УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШТАМПОВКИ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к устройству для штамповки, в том числе, горячей изотермической штамповки, которое может быть использовано при изготовлении сложно профильных пустотелых, в том числе, тонкостенных деталей с боковыми отростками на наружной поверхности.
При штамповке деталей с боковыми отростками на наружной поверхности используют устройство, основным элементом которого являются разъемные матрицы [«Ковка и штамповка», справочник в 4-х томах, том 2, под редакцией д-ра техн. наук Е.И.Семенова, Москва, «Машиностроение», 1986]. Разъем матриц может быть выполнен в горизонтальной или вертикальной плоскости, то есть перпендикулярно или параллельно движению пуансона. При штамповке детали в устройстве центральная часть детали подвергается осадке, а отростки - поперечному выдавливанию. Устройство содержит также нижний выталкиватель, с помощью которого отштампованная деталь после разъема матриц удаляется из нижней матрицы.
Однако при извлечении отштампованной детали типа длинномерного стакана из устройства для штамповки часто возникают затруднения по сохранению формы детали из-за ее «залипания» на пуансоне. В частности 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. Причем при извлечении детали с боковыми отростками на наружной поверхности даже при
использовании разъемных матриц возможно нарушение формы отростков, а именно, изгиб отростков. В отдельных случаях возможен даже срез отростков.
Известно устройство для штамповки пустотелых деталей с боковыми отростками на наружной поверхности, включающее пуансон, разъемные подвижную и неподвижную матрицы и вкладыш, при этом на внутренней боковой поверхности подвижной матрицы на уровне высоты детали выполнен бурт [RU, заявка №97101233, B21J 1/00, 5/06, 1999 г]. В процессе штамповки отростки подвергаются поперечному выдавливанию, а стенки детали - обратному выдавливанию.
В процессе удаления отштампованной детали из устройства при движении пуансона вверх деталь фиксируется в матрице в нижнем положении при помощи упомянутого бурта. Извлечение детали из матрицы происходит при перемещении подвижной матрицы с деталью и вкладыша, вверх. Причем, деталь выдавливается из матрицы посредством вкладыша, когда последний упирается в пуансон.
Вкладыш имеет конфигурацию полости заготовки с учетом зазора, 1-2 мм, между вкладышем и внутренней поверхностью детали.
Достоинством конструкции является то, что за счет выполнения бурта исключается изгиб или срез отростков с боковой поверхности детали при ее извлечении из устройства для штамповки.
Однако при штамповке тонкостенных деталей, эффективность приема, связанного с выполнением бурта на внутренней боковой поверхности матрицы становится незначительной. Кроме того, при удалении из устройства длинномерных и тонкостенных деталей, бурт не гарантирует качество детали из-за возможности возникновения складок.
Задачей полезной модели является создание устройства для штамповки, в том числе, горячей изотермической штамповки, позволяющего изготавливать качественные сложно профильные пустотелые, в том числе, тонкостенные детали с отростками на наружной боковой поверхности.
Поставленная задача решается с помощью устройства для штамповки пустотелых деталей с боковыми отростками на наружной поверхности, содержащего пуансон, подвижную и неподвижную матрицы и вкладыш, причем подвижная матрица выполнена с возможностью фиксации детали при отводе пуансона вверх, отличающегося тем, что поверхность подвижной матрицы имеет конусообразную форму, сужающуюся в направлении к ее верхней части.
Поставленная задача также решается в случае, когда в устройстве для штамповки, поверхность подвижной матрицы имеет конусообразную форму сужающуюся под углом 1-3°, при этом конкретная величина угла в указанном интервале выбирается с учетом толщины стенки и длины штампуемой детали.
Конструктивный признак полезной модели, заключающийся в том, что поверхность подвижной матрицы имеет конусообразную форму, направлен на предотвращение перемещения детали вверх вместе с пуансоном без риска образования складок на поверхности детали
Образующаяся конусность боковой поверхности детали устраняется в процессе механической обработки.
Предлагаемое устройство предназначено для использования в любом процессе штамповки, в том числе, в условиях обычной теплой или холодной штамповки при изготовлении детали из высоко пластичного материала типа алюминия и его сплавов, но при этом залипание детали на поверхности пуансона происходит в меньшей степени, чем при горячей изотермической штамповке детали из титанового сплава. Также предлагаемое устройство может быть использовано для штамповки любых пустотелых деталей. Однако для деталей с относительно толстыми стенками свою роль успешно выполняет и бурт на боковой поверхности матрицы. Возможно совместное использование признаков, заключающихся в наличии бурта и конусообразной внутренней поверхности подвижной матрицы. Таким образом, наиболее полно преимущества полезной модели проявляются при
горячей изотермической штамповке тонкостенной детали из труднодеформируемого в обычных условиях материала, например, титана или его сплава.
На фиг.1 схематично показано заявляемое устройство в процессе штамповки; на фиг.2 - в процессе удаления из него отштампованной детали.
Устройство для штамповки (фиг.1) содержит верхнюю подвижную матрицу 1, нижнюю неподвижную матрицу 2, пуансон 3. Поз.4 обозначена деталь с боковыми отростками 5. Поверхность подвижной матрицы имеет конусообразную форму с расширением под углом 1-3° в сторону отростков. Устройство содержит также вкладыш 6 (фиг.2).
Устройство работает следующим образом:
Заготовка детали 4 укладывается в полость, ограниченную формообразующими поверхностями матриц 1, 2. Штамповка осуществляется пуансоном 3, связанным с ползуном гидропресса (на фиг.1, 2, не показан). В процессе штамповки формируются стенки детали и боковые отростки посредством соответственно обратного и поперечного выдавливания.
По окончании штамповки пуансон посредством ползуна пресса отводится в верхнее положение. Деталь, зафиксированная обратным конусом, остается в полости матриц 1, 2. Далее вместо пуансона во внутреннюю полость детали вводится вкладыш 6 (фиг.2). Подвижная матрица, деталь и вкладыш также поднимаются вверх. В определенный момент времени вкладыш упирается в пуансон, а матрица продолжает перемещаться, деталь при этом выдавливается из полости подвижной матрицы (фиг.2).
Устройство, заявляемое в качестве полезной модели, было опробовано при горячей изотермической штамповке детали, типа гидроцилиндра с боковыми отростками на наружной поверхности, из титанового сплава ВТ-9. Заданные минимальная толщина стенки и длина гидроцилиндра соответственно 4 мм и 240 мм. При этом поверхность подвижной матрицы
имела конусообразную форму, сужающуюся в направлении к ее верхней части под углом 1°.