ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ

Предлагаемое техническое решение относится к области обработки металлов давлением и касается совершенствования штампов для вытяжки полых цилиндрических деталей с утонением стенки.
Известен штамп для вытяжки с утонением через две матрицы (Справочник конструктора штампов: листовая штамповка / Под общ. ред. Л.И.Рудмана. - М.: Машиностроение, 1988, стр.297, рис.22), состоящий из пуансонодержателя с хвостовиком, в котором пуансон крепится с помощью разрезной втулки, и нижней плиты, на которой закреплены матрицедержатель с вытяжными матрицами и съемником. Аналогичен ему и штамп для вытяжки с утонением (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - 6-е изд., перераб. и доп.- Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. С.138, рис.137б), отличающийся только способами крепления инструмента.
Недостатком таких конструкций штампа является недостаточная жесткость крепления инструмента, из-за чего качество получаемых изделий по разностенности и кривизне образующей цилиндра детали невысокое.
За прототип взят штамп для вытяжки с утонением, содержащий верхнюю и нижнюю плиты, пуансонодержатель с вытяжным пуансоном, матрицедержатель с двумя матрицами и съемником и механизмы грубой и тонкой настройки (Данилин Г.А., Огородников В.П. Теория и расчеты процессов комбинированного пластического формоизменения / Балт. гос. техн. ун-т. СПб., 2004. С.170, рис.3.18). В таком штампе имеется возможность только предварительной регулировки инструмента штампа перед началом вытяжки.
Недостатком такой конструкции штампа является невозможность настроить штамп в процессе работы (динамическая центрация) по полученным результатам вытянутых деталей, что не дает возможность изготовления высокоточных по разностенности деталей.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества изготавливаемых деталей по разностенности, овальности и кривизне образующей за счет изменения конструкции узла регулировки штампа, крепления матриц и использования делительных и информационных шкал.
Задача достигается следующим образом:
В штампе для вытяжки с утонением, содержащий нижнюю с центральным сквозным отверстием и верхнюю плиты, прикрепленный к верхней плите пуансонодержатель с вытяжным пуансоном, а к нижней плите матрицедержатель с верхней и нижней матрицами и съемником, механизм настройки заключается в том, что матрицедержатель прикреплен к плите с возможностью горизонтального перемещения с помощью четырех регулировочных клиньев, расположенных по обе его стороны во взаимно перпендикулярных плоскостях, и опирающихся с одной стороны на кольцо, прикрепленное к нижней плите концентрично оси матрицедержателя, а с другой стороны - на коническую поверхность фланца матрицедержателя, причем каждый регулировочный клин снабжен специальным болтом с фланцем под головкой, а под клином болт снабжен выталкивающим упором в виде шайбы с гайкой, навинченной на его стержень, причем верхняя матрица закреплена в матрице держателе жестко, а нижняя установлена на плавающем подпятнике, состоящим из двух половинок, сопряженных между собой по сферической поверхности, выпуклость которой повернута в сторону нижней плиты, с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и поворота относительно нее.
Причем в этом штампе на верхних поверхностях регулировочных клиньев нанесены риски, на фланцах каждого специального болта - делительные шкалы, а на матрицедержатель одето кольцо с возможностью вращения вокруг оси матрицедержателя, на наружную поверхность которого нанесены информационные шкалы, соответствующие делительным шкалам каждого специального болта регулировочного клина, а между одной из граничащих пар информационных шкал установлен штифт указателя градиента разностенности.
В этом же штампе плавающий подпятник и шайбы специальных болтов выполнены из антифрикционной конструкционной пластмассы.
Для пояснения описываемых объектов на фигуре 1 приведен штамп для вытяжки с утонением через две матрицы.
Пример реализации.
Штамп для вытяжки с утонением через две матрицы состоит из блока с верхней 1 и нижней 2 плитами, соединенных между собой колонками 3 и втулками 4.
На верхней плите 1 крепится пуансонодержатель 5, в котором находиться вытяжной пуансон 6, опирающийся на подпятник 7. Вытяжной пуансон 6 зажат цангой 8 с помощью гайки 9.
На нижней плите 2 установлен матрицедержатель 10 на подпятник 11 с возможностью перемещения относительно него в горизонтальной плоскости с помощью регулировочных клиньев 12 под воздействием специальных болтов 13. При завинчивании специального болта 13 его фланец 14 действует на регулировочный клин 12, который с одной стороны опирается на кольцо 15, прикрепленное концентрично оси матрицедержателя 10 к нижней плите 2 (или выполненный в виде прилива нижней плиты 2), а с другой стороны на конический фланец 16 матрицедержателя 10. Для подъема клина 12 вверх на специальный болт 13 одета гайка 17, воздействующая на регулировочный клин 12 через двойную шайбу 18.
На верхнюю поверхность фланца 14 специального болта 13 нанесена равномерная делительная шкала, а регулировочный клин 12 выполнен с риской 19 для установки начала отсчета делительной шкалы на фланце 14. Матрицедержатель 10 выполнен с наружным приливом, на который надето информационное кольцо 20 со штифтом 21 - указателем градиента разностенности изделия.
В матрицедержателе 10 жестко закреплена верхняя матрица 22 с помощью гайки 23. Нижняя матрица 24 установлена в матрицедержателе 10 свободно с возможностью перемещения в двух направлениях. Такое перемещение создает ей плавающий подпятник, состоящий из двух колец, верхнего 25 и нижнего 26, сопряженных между собой по сферической поверхности, повернутой выпуклостью в сторону нижней плиты 2. Нижнее кольцо 26 плавающего подпятника имеет возможность перемещения по дну верхней полости матрицедержателя 10 в горизонтальной плоскости, а верхнее кольцо 25 плавающего подпятника перемещается относительно нижнего кольца 26, вращаясь по произвольной дуге относительно точки приложения радиуса сферической поверхности, в целом нижняя матрица 24 поворачивается относительно горизонтальной плоскости.
В нижней полости матрицедержателя 10 находится съемник, состоящий из корпуса 27, трех вкладышей 28 и пружины 29.
Штамп работает следующим образом: полая заготовка предварительно проверяется на разностенность и градиент разностенности (направление наибольшего перепада по толщине стенки) отмечается на ее кромке одной насечкой. С этой насечкой заготовка устанавливается в верхнюю матрицу 22 таким образом, чтобы насечка была повернута к регулировочному клину 12, например, «А». По мере опускания ползуна пресса вниз, пуансон 6 входит в заготовку и, протягивая ее через верхнюю 22 и нижнюю 24 матрицы, доходит до корпуса 27 съемника таким образом, чтобы секции съемника вкладыши 28 своим внутренним выступом перешли кромку вытянутой детали. При обратном ходе секции съемника вкладыши 28 под действием пружин облегают вытяжной пуансон 6 и стаскивают с него деталь, которая падает в тару под столом пресса. Полученную деталь проверяют на разностенность и отмечают новый градиент разностенности двойной насечкой. Затем ее обратно устанавливают в верхнюю матрицу 22 так, чтобы первая риска была вновь повернута к регулировочному клину 12 «А», а штифт 21 указателя градиента разностенности поворачивают в сторону новой двойной насечки. Таким образом, информационные шкалы кольца 20, установившись напротив рисок 19 регулировочных клиньев 12, покажут, на сколько делений делительной шкалы фланцев 14 нужно повернуть специальные болты 13 с регулировочными клиньями 12, чтобы устранить разностенность. При этом специальные болты 13 регулировочных клиньев 12, находящихся в зоне малой толщины стенки детали, выворачивают на величину равной половине разностенности детали, а с противоположной стороны матрицедержателя 10 на ту же величину их заворачивают. Затем снова проводят аналогичную процедуру регулировки и вытяжки, проверяя заготовку и деталь на разностенность до тех пор, пока не получат заданную точность. Расчет информационных шкал выполняют из геометрических соотношений деталей штампа, величины деления делительной шкалы и диапазона максимально допустимой разностенности изделия.
Нижняя матрица 24 позволяет не только дополнительно уменьшить разностенность, но и устранить овальность и кривизну образующей цилиндра полой детали, формирующихся за счет неравномерной деформации разностенной заготовки. Переменный угол наклона матрицы 24 и выравнивание продольного давления по окружности заготовки компенсирует неравномерность ее радиальной деформации и снижает величину перечисленных дефектов детали.
Предложенный штамп позволяет изготавливать высококачественные изделия из различных металлов, сплавов и биметаллов по разностенности, косине кромки, овальности и кривизне образующей детали.