудительным утонением, 10 продольный разрез; на фиг.2 — раз-, pcs А-А на фиг.1; на фиг,3 - штамп при использовании для вытяжки с противодавлением без прижима, продольный разрез; на фиг.4 — то же, при 15 использовании для вытяжки с протиодавлением с прижимом. Штамп содержит пуансон, состоящий из корпуса i и вставки 2, соединенной с корпусом 1, например, посред- 20 ством резьбы. Вставка 2 выполнена в виде стакана такой высоты Н, что заведомо превышает максимальную высоту штампуемого изделия 3. Во вставке 2 установлены упругие элементы, выполненные в виде пластин 4 с выпуклымн торцами, на которых жестко закреплены датчики, например, приклеены тензодатчики 5. Пластины 4 установлены в контакте с боковой поверхностью 30 осевого углубления пуансона (с натяroM) в диаметральной плоскости пуансона равномерно по всей высоте угдубления вставки 2, В осевом УглУблениИ пуансона pas- .35 мещен узел установки тензодатчиков 5>, выполненный в виде фиксаторов 6 и 7 с поперечным сечением в форме сегмента, изготовленных из войлока или мягкой резины и установленных в осе- 4р вом углублении пуансона с диаметральным зазором, в котором один над другим расположены упругие элементы (пластины 4). Фиксатор 6 имеет паз 8, в котором расположены выводы тензодатчиков 5, Выводы тензодатчиков 5 протянуты через паз 8 фиксатора 7 и отверстие 9, выполенчое в корпусе 1 пуансона и соединены с регистрирующим прибором, например, осциллографом (не показан). Штамп содержит также матрицу 10, Позицией 11 показан очаг пластической деформации. Штамп работает следующим образом. Полую заготовку 3, надетую на вставку 2 пуансона, протягивают через матрицу 10 под действием усилия вытяжки, прикладываемого к пуансону прессом (не показан) . В процессе вытяжки с принудительным утонением стенки усилие деформирования расходуется на формоизменение заготовки 3 в очаге 11 пластической деформации высотой h и на создание усилия на донную часть вытягиваемого изделия 3. 3а счет удлинения saготовки 3 при утонении она скользит вверх по вставке 2 в очаге 11 деформации, Сжимающие напряжения G<, действующие в очаге 11 пластической деформации, направлены по нормали к поверхностям матрицы 10 и вставки 2, Они уравновешиваются растягивающими напряжениями в матрице 1 0 и сжимающими - во вставке 2. Напряжение, действующее на вставку 2 со стороны saготовки 3, стремится сжать вставку 2, Сжатие вставки 2 приводит к деформации ее в радиальном направлении. Это сжатие воспринимают пластины 4, которые .установлены с натягом и имеют точечный контакт со стенками осевого углубления вставки 2. Линейную деформацию пластин 4 зафиксируют тензодатчики 5, рабочие части которых расположены в диаметральной плоскости вставки 2. Чем больше будет величина напряжения 0>, тем на большую величину будет сжата вставка 2 и пластины 4, тем большую величину сигнала с тензодатчиков 5 зафиксирует осциллограф. Величину сигнала с тен» зодатчиков 5 осциллограф будет фиксировать непрерывно по ходу всего процесса вытяжки с утонением, так как тензодатчики 5 установлены во всей высоте вставки 2,а высота Н вставки 2 заведомо превышает максимальную высоту штампуемого изделия 3. Это позволяет определить сжимающие напряжения,. действующие на вставку 2 со стороны заготовки 3, в любой момент вытяжки с утонением. Зная величину сжимающих напряжений б, действующих на пуансон в очаге пластической деформации, определяют силу трения, действующую между пуансоном и заготовкой 3, по формуле.1,, =-р 1„16, где — коэффициент трения между ма те риалами де тали и пуансона (определяется по справочникам);! 444032 Сжимающие напряжения 0 направлены по нормали к пов ерхно с ти в ставки 2. Они уравновешиваются сжимающи- 40 ми напряжениями, действующими во вставке 2. Напряжения, действующие со стороны заготовки 3 на вставку 2, стремятся сжать последнюю по всей высоте h протянутой части изделия, 45 При сжатии вставки 2 в пределах упругих деформаций уменьшается ее диаметр d„ т,е. сжатие вставки 2 приводит к деформации ее в радиальном направлении, Радиальное сжатие вставки 2 преобразуется в линейную дефор-. мацию пластин 4, Эту деформацию Фиксируют тензодатчики 5, рабочие части которых расположены в диаметральном направлении. Чем больше будет величина напряжения, тем на большую величину будет сжата вставка 2, тем больше будет деформация пластин 4 и величина сигнала с тензодатчиков 5, наружный диаметр пунсона; высота очага пластической деформации, примыкающего к пуансону (определяется из геометрии или непосредственным замером на вытянутом изделии); g — величина сжимающих напряжений, действующих на пу- tO ансон в очаге пластической деформации, замеренная с помощью данного штампа. По величине сил трения между заготовкой 3 и пуансоном оценивают влия- >5 ние на эту силу различных смазок, и, тем самым, определяют влияние указанных сил трения на величину напряжений в опасном сечении заготовки 3 и выбирают оптимальные режимы вытяжки, 20 позволяющие увеличить высоту штампуемых деталей 3. Аналогично штамп используется для вытяжки с противодавлением без прижима заготовки (фиг.3) и с прижимом заготовки (фиг.4). В этом случае действие сжимающих . напряжений Q со стороны заготовки 3 на вставку 2 обусловлено тем, что они возникают под действием давления 30 жидкости в полости матрицы и вытяжном зазоре. При этом, в отличие от вытяжки с утонением, сжимающие напряжения со стороны заготовки 3 дейст / вуют на вставку 2 по всей высоте h протянутой части изделия 3. которую зафиксирует осциллограф. Надо отметить, что величину сигнала с тензодатчиков 5 осциллограф будет фиксировать непрерывно по ходу всего процесса вытяжки с противодавлением, так как тензодатчики 5 установлены по все высоте вставки 2, а высота Н вставки 2 заведомо превышает максимальную высоту штампуемого иэделия 3. Это позволяет определить сжимающие напряжения, действующие на вставку 2 со стороны заготовки 3 в любой момент вытяжки с противодавлением в любой- точке вставки 2, соприкасающей— ся с протянутой на высоту h частью изделия 3. Данный штам позволяет определить величину сжимающих напряжений, действующих на пуансон при вытяжке с утонением и вытяжке с противодавлением, При вытяжке с противодавлением величина силы трения, действующей между пуансоном и заготовкой, определяется по формуле Р в где ц и d„— те же величины, что и в предыдущей формуле; 1 высота протянутой части изделия; — величина сжимающих напряжений, действующих на пуансон со стороны заготовки, эамеренная с помощью данного штампа, Так как при использовании данного штампа фиксируется только определенная величина сигнала с тензодатчиков 5, а не напряжения og u Q, то для определения напряжений по величине сигнала тенэодатчиков 5 используются известные тарировочные устройства (не показаны). Таким образам, использование данного штампа позволяет, по сравнению с известным, повысить качество информации о действии сжимающих напряжений со стороны заготовки, за счет исключения погрешностей установки тензодатчиков в осевое углубление пуансона. Кроме того, данный штамп обладает хорошей ремонтопригодностью. В случае выхода из строя какого-либо тенэодатчика 5 замена его не вызывает труд-. ностей. Для замены тенэодатчика 5 из вставки 2 необходимо вынуть фиксаторы 6 и 7, Затем последовательно выни5 144 маются, найример пинцетом, пластины 4 с наклеенными тензодатчиками 5, После выемки пластины 4 с поврежденным тензодатчиком 5 производится его замена. Переклейка тензодатчика 5 на пластине 5 с соблюдением всех .технологических условий не вызывает трудностей., Сборка штампа осуществляется в обратном порядке. Пластины 4 с наклеенными тензодатчиками 5 пинцетом устанавливаются в осевое -углубление вставки 2. Для предотвращения поворота пластин 4, относительно своейГ горизонтальной оси, с обеих сторон устанавливаются фиксаторы б и У. Таким образом при выходе из строя одного тензодатчика 5 нет необходимости производить замену всех тенэодатчиков 5. Наличие в данном штампе упругих элементов, на которых закреплены дат4032 б чики, и узла установки датчиков значительно упрощает ориентацию датчиков в радиальном направлении при их установке на пуансон, что по сравнению с известным штампом приводит к улучшению условий эксплуатации штампа. Кроме того, данный штамп позволя ð ет повысить точность определения величины сил трения между заготовкой и пуансоном, и более точно оценить влияние на эту силу различных смаэок и тем самым определить влияние указанных сил трения на величину напряе жений в опасном сечении заготовки. Применение данного штампа позволяет быстро выбрать и применить оптималь- . ную смазку, обеспечивающую значительную величину полезной силы трения между пуансоном и заготовкой и, в то же время, хорошие условия съема изделия с пуансона, 1444032 1444032 ращу Составитель Б.Муслимов Техред Л.Сердюкова КорректорЛЛнлипенко Редактор М,Товтин Заказ 6427/11 Тираж 709 Подписное ВМИИПИ,Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
