УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к устройствам для горячей изотермической штамповки, которые могут быть использованы при изготовлении тонкостенных корпусных деталей, а также деталей с развитой поверхностью.
При извлечении отштампованной детали, особенно тонкостенной, из штампа часто возникают затруднения по сохранению формы детали из-за ее «залипания» на инструменте. Особенно это проявляется при горячей изотермической штамповке вследствие высокой пластичности в упомянутых условиях материала детали. Ситуацию со съемом усугубляют вязкие стеклоэмали, используемые при высокотемпературной изотермической штамповке.
Известно устройство для штамповки [«Ковка и штамповка», справочник в 4-х томах, том 4, под редакцией д-ра техн. наук А.Д.Матвеева, Москва, «Машиностроение», 1987], включающее пуансон, матрицы (от одной до пяти) и съемник. Пуансон крепят к ползуну пресса, матрицу закрепляют на столе пресса. Съемник служит для снятия отштампованной детали с пуансона, на котором деталь «залипает» в процессе штамповки. Устройство используется, преимущественно для штамповки тонкостенных деталей с развитой поверхностью. К недостатку съемника и всего устройства в целом относится невозможность использования в условиях высоких температур из-за наличия упругих элементов.
Известно устройство для штамповки, [«Ковка и штамповка», справочник в 4-х томах, том 2, под редакцией д-ра техн. наук А.Д.Матвеева, Москва, «Машиностроение», 1987], включающее пуансон, матрицу и нижний
выталкиватель с формообразующими поверхностями. При этом выталкиватель, как и съемник, служит для удаления готовой детали из штампа. Устройство используется, преимущественно, для штамповки тонкостенных корпусных деталей.
В рассматриваемом случае «залипание» готовой детали на пуансоне становится весьма значительным, вплоть до невозможности ее удаления без нарушения формы, ведущего к браку. Этот недостаток, как уже было отмечено выше, усугубляется при горячей изотермической штамповке.
Наиболее близким к устройству, заявляемому в качестве полезной модели, является устройство для штамповки [заявка RU №97101234, МПК B21J 1/00, B21J 5/06, 1999.02.10], содержащее пуансон, матрицу и выталкиватель с формообразующими поверхностями. При этом на боковой поверхности матрицы, выше формообразующей поверхности выталкивателя, выполнена полость, например, в виде канавки, расположенной по периметру матрицы. Благодаря наличию полости на поверхности матрицы, на боковой поверхности детали формируется технологический выступ. После окончания штамповки при отводе пуансона вверх готовая деталь посредством технологического выступа фиксируется в матрице. Далее при движении вверх выталкивателя технологический выступ срезается с поверхности детали.
К недостатку данного устройства относится необходимость тщательной очистки полости матрицы от срезаемого при ходе выталкивателя вверх технологического выступа. Поскольку в противном случае при штамповке последующей детали на ее поверхности возможно возникновение надиров и заусениц. Удаление детали с такой поверхностью из полости матрицы может привести к износу поверхности матрицы. Кроме того, операция очистки полости матрицы достаточно трудоемка из-за ограниченного доступа к ней, вследствие наличия теплозащитных кожухов, необходимых при горячей изотермической штамповке. Ситуация усугубляется при расположении полости для формирования
технологического выступа вблизи дна матрицы и, особенно при изготовлении длинномерных деталей. Расположение упомянутой полости в верхней части матрицы облегчает удаление образовавшегося технологического выступа, но может привести к появлению надиров на боковой поверхности детали на участках ниже технологического выступа при ходе выталкивателя вверх.
Задачей полезной модели является создание устройства для штамповки, преимущественно, горячей изотермической штамповки, позволяющего сделать процессы извлечения детали из штампа и подготовки устройства для штамповки последующей детали менее трудоемкими, а также позволяющего изготавливать детали без риска повреждения поверхности готовой детали
Еще одной задачей полезной модели является повышение износостойкости матрицы.
Поставленная задача решается с помощью устройства для штамповки, преимущественно, горячей изотермической штамповки, содержащего пуансон, матрицу и выталкиватель с формообразующими поверхностями, причем на формообразующей поверхности одного из двух последних перечисленных элементов устройства выполнена, по крайней мере, одна полость для формирования на поверхности штампуемой детали, соответственно, по крайней мере, одного технологического выступа, предотвращающего перемещение готовой детали совместно с пуансоном при движении последнего вверх после окончания штамповки, и в последующем срезаемого с готовой детали при ее извлечении из устройства, отличающегося от известного тем, что полость выполнена на формообразующей поверхности выталкивателя, причем в случае выполнения полости на торцевой поверхности выталкивателя она имеет вид сквозной канавки, которая в свою очередь имеет поднутрения на боковой поверхности, устройство снабжено также съемником для съема готовой детали с поверхности выталкивателя, при этом выталкиватель и съемник имеют
возможность перемещения друг относительно друга в направлении, обеспечивающем срезание с готовой детали технологического выступа, в частности, при ходе выталкивателя вниз при неподвижном съемнике.
Выполнение, по крайней мере, одной полости на поверхности выталкивателя для формирования соответствующего технологического выступа на поверхности штампуемой детали, обеспечивает возможность срезания технологического выступа с готовой детали при следующих обстоятельствах:
- после удаления пуансона, как в известном устройстве;
- после извлечения готовой детали из матрицы, а именно, при съеме детали с выталкивателя с помощью съемника, в частности, при ходе выталкивателя вниз.
Последнее обстоятельство обеспечивает решение поставленной задачи:
- операция подготовки устройства для штамповки последующей детали, включающая очистку полости, расположенной на поверхности выталкивателя, значительно менее трудоемка, чем в случае расположения полости на внутренней поверхности матрицы;
- исключается возможность образования надиров на поверхности готовой детали;
- исключается возможность дополнительного износа поверхности матрицы.
Предлагаемое устройство может быть использовано в любом процессе штамповки, однако преимущественная область использования - это горячая изотермическая штамповка труднодеформируемых в обычных условиях материалов, например, титана и его сплавов. Здесь, во-первых, полностью проявляются преимущества полезной модели. Во-вторых, обеспечивается функционирование устройства при штамповке детали из труднодеформируемых металлов и сплавов, поскольку в условиях изотермии и высоких температур указанные металлы и сплавы проявляют пластичность, достаточную для заполнения любых самых малых полостей. Однако не
исключается возможность работы устройства и в условиях обычной теплой или холодной штамповки при изготовлении детали из высоко пластичного материала, типа алюминия и его сплавов. Но поскольку в этом случае залипание детали на поверхности пуансона происходит в значительно меньшей степени, чем, например, при горячей изотермической штамповке детали из титанового сплава, то соответственно в меньшей степени проявляются и преимущества полезной модели.
На фиг. схематично показано устройство для штамповки в процессе удаления из него готовой детали;
Устройство для штамповки содержит матрицу 1, пуансон 2 и выталкиватель 3. На формообразующей поверхности выталкивателя имеются две полости 4, 5. Одна из них, 4, выполнена на боковой поверхности выталкивателя и имеет форму круговой канавки, другая, 5, выполнена на торцевой поверхности выталкивателя и имеет форму сквозной канавки с поднутрениями. Поз. 6 обозначен съемник. Поз. 7 обозначена деталь.
Устройство работает следующим образом:
Заготовка детали 7 укладывается в полость, ограниченную формообразующими поверхностями матрицы 1 и выталкивателя 3. Штамповка осуществляется пуансоном 2, связанным с ползуном гидропресса (на фиг. не показан). В процессе штамповки на поверхности штампуемой детали, благодаря полостям, 4, 5 формируются соответствующие технологические выступы. По окончании штамповки пуансон посредством ползуна пресса отводится в верхнее положение. Деталь, зафиксированная технологическими выступами, остается в полости, ограниченной формообразующими поверхностями матрицы и выталкивателя. Далее посредством выталкивателя деталь удаляется из полости матрицы. К детали расположенной на выталкивателе подводится съемник и при фиксированном неподвижном положении съемника выталкиватель идет вниз. При ходе выталкивателя вниз технологические выступы с поверхности детали срезаются и деталь остается на съемнике. Возможен случай, когда
выталкиватель остается неподвижным, а съемник, прикрепленный к ползуну пресса, поднимается вверх вместе с деталью. В любом случае срезание технологического выступа происходит при перемещении выталкивателя и съемника друг относительно друга.
Устройство, заявляемое в качестве полезной модели, было опробовано при горячей изотермической штамповке детали, типа корпуса, из титанового сплава ВТ3-1, что подтвердило возможность достижения указанных в описании преимуществ полезной модели.