Штамп для вытяжки с противодавлением

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к Е1тампам для вытяжки с противодавлением . Цель изобретения - повьшение точности вытягиваемых изделий путем предотвращения уменьшения диаметра пуансона под действием противодавления рабочей жидкости. Штамп содержит матрицу, пуансон и приждм. Пуансон выполнен с полостью в форме усеченного конуса с большим диаметром со стороны рабочего торца. Полость заполнена жидкостью, находящейся под давлением. Величина противодавления рабочей жидкости расходуется только на нейтрализацию растягивающих напряжений в стенках стакана , вызванных избыточным давлением жидкости во внутренней полости. Тем самым повьшгается точность внутреннего диаметра штампуемьк деталей и. снижается усилие съема детали с пуансона. 2 ил. с СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 21 D 22/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4288449/31-2? (22) 24.07.87 (46) 15.03.89. Вюл, И- 10 (7 1) Калужский филиал МВТУ им.Н.Э.Ваумана (72) С.Г. Перевозчиков и И.И. Жучков (53) 621.983.3 (088.8) (56) Мещерин В.Т. Листовая штамповка. Атлас схем. M. Машиностроение, 1975, с. 174, рис. 565 ° (54) ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ С ПРОТИВОДАВЛЕНИЕМ (5?) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штампам для вытяжки с противодавлением. Цель изобретения — повышение точности вытягиваемых изделий

Изобретение касается обработки металлов давлением и относится к штампам для вытяжки с противодавлением.

Цель изобретения — повышение точности вытягиваемых изделий путем предотвращения уменьшения диаметра пуансона под действием противодавления рабочей жидкости.

На фиг. 1 изображен штамп, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2— фрагмент пуансона (в увеличенном масштабе).

Штамп содержит верхнюю плиту 1 (фиг, 1), несущую пуансон, который состоит из корпуса 2 (фиг. 2), уплотнения 3, рабочей части в виде стакана 4 с внутренней полостью 5, за-. полненной жидкостью под избыточным . давлением, в форме усеченного конупутем предотвращения уменьшения диаметра пуансона под действием противодавления рабочей жидкости. Штамп содержит матрицу, пуансон и прижим.

Пуансон выполнен с полостью в форме усеченного конуса с большим диаметром со стороны рабочего торца. Полость заполнена жидкостью, находящейся под давлением. Величина противодавления рабочей жидкости расходуется только на нейтрализацию растягивающих напряжений в стенках ста- кана, вызванных избыточным давлением жидкости во внутренней полости.

Тем самым повышается точность внутреннего диаметра штампуеиых деталей и. снижается усилие съема детали с пуансона. 2 ил.

2 са с углом при вершине (, сообщенной через штуцер 6 и трубопровод 7 с насосом (не показан). Штамп также содержит промежуточную плиту 8 с жестко связанным с ней прижимом 9, нижнюю плиту 10, на которой жестко закреплена матрица 11 с фиксатором 12.

Рабочая полость 13 матрицы 11 заполнена жидкостью, внутри которой размещен подпружиненный пружиной 14 выталкиватель 15. На зеркале матрицы . 11 расположена кольцевая канавка 16, которая сообщена через трубопроводы

17 и 18 с маслосборником {не показан) .

Позицией 19 обозначена готовая деталь.

Штамп работает следующим образом.

Перед началом процесса вытяжки во внутреннюю полость 5 стакана 4

1465153 принудительно через трубопровод 7 и штуцер 6 подают под избыточным давлением жидкость, например индустриальное масло или воду. Величина избыточного давления жидкости, пода5 ваемого во внутреннюю полость 5 стакана 4, определяется наличием в рабочей полости 13 матрицы 11 в процессе вытяжки противодавления рабочей жидкости, по нормали действующего через заготовку (не показана) на поверхность стакана 4 и сжимающего последний. Эпюра противодавления жидкости в рабочей полости 13 матрицы

11 изменяется от максимума у дна штампуемой детали до атмосферного у фланца детали. Под действием противодавления рабочей жидкости, возникающего в. рабочей полости 13 матри- р цы 11, в стенках стакана 4 возникают сжимающие напряжения. Под действием этих напряжений наружный диаметр й„ стакана 4 уменьшается на величину упругих деформаций, вызван- 2В ных сжимающими напряжениями.

При подаче под избыточным давлением жидкости во внутреннюю полость

5 стакана 4 в стенках его возникают упругие деформации растяжения. Величина избыточного давления жидкости, подаваемого во внутреннюю полость 5 стакана 4, рассчитывается исходя из величины упругих деформаций .Д" стенок стакана 4, созданных в последнем действием противодавления ра35 бочей жидкости в рабочей полости 13 матрицы 11. Характер эпюры этих упругих деформаций по высоте стакана должен соответствовать характеру эпюры противодавления рабочей жидкости, действующего на стакан 4 в рабочей полости 13 матрицы 11. По закону

Паскаля давление жидкости в закрытой полости передается всем точкам стенок полости по всем направлениям одинаково. Так как толщина стенок стакана 4 изменяется по линейному за- . кону, то при одинаковом давлении. жидкости во внутренней полости 5 с гакана 4 упругие деформации стенок

50 его будут обратно пропорциональны толщине этих стенок. Величина упругих деформаций стенок стакана 4 будет при этом соответствовать эпюре распределения растягивающих напряжений по высоте стакана 4 под дейст вием избыточного давления жидкости, создаваемого во внутренней полости

5. Зпюра растягивающих напряжений в стакане 4 будет иметь треугольный вид в соответствии с изменением толщины стенок стакана 4.

После того, как во внутреннюю полость 5 стакана 4 быпа подана под избыточным давлением жидкость, на зеркало матрицы 11 в фиксатор,12 ук-. ладывают плоскую заготовку и прижимают ее прижимом 9. Далее сообщают движение верхней плите 1 с закрепленным на ней корпусом 2 пуансона и стаканом 4. При рабочем ходе пуансона заготовка вытягивается в полую деталь 19. Пуансон при своем движении через заготовку передает движение рабочей жидкости, находящейся в рабочей полости 13 матрицы

11, и по мере опускания вытесняет рабочую жидкость из рабочей полости 13 матрицы 11.

При обратном ходе пуансона готовая деталь 19 снимается со стакана

4 прижимом 9 и остается в рабочей полости 13 матрицы 11. При отводе прижима 9 от матрицы 11 вытянутая деталь 19 под действием выталкивателя 15 выталкивается из рабочей полости 13 матрицы 11.

Наличие противодавления рабочей жидкости в рабочей полости 13 матрицы 11 приводит к созданию в стакане 4 в радиальном направлении напряжений сжатия, которые, суммируясь с напряжениями растяжения от избыточного давления жидкости на стенки внутренней полости 5 стакана 4, нейтрализуют напряжения .сжатия в последнем до нулевого значения.

Так как величина избыточного давления жидкости во внутренней полости 5 стакана 4 подобрана соответственно . величине противодавления рабочей жидо кости, создаваемого в рабочей полости 13 матрицы 11, упругих деформаций стакана 4 в радиальном направлении, а вследствие этого и уменьшения внутреннего диаметра детали 19 на величину упругих деформаций в процессе вытяжки не происходит. Вся величина противодавления рабочей жидкости в рабочей полости 13 матрицы 11 расходуется только на нейтрализацию растягивающих напряжений в стенках стакана 4, вызванных избыточным давлением жидкости во внутренней полости 5.

Вследствие этого не происходит обра-. зования посадки с натягом между вы1465153

5 тянутой деталью 19 и стаканом 4.

Поэтому после окончания процесса вы» тяжки, деталь 19 легко снимается со стакана 4. Внутри детали отсутству.ют царапины и задиры.

Величина усилия противодавления рабочей жидкости, создаваемого в рабочей полости t3 матрицы 11, зависит от физико-механических свойств штампуемого материала детали 19, т.е. при вытяжке деталей из разных материалов величина противодавления рабочей жидкости будет разной. Так как величина противодавления рабочей жидкости в процессе вытяжки деталей одного типоразмера из разных материалов различна, то и величина упругих деформаций, зависящая от усилия противодавления. рабочей жидкости, тоже будет разной. Следовательно, при использовании конструкции данного штампа для компенсации влияния сжимающих напряжений в стакане 4 под действием противодавления рабочей жидкости, создаваемого в рабочей полости 13 матрицы 11, для каждого вида материала штампуемой детали необхо- димо создавать строго определенное по значению избыточное давление жидкости во внутренней полости 5 стакана 4.

При вытяжке деталей одного типоразмера не менее пластичных материалов величина упругих деформаций будет больше по,сравнению с упругими деформациями для деталей из более пластичных материалов. Так как в первом случае величина натяга между деталью 19 и стаканом 4 будет больше, чем во втором, то для компенсации упругих деформаций пуансона величина избыточного давления жидкости, создаваемого во внутренней полости 5 стакана 4, должна быть в первом случае больше, чем во втором.

Принципиальным отличием данного штампа от известного является то, что при подаче во внутреннюю полость стакана жидкости под избыточным давле-. нием в стенках стакана создаются на-. пряжения растяжения. Растягивающие

5 напряжения компенсируют влияние сжимающих напряжений в стенках стакана, обусловленных действием противодав-. ления рабочей жидкости, которое создается в полости матрицы при вытяжке °

Величина избыточного давления жидкости во внутренней полости стакана подбирается соответственно величине противодавления рабочей жидкости в полости матрицы. Упругих. деформаций стакана в радиальном направлении, а вследствие этого и уменьшения внутреннего диаметра детали и ц íà ае-. личину упругих деформаций, и образования посадки с натягом детали со стаканом в процессе вытяжки не проис-. ходит. Вся величина противодавления рабочей жидкости расходуется только на нейтрализацию растягивающих напряжений в стенках стакана, выз-, 2я ванных избыточным давлением жидкости во внутренней полости, Тем самым повышается точность внутреннего диаметра штампуемых деталей и снижается усилие съема детали с пуансона, что ведет к повьппению качества внутренней поверхности готовой детали, Так как деталь снимается со стакана, то на внутренней ее поверхности отсутствуют задиры и царапины.

Формула изобретения

Штамп для вытяжки с противодавлением, содержащий соосно установленные

О матрицу и пуансон, коаксиально кото4п.рому расположен прижим, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности вытягиваемых деталей путем предотвращения уменьшения диаметра пуансона под действием проти4g водавления рабочей жидкости, пуансон выполнен с полостью в форме усеченного конуса с большим диаметром со стороны рабочего торца, заполненной жидкостью, находящейся под давлением.

1465153

Составцтель В. Муслимов

Техред Д.Олийнык

Редактор N. Бандура Корректор Л. Патай

Заказ 863/)3 Тираж 694 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101