ШТАМП ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а именно к устройствам для изготовления полых изделий преимущественно сферической формы.
Известен штамп для получения полых изделий преимущественно сферической формы из трубных заготовок на прессе двойного действия, содержащий верхнюю и нижнюю секции матрицы, дополнительную секцию матрицы, образующей своей рабочей поверхностью совместно с рабочими поверхностями верхней и нижней секций матриц сферическую рабочую поверхность, причем дополнительная секция матриц выполнена высотой 0,2-0,3 диаметра указанной сферической рабочей полости и снабжена стойками для соединения с прижимным ползуном пресса (Авторское свидетельство СССР №1189563 от 1985 г. МПКВ 21 К 1/76).
Недостатком штампа является неравномерная по высоте деформация заготовки, из-за несимметричного контакта дополнительной секции матрицы с заготовкой и, как следствие невысокая сферичность изготавливаемого изделия.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является штамп для получения полых сферических изделий, а именно пробок для шаровых кранов, включающий в себя верхнюю и нижнюю секции полусферических матриц, образующих при совмещении сферу, цилиндрический упор, размещенный в центре нижней секции полусферической матрицы. (Кузьмин Н.Н., Агеев Н.П., Кресс Г.П. и др. Штамповка пробок шаровых кранов из трубных заготовок // Кузнечно - штамповочное производство. -1985.-№10,-С. 19-20).
Существенными недостатками известного штампа являются: низкая стабильность сферичности изготавливаемых пробок шаровых кранов из - за трудно учитываемых характеристик трубных заготовок, например таких как анизотропия механических свойств материала как вдоль оси заготовок, так и в окружном направлении, неравномерность толщины стенок трубных заготовок в осевом и окружном направлениях, колебание длин заготовок и необходимость, в следствие этого, в уменьшении поля допуска на длину заготовки, что повышает трудоемкость изготовления изделий.
Задача заявляемой полезной модели заключается в повышении сферичности изготавливаемых изделий и снижение трудозатрат на их изготовление.
Данная техническая задача решается тем, что штамп для изготовления полых сферических деталей содержит верхнюю и нижнюю полуматрицы, образующие при совмещении сферическую рабочую полость, и упор, размещенный в центре нижней полуматрицы, имеющий цилиндрическую боковую рабочую поверхность, по крайней мере, часть которой расположена в рабочей полости штампе.
Новым в полезной модели является то, что штамп снабжен вторым аналогичным упором, размещенным в центре верхней полуматрицы, оба упора выполнены из нескольких сегментов, охваченных кольцами из эластичного материала, в центре каждого из упоров выполнено коническое осевое отверстие, расширяющееся в сторону рабочей полости штампа, при этом штамп снабжен коническими стержнями, установленными в конических отверстиях упоров с возможностью осевого перемещения. На торцах конических стержней, обращенных друг другу, выполнено шиповое соединение. Между торцами стержней расположена сменная прокладка.
Таким образом, в результате создания упорами регулируемого подпора кромок заготовки, за счет раздвижения коническими стержнями упоров, производится на конечном этапе формоизменения дополнительное сжимающие напряжение на заготовку, что способствует повышению пластичности материала заготовки, компенсируя, в некоторой степени, упрочнение ее материала, что в свою очередь позволяет увеличить сферичность изготавливаемого изделия и, за счет этого, снизить величину припуска на окончательную обработку ее сферической поверхности, например резанием.
Полезной модели поясняется описанием и чертежами, где на
Фиг.1 - приведена рабочая зона штампа в исходном положении;
Фиг.2 - сечение А - А фиг.1.
Фиг.3 - рабочая зона штампа на завершающей стадии штамповки трубной заготовки в сферическое изделие.
Штамп для получения полых сферических изделий включает в себя верхнюю 1 (фиг.1) и нижнюю 2 полуматрицы, при совмещение которых образуется сферическая рабочая полость 3 (фиг.3). В центре верхней 1 (фиг.1) и нижней 2 полуматриц выполнены отверстия 4, 5, в которые помещены упоры 6, 7, имеющие цилиндрическую рабочую поверхность. Упоры выполнены разъемными по диаметральным плоскостям (фиг.2) и состоят из нескольких сегментов 8, охваченных эластичными кольцевыми элементами 9, 10, 11, 12 (фиг.1), например в виде резиновых или пружинных колец. Упоры 6, 7, выполнены, например Т-образной формы. Эластичные кольцевые элементы 9, 10, 11, 12 помещены в соответствующие кольцевые канавки 13, выполненные на наружных диаметрах упоров 6 и 7. (При штамповке сферических изделий с одинаковыми
диаметрами центральных отверстий, меньшие наружные диаметры упоров 6 и 7 равны между собой). В исходном положении сегменты 8 (фиг.2) цилиндрических упоров 6 и 7 (фиг.1) сжаты эластичными кольцевыми элементами 9, 10, 11, 12 и образуют радиальные зазоры с центральными отверстиями матриц 3, 4. В центре каждого из упоров 6, 7 выполнены конические отверстия 14, 15, расширяющееся в сторону рабочей полости штампа. В коническом отверстии 15 упора 6 размещены конические стержни 16, 17, на торцах, которых, обращенных друг другу, выполнено шиповое соединение 18. Конические стержни 16, 17, установлены с возможностью осевого перемещения вдоль оси штампа. Между торцами конических стержней 16, 17 расположена сменная прокладка 19, которая имеет отверстие по форме шипового соединения 18. Сменная прокладка 19 регулирует положение конических стержней 16 и 17 относительно друг друга вдоль оси штампа. Между верхней 1 и нижней 2 полуматрицами размещена трубная заготовка 20.
Для извлечения и возврата конических стержней 16, 17в исходное положение штамп снабжен выталкивателем 21 и рычагом 22 (фиг.3).
Штамп работает следующим образом.
В исходном положении полуматрицы 1 и 2 разведены, как показано на фиг.1. В рабочую полость полуматрицы 2 помещают совмещенные друг с другом стержни 16 и 17 с установленной между их торцами сменной прокладкой 19. При этом стержни 16, 17 под действием своего веса, самоустанавливаются в конической полости упора 6, ориентируя собственную ось и ось стержней 16, 17 в вертикальном направлении вдоль оси штампа. Затем на нижнюю матрицу 2 устанавливают в вертикальном положении исходную трубную заготовку 20. (Указанная последовательность загрузки рабочей зоны штампа взаимозаменяема).
Сообщают рабочий ход вниз верхней полуматрице 1. При этом осуществляется самоцентрирование оси трубной заготовки 20 вдоль оси штампа и, при дальнейшем смыкании верхней полуматрицы 1 и нижней полуматрицы 2, обжим концевых участков трубной заготовки 20 в полуматрицах 1 и 2 (фиг.3). В процессе обжима заготовки 20, при образовании между торцевыми поверхностями полуматриц 1 и 2 зазора Δ, концевые участки заготовок входят в контакт с наружными поверхностями упоров 6 и 7. При этом стержни 16 и 17 своими коническими поверхностями входят в силовой контакт с упорами 6 и 7, раздвигая сегменты 8 (Фиг.2) в радиальном направлении до момента зазора Δ (Δ 0).
На описанном этапе перемещения верхней полуматрицы 1 вниз реализуется процесс обжима (или совмещенный процесс обжима - раздачи) заготовки 20 с регулируемым силовым подпором ее кромок. При этом величина подпора кромок формируемой заготовки определяется толщиной сменной прокладки 19.
При завершении штамповки заготовки 20 в сферическое изделие 23 полуматрице 1 прессу сообщают перемещение вверх. При этом изделие может остаться либо в нижней полуматрице 2, либо в верхней полуматрице 1. Для его извлечения и возврата упоров 6 и 7 в исходное положение выталкивателю 21 сообщают перемещение вверх. При этом, если изделие будет находиться в матрице 2, то стержень 16, перемещаясь вверх, выйдет из контакта с упором 6 и последний, под действием эластичных элементов 9 и 10 уменьшит свой наружный диаметр, и его сегменты 8 (фиг.2) перестанут контактировать с отверстием изделия 23 (фиг.3), не препятствуя его извлечению из штампа. В случае, если изделие 23 будет находиться в полуматрице 1, прикладывая нагрузку к рычагу 22, осуществляют перемещение левого плеча рычага вниз, выталкивая стержень 17 из упора 7. При этом сегменты 8 (фиг.2) упора 7 (фиг.3) под действием эластичных элементов 11 и 12 переместятся к оси штампа, образуя зазор с отверстием 5, не препятствуя его извлечению из штампа. После удаления изделия 23 из штампа, последний вновь готов к описанному циклу штамповки заготовки в сферическое изделие.
Описанный штамп для изготовления полых сферических изделий позволяет повысить их сферичность и снизить тем самым трудоемкость их изготовления.