Устройство для штамповки эластичной средой
Изобретение касается обработки металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении деталей из листовых заготовок . Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет использования устройства на оборудовании различной мощности, а также повышение г/ производительности процесса и его экономичности путем обеспечения неразрушающего предохранения оборудования от перегрузок. Дно контейнера 1 выполнено с коническими отверстиями, обращенными большим основанием к эластичной матрице 2 и расположенными равномерно по периферии дна контейнера 1 на равном расстоянии от его внутренних стенок. В отверстиях установлены эластичные предохранительные элементы (ПЭ) 4. При проведении процесса штамповки эластичная матрица 2 воздействует на ПЭ 4, которые смещаются на величину А Нот. Происходит их удлинение на величину А I. При превышении A hp ПЭ 4 также смещаются на величину, большую расчетной величины A hot. Количество ПЭ 4, их размеры и упругие характеристики определяются в соответствии с приведенными зависимостями. В результате использования эластичных ПЭ 4 обеспечиваются плавные не превышающие критической величины нагрузки на силовые узлы пресса. 1 з. п. ф-лы., 1 ил,1 6 3 J.L О 00 со 00 Јь
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s В 21 0 22/10, 28/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4630002/27 (22) 03.01.89 (46) 15.10,91. Бюл. f4 38 (71) Научно-исследовательский институт средств автоматизации (72) Е,Ф.Минич, Н.И.Завадский, В.A.Bèòковский и В.К.Сашко (53) 621.961.621.983(088.8) (56) Смирнов Ю.А„Касторский К.М. Штамповка тон колистового металла с применением полиуретанов. — Вопросы судостроения, Сер, Технология судостроения. Л., 1975, вып. 7, с.105, рис.5. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ ЭЛАСТИЧНОЙ СРЕДОЙ (57) Изобретение касается обработки металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении деталей иэ листовых заготовок. Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет использования устройства на оборудовании различной мощности, а также повышение,, «Ы,„, 1683841 А1 производительности процесса и его экономичности путем обеспечения нераэрушающего предохранения оборудования от перегрузок. Дно контейнера 1 выполнено с коническими отверстиями, обращенными бол ьшим основанием. к эластичной матрице
2 и расположенными равномерно по периферии дна контейнера 1 на равном расстоянии от его внутренних стенок. В отверстиях установлены эластичные предохранительные элементы (ПЭ) 4. При проведении процесса штамповки эластичная матрица 2 воздействует на ПЭ 4, которые смещаются на величину Л ho<. Происходит их удлинение на велииину Л I. При превышении Л йР ПЭ
4 также смещаются на величину, большую расчетной величины Л h<>. Количество ПЭ 4, их размеры и упругие характеристики определяются в соответствии с приведенными зависимостями. В результате использования эластичных ПЭ 4 обеспечиваются плавные не превышающие критической величины нагрузки на силовые узлы пресса. 1 э. и. ф-лы
1 ил, 1
1683841
0,883 A hот E ) S — Ящ ($м — дм — П S„) (д V дм — дм — /д
1,25 и Л! Е2 О П Е1 м7, м 3Р=<д
Π— Dt о,= 1,2 (! + hh» + hl )) ((22)), где hh» =
2тда
D Ачин (4)
О < D = <д а (1+ Ж ) / тд а (I м hl } — (f tg а (! + Л! } — -- + -, ) < D, (5) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке эластичной средой, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении деталей иэ листовых 5 заготовок.
Цель изобретения — расширение технологических воэможностей эа счет использования устройства на оборудовании различной мощности, а также повышение 10, .производительности процесса и его эконо: мичности путем обеспечения неразрушаю щего предохранения оборудования от перегрузок, На чертеже показано устройство для 15 штамповки эластичной средой (слева от осевой линии - в рабочем состоянии, справа — e исходном состоянии).
Устройство содержит контейнер 1 и размещенные в контейнере 1 эластичную 20 где Л Ьот — глубина заполнения отверстий материалом эластичной матрицы;
Е>, Ег — модули упругости материала эластичной матрицы и предохранительных элементов; 25 р>, щ — коэффициенты гистерезисных потерь материала эластичной матрицы предохранительных элементов;
h — высота эластичной матрицы;
S — площадь проекции эластичной мат- 30 рицы на плоскость, перпендикулярно оси устройства;
Sm — площадь проекции шаблон-пуансона на плоскость, перпендикулярную оси устройства; 35
S» — площадь большего основания отверстия;
О, d — максимальный и минимальный диаметры предохранительного элемента; и — количество предохранительных эле- 40 ментов или отверстий;
1, Л I — высота предохранительного элемента и его удлинение при деформации;
П вЂ” стойкостный параметр материала эластичной матрицы; 45 матрицу 2, имеющую высоту h и шаблон-пуансон 3 высотой t, Предохранительные элементы 4 выполнены эластичными, имеют коническую форму и размещены в конических отверстиях 5 в периферийной части дна контейнера 1 вне зоны проекции шаблонпуансона 3, который контактирует с прижимной плитой 6. Глубина конического отверстия — !О, максимальный и минимальный диаметры — О», d».
На чертеже глубина I» равна толщине дна контейнера, но возможны и другие конструктивные варианты. Конические отверстия 5 обращены к эластичной матрице 2 большими основаниями и расположены равномерно на равном расстоянии от внутренних стенок контейнера 1. Количество упругих вставок, их размеры и упругие характеристики определяются из следую,щих соотношений:
Р— коэффициент Пуассона материала эластичной матрицы;
О> — максимальный диаметр предохранительного элемента после деформации; а — угол конусности отверстия;
Л мин — расстояние между боковой стенкой шаблон-пуансона и внутренней стенкой . контейнера;
V — объем предохранительного элемента.
Имеются дополнительные расчетные зависимости, основанные на известных представлениях: (6) = "2 (+ +О. ) (7)
Ар
1(Ь вЂ” Яш +f 8» — 5з} - Чем зи
-."".à Ь hp — рабочий ход шаблон-пуансона (с начала взаимодействия с эластичной матрицей до момента деформации);
t — высота шаблон-пуансона;
f — толщина заготовки;
S3 — площадь заготовки;
1683841
0,883 A hот Е1 з г (SM — $а — и SoT) (2 $М вЂ” Sø—
ОТ
V« — обьем эластичной матрицы, смещаемый в конические отверстия:
В универсальном блоке с h = 20 мм 5
S„= 11309,733 мм (диаметр D =120 мм), Устройство работает следующим образом.
При передаче нагрузки эласти чной матрице 2 от шаблон-пуансона 3, а затем и от 10 прижимной плиты 6 происходит перераспределение материала эластичной матрицы
2 в зазор между рабочим инструментом 3 и контейнером 1. При этом давление воздействует на предохранительный элемент 15
4, при этом давлении он смещается на величину Л ho>, происходит удлинение на величину Л i и осуществляется формоизмерение заготовки (вырезка, пробивка). При превышении Л hp расчетной величины уп- 20 ругая вставка смещается также на величину, большую расчетной величины Л ho>, и таким образом обеспечиваются плавные, не превышающие критической величины, нагрузки на силовые узлы пресса. При различных 25 геометрических и упругих хаоактеристиках величины Л 11р, Л 11от будут различи ыми, и соотношения (1} — (5) определяют также интервалы регулируемого хода пресса с учетом высоты штампа. 30
Пример. В универсальном блоке с
h = 20 мм, S.< = 11309,733 мм (диаметр
Ом=120 мм), .SUj =7853,981 мм (диаметр
2 б(= 100 мм), S =- 10207,034 мм (диаметр с13= 114 мм}, Е) = 2 кг/мм (полиуретан СКУ- 35
7Л) и Ег = 1 кг/мм (полиуретан.СКУ-7) при t
=4 мм, f = О,2 мм, размерами вставки
0 = 8 мм, d = 3 мм, !=12 мм, (p>= 0,230, фг= 0,250, v =- 0,492, П = 0,04 (П=О,01+
+ 0,06) имеем: 40
= 1,666 к-/мм, при n= 2
3 . $от =- 50,265 мм; Л i- 2,6
Мм;
1,25 nhi Ег 0 г — 1,645 кгlмм, tg а = 0,208;
1б 1 — уг
V =304,734 мм; 01=7,883 мм; hor =0,279 мм, 0,853 hhо 51 Я,— 5
Д: ", (5 Sut о 5о ) (2ч5м 51 75 — 5ù q 5Д
=G,025 кг/ммг
1,645+ 0,025 = 1,670 > 1,666 кг/мм .
1,25 n A I E2 D П Е1
7377:й Т = 1
0 — DI
l, 1,2(I+Ah„+ hl), где hho —
2 сда
Выполнение неравенства (1) с небольшой разностью левой и правой части говорит о том. что выбранные величины конструктивных параметров и - механические характеристики обеспечивают работу предохранительных элементов, В общем случае можно рекомендовать во избежание
ЛI заклинивания - — 0,3...0,5, При проведении расчета следует задаваться величиной Л1, выбранной в соответствии с приведенным неравенством.
Глубина отверстия определяется
1ат = 1,2 (0,279 + 12 + 2,6) =18 Мм.
Выбранные параметры обеспечивают также выполнение зависимости (8), Расчеты не приводятся, Формула изобретения
1, Устройство для штамповки эластичной средой, содержащее размещенные в контейнере эластичную матрицу и установленный на ней шаблон-пуансон, а также предохранительный элемент. расположенный со стороны, противоположной шаблонпуансону, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет использования устройства на оборудовании различной мощности, а также повышения производительности процесса и его экономичности путем обеспечения неразрушающего предохранения оборудования от перегрузок, предохранительный элемент выполнен эластичным, а контейнер — с дном и по меньшей мере двумя сквозными отверстиями в нем, имеющими вид усеченного конуса, обращенного большим основанием к эластичной матрице, и расположенными равномерно по периферии дна контейнера на равном расстоянии от его внутренних стенок вне зоны проекции шаблон-пуансона на плоскость, перпендикулярную оси устройства, при этом эластичные предохранительные элементы имеют форму внутренней поверхности упомянутых отверстий и размещены в них.
2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю ще ес я тем, что размеры и количество предохранительных элементов и отверстий выполняют в соответствии со следующими зависимостями:
1683841
0 < D q = tg a (I + bl ) <- (<92 a (I + bl ) (-З- ф а (+ Л Я -- +" - ) < D, Составитель Е. Гурьева
Техред M,Ìîðãåíòýë Корректор M. Шароши
Редактор М. Бандура
Заказ 3461 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 где Л h<> — глубина заполнения отверстий материалом эластичной матрицы;
Е1, Е2 — модули упругости и предохранительных элементов;
p>, pz — коэффициенты гистерезисных потерь соответствующих материалов;
h — высота эластичной матрицы;
$ц площадь проекции эластичной матрицы на плоскость, перпендикулярную оси устройства;
$ — площадь проекции шаблон-пуансона на плоскость, перпендикулярную оси устройства;
$0 — площадь большего основания отверстия;
04 — максимальный и минимальный диаметры предохранительных элементов;
n — количество предохранительных элементов (или отверстий);
1, Ь 1 — высота предохранительного элемента и его удлинение при деформа5 ции;
П вЂ” стойкостный параметр материала эластичной матрицы;
v - коэффициент Пуассона материала эластичной матрицы;
10 01 — максимальный диаметр предохранительного элемента после деформации;
a — - угол конусности отверстий;
Ьчин — расстояние между боковой стенкой шаблон-пуансона и внутренней стенкой
15 контейнера;
Ч вЂ” обьем предохранительного элемен
