RU146556U1

RU146556U1 - STAMP FOR OBTAINING SPHERICAL PRODUCTS FROM SHEET Billets

Info

Publication number: RU146556U1
Application number: RU2014121696/02U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Витальевич Панов; Сергей Михайлович Вайцехович; Георгий Георгиевич Кривенко; Виталий Николаевич Петренко; Андрей Андреевич Шитиков
Original assignee: Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш"
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2014-10-10

Abstract

Штамп для получения сферических изделий из листовых заготовок, содержащий верхнее и нижнее основания, сцентрированные друг относительно друга посредством втулок и входящих в них колонок, соосно размещенные на основаниях соответственно верхний и нижний пуансоны, верхний из которых имеет возможность осевого возвратно-поступательного перемещения, отличающийся тем, что он снабжен центрирующим кольцом, предназначенным для размещения в нем подлежащей обработке листовой заготовки, и съемником, установленным с возможностью перемещения посредством привода на колонках, и выполненным с осевым отверстием, посредством которого он надет на нижний пуансон, выполненный со сферическим торцом, при этом центрирующее кольцо размещено на съемнике, верхний пуансон выполнен в виде закрепленной на верхнем основании неподвижной части, торец которой имеет возможность контакта со съемником, и подвижной относительно нее части со сферическим торцом, смонтированной в расточке неподвижной части и оснащенной приводом возвратно-поступательного перемещения, в подвижной части верхнего пуансона выполнена осевая расточка, в которой размещен подпружиненный относительно подвижной части верхнего пуансона прижим, имеющий возможность контакта с заготовкой.A stamp for producing spherical products from sheet blanks containing upper and lower bases, centered relative to each other by means of bushings and columns included in them, coaxially placed on the bases of the upper and lower punches, the upper of which has the possibility of axial reciprocating movement, characterized in that it is equipped with a centering ring designed to accommodate the sheet blank to be processed in it, and a puller installed with the ability to move by means of a drive on the columns, and made with an axial hole, by means of which it is worn on a lower punch made with a spherical end face, while the centering ring is placed on the puller, the upper punch is made in the form of a fixed part fixed on the upper base, the end of which has the ability to contact puller, and the movable relative to it part with a spherical end mounted in the bore of the fixed part and equipped with a reciprocating drive in the movable part of the upper punch and an axial bore in which is situated a spring-loaded relative to the movable portion of the upper punch clamp having a possibility of contact with the workpiece.

Description

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована для получения из листовых заготовок изделий сферической формы, например, полусфер шаробаллонов.The utility model relates to the field of machine tool industry and can be used to obtain spherical products from sheet blanks, for example, hemispheres of balloons.

Известен штамп для получения полых сферических изделий, содержащий верхнюю и нижнюю полуматрицы, при совмещении которых образуется сферическая рабочая полость. В центре полуматриц выполнены отверстия, в которые помещены упоры, имеющие цилиндрическую рабочую поверхность. Упоры выполнены разъемными по диаметральным плоскостям и состоят из нескольких сегментов, охваченных эластичными кольцевыми элементами, например в виде резиновых или пружинных колец. Эластичные кольцевые элементы помещены в кольцевые канавки, выполненные на наружных диаметрах упоров. В исходном положении сегменты цилиндрических упоров сжаты эластичными кольцевыми элементами и образуют радиальные зазоры с центральными отверстиями матриц. В центре каждого из упоров выполнены конические отверстия, расширяющиеся в сторону рабочей полости штампа. В коническом отверстии нижнего упора размещены конические стержни, на торцах, которых, обращенных друг другу, выполнено шиповое соединение. Конические стержни установлены с возможностью осевого перемещения вдоль оси штампа. Между торцами конических стержней расположена сменная прокладка, которая имеет отверстие по форме шипового соединения. Сменная прокладка регулирует положение конических стержней относительно друг друга вдоль оси штампа. Между верхней и нижней полуматрицами размещается заготовка.A known stamp for producing hollow spherical products containing the upper and lower half-matrix, the combination of which forms a spherical working cavity. Holes are made in the center of the semi-matrices, in which stops are placed having a cylindrical working surface. The stops are made detachable along the diametrical planes and consist of several segments covered by elastic ring elements, for example, in the form of rubber or spring rings. Elastic ring elements are placed in annular grooves made on the outer diameters of the stops. In the initial position, the segments of the cylindrical stops are compressed by elastic ring elements and form radial gaps with central holes of the matrices. In the center of each of the stops there are conical openings expanding towards the working cavity of the stamp. In the conical hole of the lower stop there are conical rods, on the ends of which, facing each other, a spike connection is made. The conical rods are mounted for axial movement along the axis of the stamp. Between the ends of the conical rods is a removable gasket, which has a hole in the shape of a spike connection. Replaceable gasket adjusts the position of the conical rods relative to each other along the axis of the stamp. Between the upper and lower half-matrices is a workpiece.

Для извлечения и возврата конических стержней в исходное положение штамп снабжен выталкивателем и рычагом, (см. патент РФ на полезную модель №50889, кл. B21K 1/76, 2006 г.)To extract and return the conical rods to their original position, the stamp is equipped with an ejector and a lever, (see RF patent for utility model No. 50889, class B21K 1/76, 2006)

Анализ конструкции штампа показал, что данная конструкция не обеспечивает точного центрирования заготовки, поэтому имеет место серьезные дефекты в виде несоосности отверстий верхнего и нижнего полушария, так как опорой трубной заготовки является сферическая поверхность нижней полуматрицы, а контакт круговой поверхности торцов заготовки со сферическими поверхностями полуматриц неустойчив.Analysis of the stamp design showed that this design does not provide accurate centering of the workpiece, therefore, serious defects occur in the form of misalignment of the holes of the upper and lower hemispheres, since the support of the pipe workpiece is the spherical surface of the lower half-matrix, and the contact of the circular surface of the ends of the workpiece with the spherical surfaces of the half-matrix is unstable .

Известен штамп, содержащий смонтированный на пуансонодержателе пуансон, прижимное кольцо с прижимными шпильками, установленный на обойме набор вытяжных кольцевых матриц. В проточках боковых поверхностей прижимного кольца и матриц, кроме первой, размещены фиксаторы, свободно перемещающиеся по шпильке до ее бурта. Шпилька закреплена своей головкой в пазах верхней плиты пресса и имеет возможность перемещения только в направлении пазов плиты пресса при переналадках.A stamp is known comprising a punch mounted on a punch holder, a clamping ring with clamping pins, a set of exhaust ring matrices mounted on a clip. In grooves of the lateral surfaces of the clamping ring and the dies, in addition to the first, latches are placed that move freely along the hairpin to its collar. The pin is fixed with its head in the grooves of the upper press plate and has the ability to move only in the direction of the grooves of the press plate during changeovers.

Для проведения штамповки листовую заготовку устанавливают на матрицу, фиксаторы заводят в матрицу, перемещая их по шпильке. При ходе подвижной прижимной траверсы пресса вниз на фланец заготовки осуществляется прижим через прижимы шпильки, прижимное кольцо и кольцевые матрицы. Затем подвижная рабочая траверса пресса перемещает пуансон и заготовка при зажатом фланце деформируется первым переходом, штампуется ее центральная часть при зажатой периферийной части (фланца).For stamping, the sheet blank is mounted on the matrix, the latches are inserted into the matrix, moving them along the hairpin. During the movement of the movable clamping beam of the press down onto the workpiece flange, clamping is performed through the stud clamps, the clamping ring and the ring matrix. Then the movable working crosshead of the press moves the punch and the workpiece with the clamped flange is deformed by the first transition, its central part is stamped with the peripheral part (flange) clamped.

Для осуществления второго перехода штамповки заготовка при сомкнутом штампе головки шпилек отводятся по пазам верхней плиты пресса от штампа, фиксаторы перемещаются на уровень пазов матрицы, шпильки вместе с фиксаторами вводятся в проточку кольцевой матрицы и штамп готов для второго перехода штамповки. Далее последовательность работы на штампе повторяется, только на втором переходе вытяжной матрицей, является кольцевая матрица, а прижимным кольцом - матрица. На последнем переходе в работу включается прижим, матрицей является последнее кольцо в наборе, (см. патент РФ №2018389, кл. B21D 22/20, 1994 г.) - наиболее близкий аналог.To carry out the second stamping transition, the workpiece with the stamp closed, the heads of the studs are removed along the grooves of the upper press plate from the stamp, the clamps are moved to the level of the matrix grooves, the studs together with the clamps are inserted into the groove of the ring matrix and the stamp is ready for the second stamping transition. Further, the sequence of work on the stamp is repeated, only at the second transition, the extraction matrix is the ring matrix, and the compression ring is the matrix. At the last transition, the clamp is turned on, the matrix is the last ring in the set, (see RF patent No. 2018389, class B21D 22/20, 1994) - the closest analogue.

В результате анализа конструкции известного штампа необходимо отметить, что процесс штамповки является многопереходным, что отрицательно сказывается на качестве сферической поверхности, кроме того, данная конструкция не устраняет основной дефект штамповки сферических заготовок - утонение центральной части купола сферической или эллиптической полусферы, так как основная деформация приходится на купол, а торможение материала происходит лишь на меридианах, примыкающих к фланцу. В зоне заготовки, свободной от контакта с прижимным кольцом, возможно гофрообразование.As a result of the analysis of the design of the known stamp, it is necessary to note that the stamping process is multi-transition, which negatively affects the quality of the spherical surface, in addition, this design does not eliminate the main defect in stamping spherical blanks - thinning of the central part of the dome of a spherical or elliptical hemisphere, since the main deformation is to the dome, and the braking of the material occurs only on the meridians adjacent to the flange. In the area of the workpiece, free from contact with the clamping ring, corrugation is possible.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в разработке штампа для получения сферических изделий из листовых заготовок, обеспечивающего получение качественной сферической и сопрягаемой с ней поверхностей за один ход штампа, что также повышает производительность его работы.The technical result of this utility model is to develop a stamp to obtain spherical products from sheet blanks, which provides high-quality spherical and mating surfaces in one stroke of the stamp, which also increases its productivity.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в штампе для получения сферических изделий из листовых заготовок, содержащем верхнее и нижнее основания, на которых соосно размещены соответственно верхний и нижний пуансоны, верхний из которых имеет возможность осевого возвратно-поступательного перемещения, новым является то, что верхний пуансон выполнен из неподвижной части, закрепленной на верхнем основании и подвижной относительно нее части, имеющей сферический торец и смонтированной в расточке неподвижной части и оснащенной приводом возвратно-поступательного перемещения, в подвижной части верхнего пуансона выполнена соевая расточка, в которой размещен прижим, имеющий возможность контакта с заготовкой и подпружиненный относительно подвижной части верхнего пуансона, причем штамп оснащен центрирующим кольцом, предназначенным для размещения в нем подлежащей обработке заготовки, и съемником, установленном с возможностью перемещения посредством привода на колонках, на съемнике выполнено осевое отверстие, которым оно надето на нижний пуансон, имеющий сферический торец, центрирующее кольцо размещено на съемнике, а торец неподвижной части верхнего пуансона имеет возможность контакта со съемником.The specified technical result is ensured by the fact that in the stamp for producing spherical products from sheet blanks containing the upper and lower bases, on which the upper and lower punches are arranged coaxially, the upper of which has the possibility of axial reciprocating movement, new is that the upper the punch is made of a fixed part, mounted on the upper base and movable relative to it, having a spherical end and mounted in the bore of the fixed part and equipped with with a reciprocating drive, a soy bore is made in the movable part of the upper punch, in which a clamp is placed that is able to contact the workpiece and spring-loaded relative to the movable part of the upper punch, and the stamp is equipped with a centering ring designed to accommodate the workpiece to be processed in it, and a puller mounted to move by means of a drive on the columns, an axial hole is made on the puller, with which it is worn on a lower punch having spheres cal end, the centering ring is placed on the stripper plate, and the fixed end portion of the upper punch has a possibility of contact with the stripper plate.

Весьма важным для достижения указанного технического результата является то, что центрирование заготовки и устранение неуправляемого утонения ее толщины обеспечивается созданием на начальной стадии формообразования полусферы оптимального напряженно деформированного состояния для вытяжки листовой заготовки за счет установки ее в центрирующем кольце, предварительной фиксации прижимом и силового контакта между верхнем и нижнем пуансонами через заготовку в зоне начала перегиба донной и боковой поверхностей детали.It is very important to achieve the indicated technical result that the centering of the workpiece and the elimination of uncontrolled thinning of its thickness is ensured by creating at the initial stage of hemisphere shaping the optimal stress-strain state for drawing the sheet stock by installing it in the centering ring, preliminary clamping and force contact between the upper and lower punches through the workpiece in the zone of the beginning of the bend of the bottom and side surfaces of the part.

Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed utility model is illustrated by graphic materials on which:

- на фиг. 1 - штамп, пуансоны которого находятся в исходном положении;- in FIG. 1 - stamp, punches which are in the initial position;

- на фиг. 2 - штамп в положении поджима заготовки прижимом;- in FIG. 2 - stamp in the position of pressing the workpiece with a clamp;

- на фиг. 3 - штамп в положении зажима периферийной части заготовки между верхним пуансоном и съемником.- in FIG. 3 - stamp in the clamping position of the peripheral part of the workpiece between the upper punch and the puller.

- на фиг. 4 - штамп, пуансоны которого находятся в конечном положении.- in FIG. 4 - stamp, punches which are in the final position.

Штамп для получения сферических изделий из листовых заготовок состоит из верхнего 1 и нижнего 2 оснований, сцентрированных друг относительно друга посредством направляющих втулок 3, размещенных на верхнем основании 1 и входящих во втулки и размещенных на нижнем основании колонок 4.The stamp for obtaining spherical products from sheet blanks consists of upper 1 and lower 2 bases, centered relative to each other by means of guide bushings 3, located on the upper base 1 and included in the bushings and placed on the lower base of the columns 4.

На верхнем основании 1 размещен верхний пуансон, состоящий из двух частей: подвижной - 5, в которой с возможностью перемещения установлен прижим 6, и неподвижной части 7, прикрепленной к основанию 1. Подвижная часть 5 пуансона смонтирована с возможностью перемещения посредством привода в осевой расточке неподвижной части 7, на которой имеется осевая расточка для формирования цилиндрической стенки заготовки. Торцы подвижного пуансона 5 и прижима 6 имеют сферическую форму. Прижим подпружинен относительно подвижной части 5 пружиной 8.On the upper base 1 there is an upper punch consisting of two parts: movable - 5, in which the clamp 6 is mounted with the ability to move, and the fixed part 7 attached to the base 1. The movable part 5 of the punch is mounted to be movable by means of a drive in the axial bore part 7, on which there is an axial bore to form a cylindrical wall of the workpiece. The ends of the movable punch 5 and clamp 6 have a spherical shape. The clip is spring loaded relative to the movable part 5 by a spring 8.

Верхнее основание имеет возможность перемещения относительно нижнего.The upper base has the ability to move relative to the lower.

На нижнем основании 2 установлен нижний пуансон 9, имеющий сферический рабочий торец и цилиндрическую образующую.On the lower base 2, a lower punch 9 is installed, having a spherical working end and a cylindrical generatrix.

Штамп оснащен центрирующим кольцом 10, установленным на съемнике 11. Съемник 11 центрируется колонками 4 и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения посредством привода, включающего толкатели 12, на которые опирается съемник 11, толкатели 12 установлены на опоре 13, связанной с приводными толкателями 14. На съемнике выполнено осевое отверстие, которым съемник одет на нижний пуансон 9 с возможностью перемещения относительно него.The stamp is equipped with a centering ring 10 mounted on the puller 11. The puller 11 is centered by the columns 4 and has a reciprocating movement by means of a drive including pushers 12, on which the puller 11 rests, the pushers 12 are mounted on a support 13 connected to the drive pushers 14. On the puller made an axial hole with which the puller is dressed on the lower punch 9 with the possibility of movement relative to it.

Подвижная часть 5 верхнего пуансона 7 оснащена приводом ее перемещения, включающим толкатели 15.The movable part 5 of the upper punch 7 is equipped with a drive for its movement, including pushers 15.

На неподвижной части верхнего пуансона 7 имеется прижимная поверхность «А», а на съемнике 11 - ответная ее прижимная поверхность «Б», составляющие с горизонтальной плоскостью угол «α».On the fixed part of the upper punch 7 there is a clamping surface “A”, and on the puller 11 there is a reciprocal clamping surface “B”, which make an angle “α” with the horizontal plane.

Плоская листовая заготовка обозначена позицией 16. Деталь с отформованной на ней полусферой обозначена позицией 17.A flat sheet blank is indicated at 16. A part with a hemisphere formed on it is indicated at 17.

В верхнем пуансоне имеются каналы «В, Г, Д», предназначенные для нагнетания через них в подвижный верхний пуансон сжатого воздуха с целью удаления отформованной полой заготовки 17, в случае ее залипания на верхней половине штампа.In the upper punch there are channels "B, G, D", designed for injection through them into the movable upper punch of compressed air in order to remove the molded hollow billet 17, in case of sticking on the upper half of the stamp.

На нижнем пуансоне 9 имеется канал «Е», предназначенный для устранения воздушной подушки, образующейся при формообразовании сферической поверхности.On the lower punch 9 there is a channel "E", designed to eliminate the air cushion formed during the formation of a spherical surface.

Штамп работает следующим образом.The stamp works as follows.

Штамп устанавливают на пресс.The stamp is mounted on the press.

Нижнее основание штампа устанавливают на неподвижной плите, а его верхняя часть имеет возможность взаимодействия с ползуном пресса.The lower base of the stamp is mounted on a fixed plate, and its upper part is able to interact with the press slider.

В исходном положении штампа верхний и нижний пуансон находятся в положении, показанном на фиг. 1.In the initial position of the stamp, the upper and lower punch are in the position shown in FIG. one.

Листовую круглую заготовку 16 протирают смазкой и размещают в центрирующем кольце 10, находящемся вместе со съемником в исходном (верхнем) положении.Sheet round billet 16 is wiped with grease and placed in a centering ring 10, which is with the puller in its original (upper) position.

Включают привод перемещения ползуна пресса, который перемещает верхнее основание 1 штампа до соприкосновения прижима 6 с заготовкой 16 (фиг. 2). При этом посредством упругого элемента 8 прижим 6 контактирует с заготовкой 16 с давлением равным примерно 1/3 предела текучести материала заготовки.Turn on the drive to move the press slider, which moves the upper base 1 of the stamp until the clip 6 contacts the workpiece 16 (Fig. 2). In this case, by means of the elastic element 8, the clamp 6 is in contact with the workpiece 16 with a pressure equal to approximately 1/3 of the yield strength of the workpiece material.

При дальнейшем перемещении основания 1 вниз прижимная поверхность "А" пуансона 7 контактирует с заготовкой 16 и прижимает ее к прижимной поверхности "Б" съемника 11 (фиг. 3). Заготовка зафиксирована и подготовлена к формообразованию.With further movement of the base 1 down, the pressing surface "A" of the punch 7 is in contact with the workpiece 16 and presses it against the pressing surface "B" of the puller 11 (Fig. 3). The workpiece is fixed and prepared for shaping.

Включают привод перемещения толкателей 15, и рабочий ход верхнего основания, в результате чего перемещается подвижная часть 5 пуансона, в результате чего между его сферическим торцом и торцом нижнего пуансона, формируется сферическая поверхность заготовки, а в процессе перемещения части 7 верхнего пуансона относительно нижнего пуансона формуется цилиндрическая часть плоской заготовки. При этом съемник 11 вместе с частью 7 верхнего пуансона перемещается вниз (в плоскости чертежа). Конечное положение частей 5 и 7 подвижного пуансона, и съемника 11 показано на фиг. 4.The drive of the movement of the pushers 15 and the stroke of the upper base are turned on, as a result of which the movable part 5 of the punch moves, as a result of which a spherical surface of the workpiece is formed between its spherical end face and the end of the lower punch, and during the movement of part 7 of the upper punch relative to the lower punch cylindrical part of a flat workpiece. In this case, the puller 11 together with part 7 of the upper punch moves down (in the plane of the drawing). The final position of parts 5 and 7 of the movable punch and puller 11 is shown in FIG. four.

Таким образом, сферические торцы подвижной части 5 верхнего пуансона и нижнего пуансона 9 формируют донную сферическую поверхность изделия 17, а цилиндрическая образующая нижнего пуансона и поверхность цилиндрической расточки части 7 подвижного пуансона формируют боковую стенку изделия.Thus, the spherical ends of the movable part 5 of the upper punch and the lower punch 9 form the bottom spherical surface of the product 17, and the cylindrical generatrix of the lower punch and the surface of the cylindrical bore of the part 7 of the movable punch form the side wall of the product.

Центрирующее кольцо 10 не позволяет заготовке смещаться, в каком либо направлении при ее зажиме.The centering ring 10 does not allow the workpiece to move in any direction when it is clamped.

По окончании операции вытяжки реверсируют перемещение верхнего пуансона (частей 5 и 6) и включают на подъем съемник 11, в результате чего толкатели 12 поднимают съемник 11 с изделием 17, которое снимают со съемника.At the end of the operation, the hoods reverse the movement of the upper punch (parts 5 and 6) and turn on the puller 11, as a result of which the pushers 12 raise the puller 11 with the product 17, which is removed from the puller.

В случае залипапия отформованного изделия 17 на верхнем пуансоне, включают подачу через каналы «В, Г и Д сжатого воздуха, который, воздействуя на отформованное изделие 17, удаляет его с верхнего пуансона.In the case of sticking of the molded product 17 on the upper punch, include the supply through the channels "B, D and D of compressed air, which, acting on the molded product 17, removes it from the upper punch.

Представленное техническое решение конструктивно просто и надежно в работе, обеспечивает за один цикл работы штампа формообразование цилиндрической и сферической поверхностей.The presented technical solution is structurally simple and reliable in operation, provides for the formation of cylindrical and spherical surfaces in one cycle of the stamp.

Штамп может быть использован для вытяжки широкой гаммы полых заготовок практически па всех типах прессового оборудования.The stamp can be used to draw a wide range of hollow billets on almost all types of press equipment.

Claims

A stamp for producing spherical products from sheet blanks containing upper and lower bases, centered relative to each other by means of bushings and columns included in them, coaxially placed on the bases of the upper and lower punches, the upper of which has the possibility of axial reciprocating movement, characterized in that it is equipped with a centering ring designed to accommodate the sheet blank to be processed in it, and a puller installed with the ability to move by means of a drive on the columns, and made with an axial hole, by means of which it is worn on a lower punch made with a spherical end face, while the centering ring is placed on the puller, the upper punch is made in the form of a fixed part fixed on the upper base, the end of which has the ability to contact puller, and the movable part relative to it with a spherical end mounted in the bore of the fixed part and equipped with a reciprocating drive, in the moving part of the upper punch An axial bore is made, in which a clamp is placed, which is spring-loaded relative to the movable part of the upper punch, and which has the possibility of contact with the workpiece.