ШТАМП ГЕЛИКОИДАЛЬНЫЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРОВОЛОКИ

Предлагаемое техническое решение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для изготовления кольцевых заготовок из проволоки, преимущественно цветных материалов.
Известно устройство для изготовления кольцевых деталей - штамп геликоидальный, содержащий верхнюю плиту, в которой установлен пуансон, имеющий рабочий торец, и нижнюю плиту, в которой расположена матрица, имеющая в верхней части геликоидальный рабочий скос и центральное отверстие. (Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке», стр.101, 102, рис.86, изд. «Машиностроение», Л., 1971 г).
Известная конструкция штампа не позволяет получить кольцевую деталь необходимого качества, так как не обеспечивается изгиб концевых участков требуемого радиуса из-за неравномерности деформации по длине отрезка проволоки, не исключается смятие его концевых участков и появление задиров. Это препятствует качественному соединению торцов концевых участков кольцевой детали, например холодной сваркой, и получению готового кольца требуемой формы.
Кроме этого при использовании такой конструкции штампа для изготовления кольцевых деталей требуется предварительная резка проволоки на отрезки необходимой длины, а это дополнительная операция, которая увеличивает трудоемкость их изготовления.
Известен штамп геликоидальный для изготовления кольцевых деталей, который является наиболее близким к предлагаемому техническому
решению по существенным признакам и достигаемому результату, содержащий верхнюю плиту, в которой установлен пуансон, имеющий рабочий торец, и нижнюю плиту, в которой расположена матрица, имеющая в верхней части геликоидальный рабочий скос, центральное отверстие, входная и выходная ступени которого выполнены цилиндрической формы, и паз, в котором расположен калибрующий элемент симметрично ее оси. (Авт. свид. №799880, МПК B21F 1/06, опубл. 30.01.81 г.)
Такая конструкция штампа позволяет повысить качество получаемой кольцевой детали из проволоки, так как позволяет сглаживать смятия и задиры концевых участков и обеспечивать их изгиб до требуемого радиуса. Однако этот штамп не обеспечивает получение кольцевой детали, у которой торцы перпендикулярны оси проволоки. А отсутствие перпендикулярности торцов кольцевой детали препятствует их качественному соединению, например холодной сваркой. Из-за этого снижается качество полученных готовых колец.
Для изготовления кольцевых деталей в таком штампе требуется предварительная резка проволоки на отрезки необходимой длины. Это дополнительная операция, которая также увеличивает трудоемкость изготовления кольцевых деталей.
Задача, которую решают авторы, это создание штампа геликоидального, позволяющего повысить качество и снизить трудоемкость изготовления кольцевых деталей.
Для решения этой задачи в штампе геликоидальном для изготовления кольцевых деталей из проволоки, содержащем верхнюю плиту, в которой установлен пуансон, имеющий рабочий торец, и нижнюю плиту, в которой расположена матрица, имеющая в верхней части геликоидальный рабочий скос, центральное отверстие, входная и выходная ступени которого выполнены цилиндрической формы, и паз, в котором расположен калибрующий элемент симметрично ее оси, авторы предлагают штамп дополнительно снабдить заготовительным ножом, закрепленным в верхней
плите параллельно оси пуансона сбоку от геликоидального рабочего скоса матрицы, у которой выше геликоидального рабочего скоса выполнить опорную стойку с направляющей поверхностью для проволоки, плоскость которой расположить параллельно оси матрицы и сместить относительно нее, а между входной и выходной ступенями центрального отверстия дополнительно выполнить его обжимную ступень, имеющую форму усеченного конуса, при этом калибрующий элемент, расположить выше обжимной ступени центрального отверстия матрицы и выполнить в виде ножа, имеющего передние и задние углы на боковых сторонах.
Авторы предлагают матрицу выполнить сборной из трех частей: верхней, средней и нижней.
Авторы предлагают диаметр входной ступени центрального отверстия выполнить больше диаметра его выходной ступени на величину ,
где: А - толщина калибрующего элемента,
π=3,14.
Авторы предлагают верхний диаметр обжимной ступени центрального отверстия выполнить равным диаметру его входной ступени, а ее нижний диаметр - равным диаметру его выходной ступени.
Авторы предлагают углы калибрующего элемента выполнить равными:
- передние углы (γ) 5...15°,
- задние углы (α) 1...3°.
Авторы предлагают заготовительный нож выполнить призматической формы.
Авторы предлагают режущую кромку заготовительного ножа расположить ниже рабочего торца пуансона на 3...10 мм.
Авторы предлагают плоскость режущей кромки заготовительного ножа расположить перпендикулярно плоскости опорной стойки и сместить от оси пуансона на величину: ,
где: D - диаметр входной ступени центрального отверстия, π=3,14.
Предлагаемый штамп позволяет значительно повысить качество кольцевых деталей. За счет наличия калибрующего элемента подрезаются торцы кольцевой заготовки и удаляются смятые участки заготовки. В результате торцы получаемых кольцевых деталей строго перпендикулярны оси проволоки. Выполнение матрицы с центральным отверстием, имеющим три ступени, позволяет обжать кольцевую заготовку, пропуская ее через конусообразную обжимную ступень и формируя кольцевую заготовку строго требуемой формы. Предлагаемый штамп позволяет совместить движения вниз пуансона и заготовительного ножа, который отрезает от проволоки заготовку нужной длины, тем самым сокращает трудоемкость изготовления кольцевых заготовок.
При проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не выявлено технических решений, содержащих предлагаемую совокупность существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».
Промышленная применимость заявляемого технического решения видна из описания конструкции штампа геликоидального для изготовления кольцевых деталей из гроволоки.
На фиг.1 схематично изображен предлагаемый штамп геликоидальный для изготовления кольцевых деталей из проволок, общий вид, на фиг.2 - разрез А-А, на фиг.3 - вид В.
Штамп геликоидальный для изготовления кольцевых деталей из проволоки содержит верхнюю плиту 1, в которой закреплен заготовительный нож 2 и установлен пуансон 3, имеющий рабочий торец 4 и цилиндрический хвостовик 5, и нижнюю плиту 6, на которой расположена матрица, которая может быть выполнена сборной из трех частей: верхней 7, средней 8 и нижней 9. В верхней части 7 выполнен геликоидальный рабочий скос 10. Кроме этого в матрице (в частях 7, 8, 9) выполнено центральное отверстие,
имеющее ступени: входную 11 и выходную 12, выполненные цилиндрической формы, а также обжимную ступень 13, имеющую форму усеченного конуса. В средней части 8 матрицы выполнен паз 14, в котором расположен калибрующий элемент 15, выполненный в виде ножа, имеющего передние (γ) и задние углы (α) на боковых сторонах. Выше геликоидального рабочего скоса 10 выполнена опорная стойка 16 с направляющей поверхностью 17 для проволоки 18, На также показаны втулка 19 и упор 20, направляющие проволоку.
1
Диаметр D входной ступени 11 центрального отверстия может быть выполнен больше диаметра D его выходной ступени 12 на величину:
где: А - толщина калибрующего элемента 15, π=3,14. Верхний диаметр обжимной ступени 13 центрального отверстия равен диаметру входной ступени 11, а ее нижний диаметр - диаметру выходной ступени 12.
На боковых сторонах калибрующего элемента 15 выполнены передние углы (γ)=5°...15° и задние углы (α)=1°...3°.
Заготовительный нож 2 может быть выполнен призматической формы.
Режущая кромка 21 заготовительного ножа 2 может быть расположена ниже рабочего торца 4 пуансона 3 на величину (δ)=3...10 мм.
Плоскость режущей кромки 21 заготовительного ножа 2 может быть расположена перпендикулярно плоскости опорной стойки 16 и смещена от оси пуансона 3 на величину: ,
где: D - диаметр входной ступени 11 центрального отверстия, π=3,14.
Предлагаемый штамп для изготовления кольцевых деталей из проволоки работает следующим образом.
Ползун пресса (на фиг. не показан) с закрепленной на нем верхней плитой 1 поднят вверх. С помощью механизма подачи (на фиг. не показан)
через втулку 19 по направляющей поверхности 17 опорной стойки 16 подается проволока 18 до упора 20. Ползуну пресса сообщают движение вниз. Вместе с ним опускается пуансон 3 и заготовительный нож 2. Поскольку его режущая кромка 21 расположена ниже рабочего торца 4 пуансона 3, происходит отрезка заготовки 22 от проволоки 18. Под действием собственного веса отрезанная заготовка 22 скатывается по геликоидальному скосу 10 верхней части 7 матрицы вниз. В этот момент подходит пуансон 3 и своим хвостовиком 5 перекрывает дальнейшее продвижение отрезанной заготовки 22 вниз. Далее пуансон 3 своим рабочим торцом 4 захватывает заготовку 22 и вдавливает ее во входную ступень 11 центрального отверстия верхней части 7 матрицы. При этом концевые участки заготовки 22 скользят по геликоидальному скосу 10 и постепенно огибают цилиндрический хвостовик 5 пуансона 3, образуя кольцевую деталь. Ползун пресса с верхней плитой 1, пунсоном 3 отводят вверх, а полученная кольцевая деталь остается во входной ступени 11 центрального отверстия. Затем процесс повторяется. Во входной ступени 11 центрального отверстия накапливаются кольцевые заготовки, которые перемещают друг друга вниз по входной ступени и попадают под действие калибрующего элемента 15. При встрече с ним смятые концевые участки кольцевой детали срезаются его боковыми режущими кромками, имеющими передние (γ) и задние (α) углы. В результате этого получаются кольцевые детали незамкнутыми по окружности, расстояние между их концевыми участками равно толщине (А) калибрующего элемента 15. При дальнейших ходах ползуна пресса эти кольцевые детали с незамкнутыми концевыми участками, но торцами правильной формы, перпендикулярными оси проволоки, перемещаются в обжимную ступень 13 центрального отверстия, имеющую форму усеченного конуса. При перемещении по ней концевые участки кольцевых деталей постепенно сближаются. Затем кольцевые детали перемещаются в выходную ступень 12 центрального отверстия, в которой они окончательно
приобретают необходимую форму, после чего они выпадают из выходной ступени 12.
Таким образом, конструкция предлагаемого геликоидального штампа позволяет совместить. операции резки, гибки и калибрования концевых участков кольцевых деталей, обеспечивая перпендикулярность торцов кольцевой детали и качественное их соединение, например холодной сваркой.
Предлагаемый геликоидальный штамп для изготовления кольцевых деталей из проволоки позволяет повысить качество их изготовления и снизить трудоемкость.