УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ

Техническое решение относится к обработке металлов давлением листовых материалов любой электропроводности по схемам «плоская штамповка» и цилиндрических оболочек по схеме «обжим» или «раздача» электродинамическим воздействием устройства магнитно-импульсной установки.
8
Известно устройство для магнитно-импульсной штамповки (патент РФ №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.
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, 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 подпружиненной нижней промежуточной плитой, и расположенный в корпусе исполнительный динамический механизм в виде набора из четного количества пакетов электроизолированных пластин из электропроводного металла, размещенных параллельно рабочей поверхности матрицы, при этом оно снабжено двуплечими рычагами, закрепленными на осях, установленных на подпружиненной нижней промежуточной плите и на тягах, и упорами, закрепленными на нижней плите в контакте с упомянутыми двуплечими рычагами, а исполнительный динамический механизм зафиксирован на верхней плите.
На фиг. 1 показано устройство в исходном положении.
На фиг. 2 - 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 верхнюю плиту 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, прокладка 17. Между подпружиненной нижней промежуточной плитой 6 и нижней плитой 1 на нижней ступени стойки 3 установлены пружины 18. На верхней плите 5 винтами 19 зафиксирована опорная плита 20, и исполнительный динамический механизм 21, матрица 22, например, для обжима. На верхней промежуточной плите 2 винтами 23 закреплен пуансонодержатель 24 и пуансон 25. Исполнительный динамический механизм 21 расположен в корпусе 26 (фиг. 2).
Устройство для магнитно-импульсной штамповки работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 1 и фиг. 2) под действием пружин 18, расположенных 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, например, для вырубки укладывают листовой материал, а в матрицу 22, например, для обжима, трубную заготовку, при этом двуплечие рычаги 11 имеют заданное соотношение плеч, позволяющее обеспечить требуемое рабочее перемещение верхней промежуточной плиты 2 при их повороте вокруг оси 10. При разряде генератора импульсных токов магнитно-импульсной установки (не показан) через исполнительный динамический механизм 21, расположенный в корпусе 26, и выполненный в виде набора пакетов из электроизолированных пластин, размещенных параллельно поверхности опорных плит 20 и прокладки 17 и соединенных последовательно между собой посредством шарниров из электропроводных перемычек, возникает электродинамическая сила отталкивания электродинамических пластин друг от друга, что приводит к перемещению прокладки 17 вниз вместе с подпружиненной нижней промежуточной плитой 6. В результате пуансон 16 производит вырубку детали в матрице 14. 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, при этом упоры 13 закрепляют винтами 12 на нижней плите 1. Прокладка 17 выполнена из неметаллического материала, для дополнительной изоляции от магнитного поля и электрического тока. Верхнюю плиту 5 фиксируют на стойках 3 винтами 4. На верхней плите 5 винтами 19 фиксируют опорную плиту 20 и исполнительный динамический механизм 21. Подпружиненная нижняя промежуточная плита 6 и верхняя промежуточная плита 2 связаны тягами 7 посредством осей 8 и 9. В результате поворота двуплечих рычагов 11 происходит перемещение тяг 7 вниз (фиг. 3) и верхней промежуточной плиты 2 с закрепленным на ней винтами 23 пуансонодержателя 24 с пуансоном 25. При этом благодаря двуплечим рычагам 11 рабочий ход нижнего инструмента зависит от электродинамической силы отталкивания электродинамических пластин исполнительного динамического механизма 21 друг от друга, а рабочий ход верхнего инструмента будет больше на величину соотношения плеч двуплечих рычагов 11. Пуансон 25 контактирует с трубной заготовкой и осуществляет операцию обжим. Таким образом, за один разряд генератора импульсных токов выполняют одновременно две операции. 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 стойки 3 и съем пуансонодержателя 15 с пуансоном 16 с листового материала, а в результате поворота двуплечих рычагов 11, тяги 7 устанавливают верхнюю промежуточную плиту 2 в исходное положение (фиг. 1).
За счет переналадки устройства имеется возможность путем установки двуплечих рычагов 11 с различным соотношением плеч, регулировать рабочее перемещение верхней промежуточной плиты 2 и обеспечение требуемых силовых параметров штамповки при фиксированных значениях мощности разряда магнитно-импульсной установки.
Преимуществом устройства является расширение технологических возможностей устройства для магнитно-импульсной штамповки за счет использования двуплечих рычагов с различным соотношением плеч и, следовательно, обеспечивающими разный технологический ход инструмента.