ШТАМП ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ЗАКАЛКОЙ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА

Заявляемая полезная модель относится к области обработки металлов под давлением с одновременной их закалкой в штампе.
Известен штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла (Авторское свидетельство №1340865 опубликовано 30.09.1987), содержащий соосно установленные полые пуансон и матрицу с отверстиями, выходящими на их рабочие поверхности, а также трубопроводы подвода охлаждающей жидкости, сообщенные с полостями пуансона и матрицы. Штамп снабжен соединенным с трубопроводами для подвода охлаждающей жидкости коллектором, охватывающим пуансон и матрицу в зоне их смыкания и выполнен с отверстиями, равномерно расположенными по его контуру напротив упомянутой зоны смыкания.
Основными недостатками известного штампа являются низкая технологичность, низкое качество штамповки, низкие функциональные возможности.
Наиболее близким к заявляемому решению, является штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового материала (Авторское свидетельство №935166 опубликовано 15.06.1982), содержащий пуансон и Матрицу в виде полых корпусов с отверстиями для подачи охлаждающей жидкости на их рабочие поверхности и трубопроводы подачи охлаждающей жидкости в полости пуансона и матрицы. Полость матрицы разделена перемычками на камеры равного объема, которые соединены с трубопроводом патрубками равного поперечного сечения, а пуансон снабжен телескопическими трубками, вертикально установленными в его полости над отверстиями, и связан с трубопроводом входной трубой с поперечным сечением, равным поперечному сечению патрубка.
Основными недостатками известного технического решения также являются низкая технологичность, низкое качество штамповки, низкие функциональные возможности.
Целью заявляемой полезной модели является устранение перечисленных недостатков для достижения таких технических результатов, как повышение технологичности, повышение качества штамповки, расширение функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается следующим образом: штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла, содержащий соосно установленные пуансон и матрицу с полостями, выходящими на их рабочие поверхности, а также трубопроводы подвода охлаждающей жидкости, сообщенные с этими полостями пуансона и матрицы, где полости пуансона и матрицы выполнены в виде радиальнонаправленных каналов, расширяющихся от центра к периферии и отделенных друг от друга прямыми лучеобразными перегородками, являющимися рабочей поверхностью матрицы и пуансона.
Штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла в частности может характеризоваться тем, что радиальнонаправленные каналы равномерно распределены по поверхностям матрицы и пуансона.
Штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла в частности может характеризоваться тем, что радиальнонаправленные каналы дополнительно оснащены клинообразными элементами, увеличивающими площадь рабочей поверхности пуансона и матрицы.
Штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла в частности может характеризоваться тем, что между пуансоном и обрабатываемой деталью установлен экран, изолирующий контакт обрабатываемой детали с охлаждающей жидкостью, что обеспечивает различную степень ее закалки по поверхности.
Штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла в частности может характеризоваться тем, что между матрицей и обрабатываемой деталью установлен экран, изолирующий контакт обрабатываемой детали с охлаждающей жидкостью, что обеспечивает различную степень ее закалки по поверхности.
На Фиг. 1 представлен общий вид штампа, на Фиг. 2 изображен пуансон, на Фиг. 3 изображена матрица, где цифрами обозначены:
1. Пресс.
2. Пуансон.
3. Матрица.
4. Диск.
5. Трубопровод
6. Трубопровод
7. Патрубок
8. Прямые лучеобразные перегородки
9. Радиальные каналы.
10. Клинообразные элементы.
11. Экран пуансона.
12. Экран матрицы.
Представленный на фигурах штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла устроен следующим образом.
На пресс 1 устанавливается матрица 3 и пуансон 2 с диском 4. Подача охлаждающей жидкости на пуансон происходит через трубопровод 5, подача охлаждающей жидкости на матрицу происходит через трубопровод 6, слив охлаждающей жидкости происходит через патрубок 7. Пуансон 2 и матрица 3 содержат радиальные каналы 9, прямые лучеобразные перегородки 8 и клинообразные элементы 10. Пуансон 2 содержит экран пуансона 11, матрица 3 содержит экран матрицы 12.
Представленный на фигурах штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла действует следующим образом.
Нагретая до температуры выше закалочной на 50-100°C, обрабатываемая деталь (на фиг. не показана), помещается на матрицу 3 и прижимается сверху пуансоном 2. Сразу после формообразования изделия, представляющего собой диск 4, происходит подача охлаждающей жидкости на пуансон через трубопровод 5 и подача охлаждающей жидкости на матрицу через трубопровод 6, отработанная охлаждающая жидкость через патрубок 7 выводится из штампа в ванну (на фиг. не показана). Финальная твердость диска 4 может задаваться расходом охлаждающей жидкости и прикладываемым давлением.
Охлаждающая жидкость в матрице 3 и пуансоне 2 омывает диск 4 по специальным радиальным каналам 9, расширяющимися от центра к периферии, либо распределенными равномерно, и разделенными друг от друга прямыми лучеобразными перегородками 8. Радиальные каналы 9, могут быть дополнительно оснащены клинообразными элементами 10, что позволяет увеличить площадь рабочей поверхности пуансона и матрицы, что в свою очередь повышает качество формообразования изделия. Кроме того, с целью получения твердости на периферии диска 4 выше, чем в центре, возможно ограничение контакта охлаждающей жидкости и центра обрабатываемой детали при помощи экрана пуансона 11 и экрана матрицы 12. Коробление обрабатываемой детали исключается, поскольку закалка диска 4 происходит в заневоленном состоянии. Таким образом, за один нагрев, получаем диск 4 по геометрии высокой точности и необходимой для технологических нужд твердостью.
Применение матрицы и пуансона с радиальными канальцами, отделенными друг от друга, а также возможность использования экранов, позволяет достичь заявляемый технический результат, а именно повышение технологичности, повышение качества штамповки, расширение функциональных возможностей.
Промышленная применимость.
Заявляемый штамп для формообразования с одновременной закалкой изделий из листового металла может быть с успехом применен в металлообработке, позволяет эффективно и просто достигать высокого качества обрабатываемых изделий.