Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы

Изобретение относится к холодной листовой штамповке, в частности к устройствам для формообразования тонкостенных осесимметричных оболочек. Нижний прижим в средней части имеет цилиндрическую полость, в которой размещен эластичный элемент в виде кольца, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической. При этом больший радиус равен радиусу малого торца пуансона, а меньший радиус определен по расчетной формуле. Повышается точность геометрических размеров детали. 1 ил.

 

Изобретение относится к холодной листовой штамповке, в частности к формообразованию тонкостенных осесимметричных оболочек, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных тонкостенных деталей усеченной сужающейся формы на прессах двойного действия.

Известно устройство для формообразования тонкостенных усеченных сужающихся оболочек (Пат. 78709 Р.Ф., МПК 7 B21D 20/30, опубл. 10.12.2008), конструкция которого позволяет регулировать давление заготовки на пуансон с помощью эластичного элемента и тем самым получать толщины детали с разным характером ее изменения вдоль образующей. При движении на пуансон действует усилие, равное суммарному усилию, создаваемому выталкивателем и от давления эластичного элемента. Так как эластичный элемент находится в замкнутом объеме, то внутреннее давление в нем зависит от возможного перемещения подкладной плиты, которая создает усилие сопротивления при сжатии эластичного буфера в виде кольца. При этом пуансон, внедряясь в эластичный элемент, перемещает часть объема. Величина перемещения подкладной плиты равна величине сжатия эластичного буфера.

Недостатками этого устройства из-за большой площади эластичной среды, расположенной по всей поверхности заготовки, являются необходимость создания больших усилий прижима по наружному и внутреннему контуру заготовки; применение значительных дополнительных усилий формообразования для реализации процесса.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для формообразования оболочек сужающейся формы (Пат. 58055 Российская Федерация, МПК 7 B21D 22/30, опубл. 17.05.2006) из полой конической заготовки путем ее раздачи с растяжением при фиксировании заготовки по большому и малому торцу. Заготовка не перемещается, поскольку она зафиксирована за большой торец между рабочими поверхностями матрицы и прижима. Силы трения, возникающие между заготовкой и пуансоном, блокируют перемещение элементов заготовки, находящихся на ее меньшем основании, и препятствуют утонению заготовки. Конструкция устройства включает пунсон, матрицу, прижим, выталкиватель, подкладную плиту, толкатель и эластичный элемент. Эластичный элемент, установленным между толкателем и выталкивателем, выполнен в виде кольца с прямоугольным сечением, высота которого составляет не более половины рабочей части пуансона, а внутренний диаметр эластичного элемента на 15-25% больше внутреннего диаметра выталкивателя.

Недостаток этого устройства заключается в трудности согласования внешних сил для упорядоченности необходимого усилия сжатия эластичного элемента и величины перемещения внешней силы, приложенной к нему.

Задачей изобретения является получение качественной тонкостенной осесимметричной сужающейся детали без огранки за один ход пресса.

Задача достигается за счет того, что в устройстве для формообразования, содержащем пуансон, верхний плоский прижим, нижний прижим, матрицу, согласно изобретению нижний прижим в средней части имеет цилиндрическую полость, в которой размещен эластичный элемент в виде кольца, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, причем больший радиус равен радиусу малого торца пуансона, а меньший находится по формуле:

,

где σв - предел прочности заготовки;

S - толщина заготовки;

α - угол конусности эластичного элемента;

q - давление эластичного элемента;

f - коэффициент трения между заготовкой и эластичным элементом;

R - радиус большего торца детали.

Поставленная задача достигается с помощью устройства, схема которого представлена на чертеже.

Оно состоит из шпилек 1, пуансона 2, пяты 3, верхнего плоского прижима 4, матрицы 5, опорного кольца 6, эластичного элемента в виде кольца 7, нижнего прижима 8, а также детали 9, заготовки 10.

Коническая полая заготовка 10 устанавливается в устройство и фиксируется за большой торец между рабочей матрицей 5 и верхним плоским прижимом 4. При рабочем ходе пуансона 2 осуществляется деформирование путем отбортовки и формовки (осевого растяжения). Деформируемая заготовка не перемещается, поскольку она зафиксирована за большой торец. На I стадии идет процесс отбортовки, пока заготовка не будет зажата между пуансоном 2 и эластичным элементом 7.

Усилие от пуансона передается на эластичный элемент 7, деформируя его и прижимая заготовку, состояние которой определено схемой напряженно-деформированного состояния, соответствующего процессу формовки. При этом заготовка удлиняется вдоль образующей, компенсируя укорачивание при отбортовке на I стадии. Возникающие в результате силы трения на поверхностях заготовка-пуансон и заготовка-эластичный элемент создают меридиональные напряжения, которые способствуют условиям, позволяющим с высокой точностью получать внутреннюю поверхность детали по рабочей поверхности пуансона. При такой схеме практически отсутствует пружинение. Усилие растяжения нижним прижимом можно определить:

Оно не должно превышать усилия разрыва по сечению с радиусом R.

Приравняв (1) и (2), находим:

Предлагаемое устройство позволяет получить деталь с достаточно высокой точностью геометрических размеров, в том числе и по толщине заготовки, облегчая компоновку деталей, например в двигателях ЛА; повысить коэффициент использования материала, тем самым сокращая расход металла.

Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы, содержащее пуансон, верхний плоский прижим, нижний прижим и матрицу, отличающееся тем, что оно снабжено размещенным в цилиндрической полости, выполненной в средней части нижнего прижима, эластичным элементом в виде кольца, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, а внутренняя - конической, больший радиус которой равен радиусу малого торца пуансона, а меньший определен по формуле:
,
где σв - предел прочности заготовки;
S - толщина заготовки;
α - угол конусности эластичного элемента;
q - давление эластичного элемента;
f - коэффициент трения между заготовкой и эластичным элементом;
R - радиус большего торца детали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповой оснастке, и может быть использовано при изготовлении полых изделий вытяжкой и полых изделий с отверстием в донной части отбортовкой или вытяжкой-отбортовкой.

Изобретение относится к быстропереналаживаемой оснастке для изготовления изделий из алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления деталей из стали, цветных металлов и неметаллов.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к штамповой оснастке. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при формовании изделий из листового материала. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штампам для листовой штамповки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении конструктивных элементов верхнего строения железнодорожного пути.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к формообразованию крупногабаритных деталей из листовых материалов, например кузовных панелей автомобиля.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к оборудованию для изготовления деталей типа профильной скобы, и может быть использовано в штамповочном производстве.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности обработки металлов давлением. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении фурнитуры для мебели. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способу многопереходной последовательной штамповки деталей из ленты. В ленточной заготовке пробивают одно отверстие или одновременно пробивают более одного отверстия с расстоянием между ними, равным величине шага подач. Осуществляют подачу заготовки путем ее захвата и перемещения механизмом подачи с захватами. Вводят в отверстие ловитель сначала на часть длины его заостренного конца, затем освобождают заготовку от захватов механизма подачи. Затем вводят ловитель в отверстие заготовки за пределы заостренного конца и осуществляют штамповку. При этом механизмы захвата перемещают в исходное положение. Далее цикл повторяют. Повышается точность размеров детали. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов под давлением с одновременной их закалкой в штампе. Осуществляют формообразование изделия из листового металла. Затем через трубопроводы в центрально-осевой части матрицы и пуансона подают охлаждающую жидкость, которая растекаясь по равномерно расположенным радиальным протокам, от центра пуансона и матрицы к их периферии, омывает верхние и нижние части изделия для осуществления закалки изделия. После закалки изделия охлаждающая жидкость собирается в поддон и выводится через боковой слив. Повышается качество изделий. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх