ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
DIE FOR DRAWING LARGE-SIZED COMPLEX-SHAPE PARTS

Изобретение относится к области обработки металлов давление, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано при вытяжке различных деталей из листовых материалов, преимущественная область применения - штамповка крупногабаритных деталей сложной формы, в том числе кузовных автомобильных, сельхозтехники, бытовой техники и т.п.
Известен штамп для вытяжки крупногабаритных облицовочных деталей кузовов автомобилей или им подобных деталей на прессах двойного действия, включающий прижим, торможение фланца листовой заготовки, воздействие на центральную часть заготовки усилием деформирования. Для удаления излишков воздуха в процессе вытяжки из зазоров между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и заготовки, а также для исключения прилипания вытянутого перехода к рабочей поверхности пуансона используются изогнутые трубки, вставленные в отверстия пуансона (Нефедов А.В. Конструирование и изготовление штампов. - М.: Машиностроение, 1973, с.63-64, рис.46).
Недостатком известного штампа для вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы на прессах двойного действия является то, что после окончания процесса формообразования, при обратном ходе внутреннего ползуна пресса с закрепленным на нем вытяжным пуансоном вверх, наружный ползун пресса с закрепленным на нем прижимом находится еще в нижней мертвой точке и продолжает осуществлять прижим фланцевой части заготовки. Из-за больших сил сцепления, возникающих в процессе формообразования, нередко происходит прилипание центральной части вытяжного полуфабриката к рабочей поверхности пуансона, что при обратном ходе внутреннего ползуна пресса с вытяжным пуансоном вверх и удерживании фланцевой части заготовки наружным ползуном с прижимом в нижней мертвой точке приводит к искажению формы и ухудшению качества штампуемого полуфабриката. Потеря устойчивости полуфабриката происходит в наименее устойчивых зонах, которыми являются плоские участки большой протяженности и центральные участки, наиболее удаленные от действия прижима, применение изогнутых трубок для удаления воздуха, вставленных в отверстия пуансона, не всегда помогает за счет больших сил сцепления между пуансоном и вытянутым полуфабрикатом.
Частота возникновения эффекта прилипания и количественные характеристики ухудшения из-за этого геометрии и искажения формы вытянутого перехода зависят от сложности штампуемых деталей, состояния вытяжного штампа, качества листового проката, наличия смазки на заготовке и других факторов, сопутствующих технологическому процессу штамповки. Для несложных и неответственных деталей незначительное ухудшение геометрии и качества поверхности бывает несущественным, однако при вытяжке деталей наружной облицовки, в первую очередь наружных панелей капота и крыши автомобиля, искажение лицевой поверхности недопустимо и ведет к ухудшению внешнего вида панелей и всего автомобиля в целом, увеличивает время на подготовку производства, а также является решающим фактором при определении количества отштампованных панелей, уходящих в брак по лицевым дефектам.
Задачей изобретения является разработка новой конструкции штампа для вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы, в первую очередь лицевых деталей кузова автомобиля.
Технический результат заключается в повышении точности и качества лицевой поверхности вытягиваемых деталей, улучшении их жесткости и несущей способности и экономии листового проката.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагается новая конструкция штампа для вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы, содержащего пуансон, прижим, матрицу, пневматические присоски, подъемники и трубки для выхода воздуха, отличается тем, что пневматические присоски установлены неподвижно в пазах матрицы, в наименее жестких и устойчивых зонах вытянутого перехода для удержания последнего в матрице при обратном ходе ползуна пресса. Пневматические присоски могут быть неуправляемые без пневмопривода, работающие за счет вакуум-эффекта, при этом суммарное усилие неуправляемых пневматических присосок должно быть меньше, чем усилие подъемников в вытяжном штампе, а ход подъемников равен 30-35 толщинам исходной заготовки. Также пневматические присоски могут быть управляемые, работающие от подачи сжатого воздуха через пневмоцилиндры или от подачи сжатого воздуха из магистральной сети пресса через командаппарат, т.е. пневматические присоски включаются и выключаются при определенном положении ползуна пресса. Сжатый воздух подается к пневматическим присоскам в момент завершения процесса формообразования, вытяжной переход удерживается в матрице до тех пор, пока между вытяжным переходом и рабочей поверхностью пуансона не образуется зазор, достаточный для бездефектного съема вытяжного перехода.
Штамп для вытяжки характеризуется фиг.1-4.
На фиг.1 изображен план низа предложенного вытяжного штампа, на фиг.2 - осевой разрез вытяжного штампа в момент окончания формообразования с неуправляемыми пневматическими присосками, на фиг.3 - осевой разрез вытяжного штампа в момент окончания формообразования с пневматическими присосками, управляемыми от пневмопривода, на фиг.4 - увеличенный фрагмент осевого разреза вытяжного штампа в момент окончания формообразования с пневматическими присосками, управляемыми от пневмопривода.
Штамп для вытяжки содержит пуансон 1, матрицу 2, прижим 3, пневматические присоски 4, подъемники 5, трубки для удаления воздуха 6.
На чертежах показан предлагаемый штамп на примере вытяжки наружной панели капота автомобиля на прессе двойного действия. Листовая заготовка загружается на поверхность матрицы 2, при ходе наружного ползуна пресса (на чертежах не показан) вниз листовую заготовку зажимают и тормозят в периферийных зонах между матрицей 2 и прижимом 3. При ходе внутреннего ползуна пресса (на чертежах не показан) вниз центральная часть заготовки деформируется пуансоном 1, при смыкании рабочих частей пуансона 1 и матрицы 2 происходит окончательное формообразование элементов вытяжного перехода. В процессе вытяжки воздух между рабочими поверхностями пуансона 1 и заготовки удаляется через трубки 6, обычно применяются изогнутые трубки 6 из поливинилхлорида, вставленные в отверстия пуансона 1. После окончания процесса формообразования внутренний ползун пресса с пуансоном 1 идет вверх, а наружный ползун пресса с прижимом 3 остаются в нижней мертвой точке и продолжают удерживать фланцевую часть вытяжного перехода. При этом нередко возникает эффект прилипания центральной части вытяжного перехода к рабочей поверхности пуансона 1 из-за больших сил сцепления, возникающих в процессе формообразования, что приводит к искажению формы и ухудшению качества вытяжного перехода.
Для предотвращения эффекта прилипания в пазах матрицы 2 неподвижно установлены пневматические присоски 4, удерживающие внизу вытяжной переход и помогающие ему отсоединиться от пуансона 1 при ходе внутреннего ползуна пресса с пуансоном 1 вверх. Формообразование при вытяжке неглубоких пологих деталей происходит в основном за счет обтяжки заготовки по пуансону 1, поэтому в центральной части матрицы 2, не участвующей в формообразовании, допускается выполнять освобождения для установки пневматических присосок 4, неподвижно закрепленных в матрице. Координаты расположения и количество присосок 4 выбирается аналитическим путем и корректируется экспериментально при наладке вытяжного штампа в зависимости от конструкции штампа и конфигурации штампуемой детали. Присоски 4 могут быть установлены неуправляемые, в этом случае они соприкасаются с вытягиваемым переходом в конце процесса вытяжки и за счет вакуум-эффекта присасываются и удерживают его внизу в матрице при обратном ходе внутреннего ползуна пресса с закрепленным на нем пуансоном 1 вверх. При этом вытяжной переход поднимается из матрицы 2 подъемниками 5 (на чертежах показаны пружинные подъемники), суммарное усилие которых превышает усилие пневматических присосок 4, а ход подъемников h=30-35 S, где S - толщина исходной заготовки. После окончания процесса вытяжки и подъема вытяжного перехода последний удаляется из вытяжного штампа вручную или средствами механизации.
Усилие и ход подъемников h=30-35 S выбираются аналитическим путем при разработке технологического процесса штамповки и проектировании вытяжного штампа и уточняются экспериментальным путем при наладке штампа. Величина усилия и хода подъемников h должны обеспечить бездефектный съем вытяжного перехода заготовки с подъемников и удобное удаление вытяжного перехода заготовки из вытяжного штампа вручную или средствами механизации.
Для более сложных деталей и более стабильного процесса штамповки возможно применение управляемых пневматических присосок, они могут срабатывать от подачи сжатого воздуха через пневмоцилиндры или от подачи воздуха из магистральной сети пресса через командаппарат пресса (на чертежах не показан), т.е. пневматические присоски включаются и выключаются при определенном положении ползуна пресса.
В этом случае технологический процесс вытяжки происходит следующим образом. При достижении внутренним ползуном пресса с пуансоном 1 нижней мертвой точки от командаппарата пресса поступает команда на подачу сжатого воздуха к пневматическим присоскам 4, происходит присасывание вытяжного перехода к пневматическим присоскам 4 и удержание его в матрице 2. Как только при обратном ходе внутреннего ползуна пресса с пуансоном 1 между вытяжным переходом и рабочей поверхностью пуансона 1 образовался зазор, достаточный для бездефектного съема вытяжного перехода, подачу сжатого воздуха останавливают и пневматические присоски 4 прекращают удерживать в матрице 2 вытяжной переход.
После окончания работы пневматических присосок 4 подъемники 5 поднимают вытяжной переход и он удаляется вручную или средствами механизации и автоматизации. Вытяжной переход поступает в другие штампы с оформлением окончательной формы детали.
Таким образом, предложенный штамп по сравнению с известным обеспечивает повышение точности и качества лицевой поверхности вытягиваемых деталей, улучшение их жесткости и несущей способности, сокращение времени на подготовку производства, а также экономию листового проката за счет уменьшения количества брака деталей по лицевым дефектам. Аналогично предлагаемый штамп реализуется при вытяжке крупногабаритных деталей сложной формы на прессах простого действия и на многопозиционных прессах-автоматах.
Наиболее эффективно использование предложенного штампа для вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы, в первую очередь - лицевых деталей кузовов автомобилей больших габаритов и небольшой кривизны, таких как наружные панели капота и крыши.