ШТАМП ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ ПОЛЫХ ДЕТАЛЕЙ

Решение относится к обработке металлов давлением, в частности, к выдавливанию полых деталей.
В качестве прототипа принят штамп для выдавливания полых деталей (см. патент РФ на полезную модель №37330, В 21 J 13/02, 2004 г.). Штамп содержит пуансон, матрицу, обойму, установленную с возможностью независимого вращения относительно матрицы, выталкиватель, причем пуансон связан с матрицей при помощи винтовой канавки на направляющей втулке под углом к горизонтальной поверхности 10-50°, и вращающего элемента в виде штыря.
Недостатком этого решения является возможность возникновения сдвиговых деформаций при нагружении полых деталей типа втулок, трубок или стаканов.
Решаемая задача - совершенствование известного устройства.
Технический результат - получение полых деталей, преимущественно из цветных металлов, за счет комбинированного нагружения при наличии интенсивных сдвиговых деформаций при повышении стойкости деформирующего инструмента и качества получаемых деталей.
Этот технический результат достигается тем, что в штампе для выдавливания полых деталей, содержащем пуансон, матрицу, обойму, установленную с возможностью независимого вращения относительно матрицы, выталкиватель, причем пуансон связан с матрицей при помощи винтовой канавки на направляющей втулке под углом к горизонтальной поверхности, и вращающего элемента, в основном пуансоне, соосно ему, установлен дополнительный пуансон, выступающий вниз и меньшего диаметра, на верхней части матрицы выполнена вторая винтовая канавка, являющаяся зеркальным отражением первой, а в месте их соединения образовано гнездо, обеспечивающее допрессовку детали, вращающий элемент выполнен в виде двух втулок, установленных диаметрально друг другу и соединенных стержнем, обеспечивается двухступенчатое выдавливание посредством основного и дополнительного пуансонов. При этом снижается неравномерность деформации и уменьшается сила деформирования.
Для реализации процесса двухступенчатого выдавливания был спроектирован и изготовлен штамп.
На фиг.1 приведен штамп для двухступенчатого выдавливания полых деталей. Он состоит из матрицы 1, выполненной в виде обоймы, выталкивателя 2, дополнительного
пуансона 3, закрепленного в основном пуансоне 4 посредством винта 5, выступающего вниз и меньшего диаметра, независимой вращающейся обоймы 6, стержня 7, который перемещается в верхней части обоймы матрицы посредством двух втулок 8, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга в окружном направлении. Втулки 8 перемещаются по винтовым канавкам 9.
В верхней части матрицы 1 выполнены две винтовых канавки 9, являющиеся зеркальным отражением друг друга, с углом наклона к горизонтальной плоскости от 10 до 50°, предназначенные для вращения пуансона 4 вокруг его оси. Кроме того, в матрице 7 выполнено гнездо 10, предназначенное для допрессовки детали 11.
Штамп работает следующим образом. Заготовка через окно 12 укладывается в матрицу 1. Затем посредством пуансона 3 происходит выдавливание «стакана» на первой ступени на заданную глубину. По окончании первой ступени выдавливания «стакана» пуансон 3 устанавливается в отверстие основного пуансона 4 после удаления винта 5. Далее процесс выдавливания «стакана» на второй ступени осуществляется пуансоном 4. При этом производится одновременное нагружение заготовки сжимающей силой и скручивающим моментом М, вследствие чего в заготовке возникают деформации сжатия и сдвига. При этом сдвиговые деформации интенсифицируются, благодаря наличию крутящего момента М на пуансоне. Для снижения силовых затрат на трение обойма 6 вращается в направлении движения пуансона 4, имея возможность независимого вращения. На завершающей стадии процесса выдавливания происходит допрессовка «стакана», благодаря наличию гнезда 10. По окончании процесса выдавливания пуансон 4, закрепленный на ползуне пресса, перемещается вверх, а выталкиватель 2 удаляет стакан из матрицы 1. Новая заготовка укладывается в матрицу через окно 12. Перед выдавливанием на заготовку наносится технологическая смазка.
Полученные при экспериментах детали из свинца не имели вмятин, благодаря присутствию сдвиговых деформаций, при этом сила деформирования уменьшается на 30%.