УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КРУТОИЗОГНУТЫХ ОТВОДОВ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для холодной штамповки деталей из трубных заготовок, и может быть использована при формообразовании крутоизогнутых отводов с относительным радиусом кривизны срединной поверхности в пределах:
1≤Dкр/ДУ≤1,5
Известно устройство для формообразования отводов путем горячей раздачи трубной заготовки на рогообразном сердечнике (см. Ковка и штамповка. Справочник в 4 т. Том 4. Листовая штамповка. / Под ред. А.Д.Матвеева - М.: Машиностроение, 1985-1987 г., стр.110, рис.55).
Недостатком данного устройства является необходимость нагрева исходной заготовки перед началом процесса формообразования, что ведет к увеличению энергозатрат на изготовление изделия, а также увеличивается трудоемкость изготовления изделия.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству, которое и принято за прототип, является устройство для формообразования крутоизогнутых отводов путем проталкивания трубной заготовки через фильеру (Патент РФ на полезную модель №61607, МПК В21С 37/29, опубликован 10 марта 2007 г.).
Устройство состоит из двух разъемных полуматриц, на поверхности разъема которых выполнена фильера, и составной жесткой оправки.
Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции и низкой производительности. Для обеспечения изготовления качественных деталей необходимо плотно сомкнуть полуматрицы, и обеспечить их фиксацию в рабочем положении на протяжении всего процесса формообразования детали. Как правило это осуществляют с
помощью ходовых винтов, привод которых осуществляется вручную. Для направления движения полуматриц навстречу друг к другу необходимо иметь направляющие устройства, по которым перемещаются полуматрицы. В процессе формообразования возникают большие контактные нагрузки на инструмент, и во избежание раскрытия полуматриц необходимо предусматривать специальные стяжные приспособлении. Поверхность разъема полуматриц должна строго совпадать с осью верхнего пуансона во избежание закусывания инструмента, что требует наличия специальных фиксаторов полуматриц.
Задачей полезной модели является увеличение производительности устройства и упрощение его конструкции.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для формообразования крутоизогнутых отводов, состоящее из направляющей втулки, внутри которой расположен пуансон, двух полуматриц, соединенных между собой по поверхности разъема с образованием фильеры, внутренней составной жесткой оправки, задний торец которой помещен в муфту и расположен вместе с ней на оси вращения, согласно полезной модели поверхность разъема между полуматрицами выполнена по срединной поверхности оправки, полуматрица с максимальным радиусом кривизны рабочей поверхности выполнена неподвижной, а другая полуматрица выполнена подвижной - откидывающейся и помещена на ту же ось вращения, что и задний торец оправки вместе с муфтой, фиксирование подвижной полуматрицы в рабочем положении осуществляется с помощью клина.
Устройство поясняется чертежом, где на фигуре 1 показано исходное положение устройства перед формообразованием, а на фигуре 2 - устройство после завершения процесса формообразования и извлечения детали.
Устройство состоит из подвижной полуматрицы 1 и неподвижной полуматрицы 2. При смыкании этих двух полуматриц по поверхности
разъема образуется фильера, соответствующая геометрии изготавливаемой детали. В рабочей полости фильеры расположена составная жесткая оправка, состоящая из внутренней части 3, с минимальным радиусом кривизны рабочей поверхности, и внешней части - 4. Задний торец составной оправки охвачен муфтой 5 и вместе с ней помещен на ось вращения 6. Неподвижная полуматрица 2 снабжена щеками 7, в которых в пазу находится клин 8 для фиксации подвижной полуматрицы в рабочем положении.
Подвижная полуматрица 1 помещена на туже ось вращения 6, что и задний торец оправки вместе с муфтой 5.
Для обеспечения вертикального перемещения деформируемой заготовки 9 устройство снабжено направляющей втулкой 10, в которой находится пуансон 11. Рабочее положение составной жесткой оправки фиксируется с помощью переднего замка 12.
Устройство работает следующим образом:
Исходная заготовка 9, изготовленная из трубы соответствующего диаметра, устанавливается в направляющую втулку 10. Заготовка имеет верхние и нижние скосы на своих торцах, причем на верхнем торце, воспринимающем усилие деформирования от пуансона, имеется участок, перпендикулярный оси симметрии заготовки, который и воспринимает это усилие.
По мере перемещения заготовки за счет деформации сдвига осуществляется поворот скошенных торцов заготовки и они становятся перпендикулярными оси изделия. Окончательное выравнивание верхнего торца заготовки происходит при завершении процесса формообразования.
Заготовка 9 устанавливается таким образом, что ее максимальная по длине образующая совпадает с максимальным радиусом кривизны рабочей поверхности фильеры неподвижной полуматрицы 2.
Рабочее положение частей оправки 3 и 4 фиксируется путем введения замка 12 между ними. При рабочем ходе пуансона 11 усилие деформирования передается на торцевую поверхность трубной заготовки и начинается процесс деформирования заготовки. Заготовка проталкивается в зазор между рабочими поверхностями фильеры полуматриц 1 и 2 и частями оправки 3 и 4. Величина зазора между рабочими поверхностями выполняется традиционной для холодной штамповки величины, равной 1,2S; где: S - толщины исходной заготовки 9. В этом зазоре осуществляем формообразование отвода.
Процесс деформирования заготовки завершается в тот момент, когда нижний торец трубной заготовки выйдет из фильеры полуматриц 1 и 2 и достигает муфты 5. Верхний торец заготовки достигает горизонтальной плоскости, проходящей через центр кривизны оправки и ее передний торец.
Клин 8 удаляется из щек 7, освобождая подвижную полуматрицу 1.
При размыкании полуматриц освобождается оправка с находящейся в ней деталью. Поскольку подвижная полуматрица 1 помещена на ось вращения 6, она имеет возможность откинуться, освобождая деталь вместе с оправкой и давая возможность освободиться составной оправке, позволяя без затруднения извлечь отштампованную деталь.
Настройка устройства на изготовление следующей детали осуществляется достаточно просто. Необходимо лишь установить замок 12 в передний торец составной оправки, повернуть оправку и подвижную полуматрицу 1 до их рабочего положения на оси вращения 6 и зафиксировать их в рабочем положении с помощью клина 8.
Поскольку вращающаяся подвижная полуматрица 1 расположена на уже существующей оси вращения 6 и перемещается между щеками 7, отпадает необходимость в направляющих устройствах и дополнительных фиксаторах.
Клин 8, распирая подвижную полуматрицу 1 относительно щек 7, плотно прижимает подвижную полуматрицу 1 к его неподвижной полуматрице 2 и предотвращает размыкание фильеры с образованием зазора между полуматрицами. Штампованная деталь получается качественной.
Между частями оправки 3 и 4 выполнен расширяющийся зазор, изменяющийся по величине от нуля на оси вращения 6 до своей максимальной величины на переднем торце оправки. В результате этого у рабочих частей оправки имеется возможность после удаления замка 12 переместиться навстречу друг другу и освободить отштампованную деталь для ее удаления из зоны штамповки.
После завершения процесса формообразования детали, при обратном ходе ползуна пресса, вместе с пуансоном 11 удаляется и передний замок 12, фиксирующий оправку в рабочем положении. Части 3 и 4 внутренней оправки освобождаются, смыкаются по зазору, выполненному между ними и дают возможность удалить отштампованную деталь.
Для упрощения раскрытия полуматриц и настройки блока на формообразование последующей детали, внутренняя часть полуматриц помещена на туже ось, что и муфта, охватывающая заднюю часть оправки устройства. Это обеспечивает быструю сборку полуматриц в рабочее положение и увеличивает производительность заявляемого устройства.
Поскольку величина зазора S близка к толщине исходной трубной заготовки, деформирование заготовки при проталкивании осуществляется в гарантированном зазоре, что препятствует образованию гофр на поверхности заготовки и обеспечивает изготовление качественной детали.
Завершение процесса деформирования трубной заготовки осуществляется после того, как заготовка, которая имеет определенную длину в исходном положении, полностью переместилась в зазор между внутренней оправкой и фильерой.
Использование устройства предлагаемой конструкции позволяет упростить конструкцию устройства и в результате времени настройки устройства на изготовление последующей детали повысить производительность устройства.