RU2043808C1

RU2043808C1 - Die set for end forming of parts from hollow blanks

Info

Publication number: RU2043808C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Мацнев; М.В. Липгарт
Original assignee: Научно-исследовательский институт авиационной технологии и организации производства
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: material forming. SUBSTANCE: die set includes a punch with a tip in the form of a collet chuck with slots and a die. The die set is provided by a guiding clamp in the form of a sleeve, having slots and arranged of the collet chuck with a shift relative to its slots, the sleeve, rigidly connected with the punch, has a lateral surface, extending outside of an end of the collet chuck and being equidistant relative to a cylindrical portion of the die surface. EFFECT: increased factor of material using due to reduced technological allowance values. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, где требуется изготавливать сферические и эллиптические днища и заготовки шарбаллонов. The invention relates to the processing of metals by pressure, namely to sheet stamping, and can be used in various industries, where it is required to produce spherical and elliptical bottoms and blanks of balloons.

Известен штамп для торцовой формовки полых тонкостенных деталей [1] содержащий пуансон и соосно установленную с ним матрицу. Пуансон имеет жестко связанный с ним направляющий элемент, выступающий за рабочий торец пуансона и имеющий боковую поверхность, эквидистантную поверхности матрицы, за счет чего обеспечивается получение тонких сферических днищ и сокращение технологических припусков по сравнению с вытяжными штампами. Known stamp for mechanical molding of hollow thin-walled parts [1] containing a punch and a matrix aligned therewith. The punch has a guide element that is rigidly connected with it and protrudes beyond the working end of the punch and has a side surface that is equidistant to the surface of the matrix, which ensures thin spherical bottoms and reduction of technological allowances compared to exhaust dies.

Недостатком данного технического решения является невозможность получения разновысоких полусфер в одном штампе и эллиптических днищ. The disadvantage of this technical solution is the impossibility of obtaining differently high hemispheres in one stamp and elliptical bottoms.

Известен также штамп для торцовой штамповки трубных заготовок, [2] содержащий пуансон с наконечником в виде цанги и установленную соосно с ним матрицу, в котором цанговый наконечник выполнен со сквозными прорезями на боковой поверхности, выходящими на рабочий торец, что позволяет в процессе калибровки и редуцирования труб входить в сужающуюся часть матрицы. Also known is a stamp for face stamping of pipe billets, [2] containing a punch with a tip in the form of a collet and a matrix installed coaxially with it, in which the collet tip is made with through slots on the side surface facing the working end, which allows during calibration and reduction pipes enter the tapering part of the matrix.

Недостатком известного штампа является невозможность формообразования тонких сферических и эллиптических днищ из-за ранней потери устойчивости заготовки в местах соприкосновения с рабочей поверхностью цангового наконечника. A disadvantage of the known stamp is the impossibility of forming thin spherical and elliptical bottoms due to the early loss of stability of the workpiece in places of contact with the working surface of the collet tip.

Целью технического решения является получение тонких сферических днищ, преимущественно из пластичных материалов например алюминиевых сплавов, а также повышение коэффициента использования материала при одновременном сокращении необходимых технических средств. The purpose of the technical solution is to obtain thin spherical bottoms, mainly from plastic materials such as aluminum alloys, as well as increasing the utilization of the material while reducing the necessary technical means.

Это достигается тем, что в штампе для торцовой формовки деталей из полых заготовок, содержащем подвижную плиту, несущую пуансон с наконечником в виде цанги и установленную соосно с ним матрицу, в котором цанговый наконечник выполнен со сквозными прорезями на боковой поверхности, выходящими на рабочий торец, согласно изобретению снабжен направляющим прижимом в виде втулки с прорезями, установленной внутри цанги, со смещением относительно прорези, жестко связанной с пуансоном, и выполненной с боковой поверхностью, выступающей за торец цанги и эквидистантной цилиндрической части поверхности матрицы. This is achieved by the fact that in the die for face molding of parts from hollow billets containing a movable plate carrying a punch with a tip in the form of a collet and a matrix installed coaxially with it, in which the collet tip is made with through cuts on the side surface facing the working end, according to the invention is equipped with a guide clip in the form of a sleeve with slots mounted inside the collet, offset relative to the slot rigidly connected to the punch, and made with a side surface protruding beyond the end of the collet gi and the equidistant cylindrical part of the matrix surface.

Кроме того, с целью обеспечения получения днищ высотой меньшей чем полусфера, прорези выполнены с шагом t=

B+B, где D наибольший диаметр матрицы; d диаметр матрицы на уровне наименьшей высоты детали, В ширина лепестка), обеспечивающим образование лепестков шириной В=3-5S (S толщина цангового наконечника).In addition, in order to ensure obtaining bottoms with a height of less than a hemisphere, the slots are made with a step t =

B + B, where D is the largest diameter of the matrix; d the diameter of the matrix at the level of the smallest height of the part, B is the width of the petal), providing the formation of petals with a width of B = 3-5S (S is the thickness of the collet tip).

На фиг. 1 показан общий вид штампа в разрезе (слева от оси симметрии показан штамп в исходном положении, справа положение штампа в конечный момент формообразования); на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a General view of the stamp in section (to the left of the axis of symmetry the stamp is shown in the initial position, the position of the stamp at the final moment of shaping to the right) in FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. 1.

Штамп состоит из пуансона 1, жестко связанного с цанговым наконечником 2, имеющего на боковой поверхности сквозные выходящие на рабочий торец прорези, матрицы 3, направляющего прижима 4 в виде втулки с прорезями, установленной внутри цангового наконечника со смещением относительно прорезей, жестко связанной с пуансоном с помощью винта 6 и выполненной с боковой поверхностью, выступающей за торец цанги и эквидистантной цилиндрической части поверхности матрицы. Прорези на цанговом наконечнике выполнены с шагом t

В+B, а ширина лепестка, образованного прорезями, должна быть в пределах В= 3-5S.The stamp consists of a punch 1, rigidly connected to the collet tip 2, having on the lateral surface through slots extending to the working end, a matrix 3, a guide clip 4 in the form of a sleeve with slots mounted inside the collet tip with an offset relative to the slots, rigidly connected with the punch with using a screw 6 and made with a lateral surface protruding beyond the end of the collet and the equidistant cylindrical part of the matrix surface. Slots on the collet tip are made in increments of t

B + B, and the width of the petal formed by the slots should be within B = 3-5S.

В случае, если ширину лепестка брать менее 3S, уменьшается стойкость цанги, а более 5S уменьшается стойкость матрицы. Прорези направляющего прижима выполнены такими же, как и на цанговом наконечнике путем фрезерования с одного установа. Цанговый наконечник и направляющий прижим выполнены из стали, обладающей пружинистыми свойствами в закаленном состоянии. If the width of the petal is taken less than 3S, the resistance of the collet decreases, and more than 5S the resistance of the matrix decreases. The slots of the guide clip are made the same as on the collet tip by milling from one installation. The collet tip and guide clip are made of steel having springy properties in a hardened state.

Выбор шага прорезей проводили экспериментальным путем. Эксперименты проводились при формообразовании сферических деталей с R=60 мм, толщина заготовки и толщина цангового наконечника равны 2 мм, радиус матрицы на уровне наибольшей высоты 60 мм, на уровне наименьшей 50 мм. Результаты приведены в таблице. The choice of the step of the slots was carried out experimentally. The experiments were carried out during the shaping of spherical parts with R = 60 mm, the thickness of the workpiece and the thickness of the collet tip are 2 mm, the radius of the matrix at the highest height is 60 mm, at the lowest is 50 mm. The results are shown in the table.

При проведении предварительных экспериментов установлена оптимальная величина прорезей 0,5-1,0 мм. При выполнении прорезей шириной менее 0,5 мм резко возрастает стоимость работ. When conducting preliminary experiments, the optimal value of the slots is 0.5-1.0 mm. When making slots with a width of less than 0.5 mm, the cost of work increases sharply.

При использовании прорезей шириной более 1,0 мм наблюдалась недоформовка деталей из-за невозможности перемещения лепестков относительно друг друга в процессе формообразования. When using slots with a width of more than 1.0 mm, under-shaping of the parts was observed due to the impossibility of moving the petals relative to each other during shaping.

Зависимость определения шага прорези цангового наконечника определена исходя из анализа экспериментальных данных по ширине лепестка и геометрических соотношений матрицы и полученных деталей, поскольку предшествующие знания не позволяют этого сделать расчетным путем. The dependence of determining the step of the slot of the collet tip is determined based on the analysis of experimental data on the width of the lobe and the geometric relationships of the matrix and the details obtained, since previous knowledge does not allow this to be done by calculation.

Штамп работает следующим образом. В заходную часть матрицы 3 устанавливается предварительно отштампованная заготовка 7 в виде чашки. Затем пуансон 1 вместе с цанговым наконечником 2 и направляющим прижимом 4 опускается до соприкосновения рабочего торца цангового наконечника с торцом заготовки. При дальнейшем опускании пуансона цанговым наконечником сжимается до тех пор, пока цилиндрическая заготовка не выложится по форме эллиптической или сферической матрицы. При этом направляющий прижим постоянно подпирает своей боковой поверхностью, выступающей за торец цанги, верхнюю часть детали, где начинается складкообразование, исключает тем самым потерю устойчивости заготовки и калибрует верхнюю кромку детали, к которой предъявляются высокие требования по геометрии (по эллипсности и толщине кромки) для последующей сварки. При обратном ходе пуансона шаговый наконечник и направляющий прижим разгружают заготовку, при этом принимают свою прежнюю цилиндрическую форму. Деталь 8 извлекается из матрицы с помощью выталкивателя 5. The stamp works as follows. A pre-stamped blank 7 in the form of a cup is installed in the inlet part of the matrix 3. Then the punch 1 together with the collet tip 2 and the guide clip 4 is lowered until the working end of the collet tip comes into contact with the end face of the workpiece. With further lowering of the punch, the collet tip is compressed until the cylindrical workpiece is laid out in the shape of an elliptical or spherical matrix. In this case, the guiding clamp constantly props up with its lateral surface protruding beyond the end of the collet, the upper part of the part where folding begins, thereby eliminating the loss of stability of the workpiece and calibrates the upper edge of the part, which has high geometry requirements (ellipse and edge thickness) for subsequent welding. During the reverse stroke of the punch, the stepping tip and the guiding clamp unload the workpiece, while taking their former cylindrical shape. Part 8 is removed from the matrix using the ejector 5.

Предлагаемый штамп в сравнении с базовым объектом, являющимся одновременно прототипом, позволяет получать на одном штампе (со сменными цангами и направляющими прижимами) высокоточные разновысокие сферические и эллиптические детали, существенно повысить коэффициент использования материала за счет сокращения технологических припусков. The proposed stamp in comparison with the base object, which is both a prototype, allows you to get on the same stamp (with interchangeable collets and guide clamps) high-precision uneven spherical and elliptical parts, significantly increase the utilization of the material by reducing technological allowances.

Claims

1. A stamp for end forming parts from hollow billets, comprising a movable plate carrying a punch with a tip in the form of a collet, and a matrix installed coaxially with it, in which the collet tip is made with through cuts on the side surface facing the working end, characterized in that that it is equipped with a guide clip in the form of a sleeve with slots mounted inside the collet, offset relative to the slots, rigidly connected with the punch and made with a side surface protruding beyond the end of the collet.

2. The stamp according to claim 1, characterized in that the slots are made in steps

where D is the largest diameter of the matrix;
d matrix diameter at the level of the smallest part height;
B is the width of the petal
providing the formation of petals with a width of B 3 5 S, where S is the thickness of the collet tip.