ШТАМП ДЛЯ ГИБКИ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ С УПРУГОЙ ПЛАНКОЙ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и предназначено для получения П-образных деталей из листового материала, которые могут быть использованы при изготовлении кронштейнов, стрингеров и шпангоутов в космической технике.
Известен штамп для гибки листового материала (патент RU №2132758, МПК B21D 5/05, опубл. 10.07.1999 г.). Данный штамп включает размещение заготовки на жесткой матрице и последующую ее гибку жестким пуансоном, перед гибкой между матрицей и заготовкой в зоне гиба устанавливают две плоские пластины, которые размещают по обе стороны от оси матрицы, а между пуансоном и заготовкой располагают изогнутую по форме пуансона прокладку, при этом пластины и прокладку выполняют из высокопрочного материала.
Недостатками известного штампа гибки листового материала является предварительная операция, такая как нагрев прокладки и пластин до 300°C.
Известен штамп для гибки деталей корытообразного сечения (патент RU №2122480, МПК B21D 22/02, опубл. 27.11.1998 г.), содержащий полуматрицы и прижимы, механизм их перемещения и механизм возврата в исходное положение, при этом полуматрицы и прижимы установлены с возможностью перемещения перпендикулярно ходу пресса, основного - под воздействием сил натяжения, возникающих при изгибе заготовки до достижения требуемого угла изгиба заготовки, и дополнительного - от механизма их перемещения, выполненного в виде клиновой пары, рабочие плоскости которых выполнены под углом, равным углу изгиба заготовки.
Недостатками этого штампа являются сложность конструкции.
Наиболее близким к заявляемому штампу является выбранный в качестве прототипа штамп для П-образной гибки (патент RU №2078634, МПК B21D 22/02, опубликованный 10.03.2002 г.). Данный штамп содержит пуансон с боковыми поднутрениями, матричный блок с перегибающим устройством, выполненным в виде двух неподвижных полуматриц, установленных с регулируемым зазором относительно пуансона, а также установленный в осевом отверстии матричного блока прижим, при этом каждая полуматрица установлена относительно пуансона с зазором.
Недостатком является невысокое качество изделий.
Задачами полезной модели являются повышение качества изделий, повышение функциональных возможностей штампа, снижение времени и электроэнергии при производстве изделий, упрощение процесса.
Поставленная задача решается за счет того, что штамп для гибки плоских деталей с упругой планкой, содержащий пуансон с боковым поднутрением, равным углу пружинения, матрицу, выталкиватель, согласно полезной модели, штамп снабжен дополнительно двумя упругими планками, при этом нижняя часть упругих планок жестко закреплена к матрице, а верхняя часть - свободна и ее рабочая плоскость выполнена под углом к пуансону, равным углу пружинения заготовки, причем высота упругих планок равна высоте изгибаемых частей заготовки, а толщина определяется по формуле:
,
max
где M - изгибающий момент упругой планки, h - высота упругой планки, σ - величины максимального нормального напряжения.
1
1
a
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема двухугловой гибки с использованием упругой планки (справа начало процесса, слева окончание процесса), где h - высота планки; b - ширина планки; R - радиус гиба; S- толщина заготовки; d - длина заготовки; h - высота пуансона;  - ширина пуансона, d - ширина выталкивателя, на фиг. 2 показана расчетная схема упругой планки, где q - распределенная нагрузка, Н/м; z - половина длины распределенной нагрузки, м.
Штамп для гибки листового материала содержит пуансон 1, упругую планку 2, выталкиватель с буфером 4, матрицу 5.
Штамп для изготовления гнутых изделий работает следующим образом:
В начале процесса заготовка 3 фиксируется на матрице 5 и выталкивателе 4, который находятся в верхнем положении. При движении пуансона 1 вниз выталкиватель 4 опускается, упругая планка 2 начинает прижимать вертикальные полки заготовки 3 к пуансону 1, создавая дополнительную нагрузку на заготовку 3. При обратном ходе выталкиватель 4 выводит заготовку из матрицы 5, при этом упругая планка 2 на протяжении всего процесса прижимает заготовку 3 к пуансону 1. После окончания процесса заготовку 3 снимают с пуансона 1 пинцетом.
Изгибающие моменты и усилия гибки, рассчитаны по формулам предлагаемые Романовским В.П. [В.П. Романовский, профессор. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1979. - С. 70-73]:
изг
где P - усилие двухугловой гибки, Н; d - плечо гиба, мм.
в
2
где B - длина линии изгиба, мм; σ - предел прочности, МПа; µ - коэффициент трения; n - коэффициент, характеризующий влияние упрочнения; k - коэффициент для двухугловой гибки.
Для определения размеров планки использована теория чистого изгиба.
где изгибающий момент упругой планки рассчитывается по формуле:
Момент сопротивления прямоугольного сечения при изгибе:
Пользуясь формулами выбранных теорий, была выведена формула толщина упругой планки, которая зависит от геометрических размеров заготовки, усилия гибки и угла пружинения:
Таким образом предлагаемая конструкция позволяет повысить качество деталей, получаемых двухугловой гибкой, и исключить дополнительные операции.