УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ

Техническое решение относится к обработке металлов давлением листовых материалов по схемам «плоская штамповка» и цилиндрических оболочек по схеме «обжим» или «раздача» любой электропроводности электродинамическим воздействием устройства магнитно-импульсной установки.
8
Известен электромагнитный пресс (патент РФ №2047410, МПК B21D 26/14, опубликовано 20.06.2000. БИ: №17, 2000 г.), содержащий корпус с крышкой, в котором неподвижно смонтирована матрица и расположен пуансон. Пуансон имеет возможность осевого перемещения от привода, выполненного в виде двух рабочих обмоток, соединенных между собой гибким проводником. Каждая рабочая обмотка имеет форму плоской спирали. Крышка и пуансон выполнены из магнитомягкого материала и имеют пазы на обращенных одна к другой поверхностях. Обмотки в виде спиралей Архимеда зеркально расположены в упомянутых пазах и закреплены. При прохождении импульса тока через зеркально расположенные обмотки возникает электромеханическое взаимодействие и обмотка, контактирующая с пуансоном, отталкивается от обмотки, контактирующей с крышкой, приводит в движение пуансон, который, воздействуя на листовой материал, производит операцию вырубки или пробивки.
Недостатком устройства является возможность формоизменения только одной заготовки, а также недостаточность рабочего хода для выполнения операций обжима или раздачи, глубокой вытяжки.
8
Известно устройство для магнитно-импульсной штамповки листовых материалов, принятое за прототип (патент РФ №2691020, МПК B21D 26/14, опубл. 07.06.2019, бюл. №16), содержащее верхнюю и нижнюю плиты, смонтированную на нижней плите матрицу, подпружиненный пуансон, размещенный между упомянутыми плитами исполнительный динамический механизм, выполненный в виде четного набора пакетов электроизолированных пластин из электропроводного металла, размещенных параллельно рабочей поверхности матрицы, причем нижняя и верхняя плиты связаны между собой стойками, на стойках между указанными плитами установлена с возможностью перемещения вдоль них подпружиненная нижняя промежуточная плита с установленными на ее базовой плоскости со стороны нижней плиты пуансонодержателем с упомянутым подпружиненным пуансоном, а на противоположной стороне установлены прокладки из неэлектропроводного материала, при этом исполнительный динамический механизм расположен в корпусе из магнитомягкого металла, на верхней плите закреплена вторая матрица, на стойках с возможностью перемещения вдоль них расположена верхняя промежуточная плита, связанная тягами с нижней промежуточной плитой и имеющая закрепленный на ее основной базовой поверхности пуансонодержатель со вторым пуансоном.
Недостатком устройства является ограниченные технологические возможности выполнения формоизменяющей операции из-за величины рабочего хода формоизменяющего инструмента. В устройстве рабочий ход верхнего (формоизменяющего) инструмента равен рабочему ходу нижнего (разделительного) инструмента, тогда как для выполнения формоизменяющих операций величина рабочего хода должна быть больше, чем при разделительных операциях. Это обстоятельство ограничивает технологические возможности устройства.
Задачей технического решения является расширение технологических возможностей устройства для магнитно-импульсной штамповки за счет увеличения технологического хода формоизменяющей операции.
Для выполнения поставленной задачи предлагается Устройство для магнитно-импульсной штамповки, содержащее верхнюю и нижнюю плиты, связанные между собой посредством стоек, смонтированную на нижней плите матрицу, подпружиненную нижнюю промежуточную плиту, установленную между верхней и нижней плитами на стойках с возможностью перемещения вдоль них подпружиненную нижнюю промежуточную плиту с установленным на ее базовой поверхности со стороны нижней плиты пуансонодержателем с пуансоном, вторую матрицу, закрепленную на верхней плите, установленную на стойках с возможностью перемещения вдоль них верхнюю промежуточную плиту с закрепленным на ее основной базовой поверхности пуансонодержателем со вторым пуансоном, связанную тягами с нижней промежуточной плитой, и исполнительный динамический механизм, расположенный в корпусе из магнитомягкого металла, при этом оно снабжено двуплечими рычагами, закрепленными на осях, установленных на подпружиненной нижней промежуточной плите и на тягах, упорами, закрепленными на нижней плите в контакте с упомянутыми двуплечими рычагами, и размещенными в корпусе метаемым элементом, подпружиненными кольцевыми сегментами и подпятником, который закреплен на подпружиненной нижней промежуточной плите в контакте с подпружиненными кольцевыми сегментами, при этом размещенный внутри корпуса исполнительный динамический механизм зафиксирован на верхней плите и выполнен в виде цилиндрического индуктора.
На фиг. 1 показано устройство в исходном положении.
На фиг. 2 показано устройство, на виде сбоку в исходном положении.
На фиг. 3 - устройство в рабочем положении после окончания операции.
Устройство для магнитно-импульсной штамповки содержит нижнюю плиту 1 и верхнюю промежуточную плиту 2, стойки 3 с закрепленной на них винтами 4 верхней плитой 5. На нижней ступени стоек 3 расположена с возможностью перемещения подпружиненная нижняя промежуточная плита 6. Верхняя промежуточная плита 2 и подпружиненная нижняя промежуточная плита 6 связаны тягами 7 посредством осей 8 и 9. Кроме того, на осях 8 и 10 установлены двуплечие рычаги 11. На нижней плите 1 закреплены винтами 12 упоры 13, матрица 14, например, для вырубки. На подпружиненной нижней промежуточной плите 6 закреплен пуансонодержатель 15 с пуансоном 16, подпятником 17, а между подпружиненной нижней промежуточной плитой 6 и нижней плитой 1 на нижней ступени стоек 3 установлены пружины 18. На верхней плите 5 винтами 19 зафиксирована опорная плита 20 и исполнительный динамический механизм 21, размещенный внутри корпуса 22, матрица 23, например, для обжима. На верхней промежуточной плите 2 винтами 24 закреплен пуансонодержатель 25 и пуансон 26, внутри исполнительного динамического механизма 21 расположены метаемый элемент 27, подпружиненные кольцевые сегменты 28 с пружиной 29, при этом пуансонодержатель 15 закреплен на подпружиненной нижней промежуточной плите 6 с помощью винтов 30.
Устройство для магнитно-импульсной штамповки работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 1 и фиг. 2) под действием пружин 18, установленных на нижней плите 1 подпружиненную нижнюю промежуточную плиту 6 прижимают к торцевой поверхности средней ступени стоек 3, а верхняя промежуточная плита 2 через тяги 7 занимает верхнее положение. На матрицу 14 для вырубки укладывают листовой материал, а в матрицу 23 для обжима трубную заготовку. На стойках 3 закрепляют с помощью винтов 4 верхнюю плиту 5. На верхней плите 5 винтами 19 фиксируют опорную плиту 20 и исполнительный динамический механизм 21, размещенный внутри корпуса 22 из магнитомягкого материала. При этом двуплечие рычаги 11 имеют заданное соотношение плеч при их повороте вокруг оси 10, позволяющее обеспечить требуемое рабочее перемещение верхней промежуточной плиты 2. При разряде генератора импульсных токов магнитно-импульсной установки (не показан) через исполнительный динамический механизм 21 проходит ток разряда и возникает электромагнитное поле, а в метаемом элементе 27 выполненном из электропроводного металла, например, меди, возникают вихревые токи. При этом для многократного использования кольцевой метаемый элемент 27 выполнен в виде разрезной втулки с концами, соединенными внахлест, что обеспечивает возникновение вихревых токов в замкнутом контуре, а также упругое деформирование метаемого элемента 27. Под действием электромагнитной силы происходит отталкивание метаемого элемента 27 и перемещение подпружиненных пружиной 29 кольцевых сегментов 28 в радиальном направлении, которые, контактируя с подпятником 17, перемещают вниз подпружиненную нижнюю промежуточную плиту 6 (фиг. 3) вместе с пуансонодержателем 15, винтами 30 и пуансоном 16. В результате пуансон 16 производит вырубку детали в матрице 14 для вырубки. В процессе перемещения подпружиненной нижней промежуточной плиты 6 происходит сжатие пружин 18 и поворот двуплечих рычагов 11 вокруг оси 10 благодаря их контакту с упорами 13. Упоры 13 закрепляют на нижней плите 1 винтами 12. Верхняя промежуточная плита 2 и подпружиненная нижняя промежуточная плита 6 связаны тягами 7 посредством осей 8 и 9. В результате поворота рычагов 11 происходит перемещение тяг 7 вниз и верхней промежуточной плиты 2 с закрепленным винтами 24 в пуансонодержателе 25 пуансоном 26. Пуансон 26, контактируя с трубной заготовкой, осуществляет операцию обжим. Таким образом, за один разряд генератора импульсных токов выполняются одновременно две операции, например, вырубки и обжима. После выполнения операций вырубки и обжима под действием пружин 18 происходит перемещение подпружиненной нижней промежуточной плиты 6 вверх по стойкам 3 до соприкосновения с торцом ступени и съем пуансона 16 с листового материала, а в результате поворота двуплечих рычагов 11, тяги 7 устанавливают верхнюю промежуточную плиту 2 в исходное положение (фиг. 1).
Таким образом, устройство позволяет выполнять одновременно различные операции штамповки материалов с любой электропроводностью, что значительно расширяет технологические возможности и повышает производительность. За счет переналадки устройства имеется возможность путем установки двуплечих рычагов 11 с различным соотношением плеч, регулировать рабочее перемещение верхней промежуточной плиты и обеспечение требуемых силовых параметров штамповки при фиксированных значениях мощности разряда магнитно-импульсной установки.