УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ
DEVICE FOR MAGNETIC-PULSE PUNCHING

Изобретение относится к обработке металлов давлением листовых материалов по схемам «плоская штамповка» и цилиндрических оболочек по схеме «обжим» или «раздача» электродинамическим воздействием устройства магнитно-импульсной установки.
Известен электромагнитный пресс (патент №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 расположенных обмоток 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 электромагнитного пресса является возможность выполнять операции только вырубки или пробивки в листовых материалах, что связано с малой величиной рабочего хода пуансона.
Известно устройство для магнитно-импульсной штамповки, принятое за прототип, (патент №1476709, МПК B21D 26/14, опубликовано 15.06.1994 г. БИ №11, 1994 г.), которое содержит установленные соосно и жестко связанные между собой нижнюю и верхнюю плиты, смонтированную на нижней плите матрицу с формообразующим и фланцевым участками, размещенные на верхней плите со стороны матрицы исполнительный динамический механизм и пуансон, связанный с нижней плитой посредством упругих элементов, в котором с целью расширения технологических возможностей, исполнительный динамический механизм выполнен в виде набора пакетов из электроизолированных пластин, размещенных параллельно поверхности фланцевого участка матрицы и соединенных последовательно между собой посредством шарниров, при этом пакеты соединены между собой посредством электропроводящих перемычек, а число пакетов четное, причем благодаря увеличению рабочего хода пуансона, помимо операции вырубки или пробивки имеется возможность проводить операцию вытяжки или формовки.
Недостатком устройства является возможность формоизменения только одной заготовки, а также недостаточность рабочего хода для выполнения операций обжима или раздачи, глубокой вытяжки.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей устройства для магнитно-импульсной штамповки как листовых материалов по схеме «плоская штамповка», так и осесимметричных оболочек по схеме «обжим» или «раздача», а также повышение производительности.
Для решения задачи предлагается устройство для магнитно-импульсной штамповки, 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, в котором нижняя и верхняя плиты связаны между собой стойками, на стойках между плитами установлена с возможностью перемещения вдоль стоек подпружиненная нижняя промежуточная плита, с установленными на ее базовой плоскости со стороны нижней плиты пуансонодержателем с пуансоном, а на противоположной стороне прокладки из неэлектропроводного материала и корпуса из магнитомягкого металла с расположенным внутри корпуса исполнительным динамическим механизмом, на верхней плите закреплена вторая матрица, далее на стойках расположена верхняя промежуточная плита с возможностью перемещения вдоль стоек, которая связана тягами с нижней промежуточной плитой, на основной базовой поверхности верхней промежуточной плиты закреплен пуансонодержатель и второй пуансон, кроме того в устройстве на нижней плите установлены упоры.
На фиг. 1 показано устройство в исходном положении, на фиг. 2 устройство в рабочем положении.
Устройство фиг. 1 и фиг. 2 состоит из нижней плиты 1, на которой установлена матрица 2 с направляющими планками 3 и съемником 4, пружины 5, пуансона 6, пуансонодержателя 7, винтов 8, которые закрепляют пуансонодержатель 7 на промежуточной плите 9, на боковых плоскостях плиты 9 установлены оси 10, а также прокладка 11, которая контактирует с исполнительным динамическим механизмом 12, корпуса 13, стоек 14, опорной плиты 15, которая закреплена на верхней плите 18 винтами 17. Верхняя плита 18 винтами 19 зафиксирована на стойках 14. На верхней плите 18 установлена вторая матрица 20. Над верхней плитой 18 расположена с возможностью перемещения вдоль стоек 14 верхняя промежуточная плита 23, на которой закреплен винтами 21 пуансонодержатель 22 с пуансоном 24. Нижнюю промежуточную плиту 9 с верхней промежуточной плитой 23 связывают тяги 16.
Устройство в исходном положении показано на фиг. 1. В полости корпуса 13 закреплен исполнительный динамический механизм, выполненный в виде набора пакетов из электроизолированного проводника прямоугольного поперечного сечения из высоко электропроводного металла, выполненного по форме плоской пружины с четным числом пакетов параллельных плоскости плит 9 и 15. Под действием пружин 5 нижняя промежуточная плита 9 и верхняя промежуточная плита 23 с размещенными на них пуансонами 6 и 24 зафиксированы на требуемом расстоянии относительно нижней 1 и верхней 18 плитами. На матрицы 2 и 20 укладываются, например листовые заготовки или цилиндрические оболочки, а затем производят разряд генератора импульсных токов.
Устройство (фиг. 2) работает следующим образом. Во время прохождения разряда, импульсного тока через исполнительный динамический механизм 12, возникает электромеханическая сила, отталкивающая плоские участки пакетов. В результате этого увеличивается просвет между пакетами и их воздействие через прокладку 11 на нижнюю промежуточную плиту 9. Происходит перемещение нижней промежуточной плиты 9 к нижней плите 1 и пуансон 6, закрепленный в пуансонодержателе 7, воздействуя на заготовку, установленную на матрице 2, осуществляет, например, операцию вырубки или пробивки. При перемещении нижней промежуточной плиты 9 тяги 16 воздействуют на верхнюю промежуточную плиту 23, с закрепленными на ней пуансонодержателем 22 и пуансоном 24. Пуансон 24 контактируя с заготовкой, установленной на второй матрице 20, производит, например, операцию обжим.
В предлагаемом устройстве технологический ход пуансонов обеспечивается не только энергией разряда магнитно-импульсной установки, но и числом пакетов исполнительного динамического механизма 12. С увеличением числа пакетов возрастает технологический ход пуансонов за счет суммирования просвета между пакетами при отталкивании их плоских участков друг от друга. Это позволяет осуществлять такие формоизменяющие операции, как гибку, формовку, вытяжку, обжим и раздачу.
Таким образом за один разряд генератора импульсных токов одновременно получают две детали, причем имеется возможность использовать одновременно как листовую заготовку, так и цилиндрическую оболочку.