RU2174905C1

RU2174905C1 - Universal shearing die

Info

Publication number: RU2174905C1
Application number: RU2000104726A
Authority: RU
Inventors: В.И. Трусковский; Л.А. Барков; В.А. Павлов; Б.А. Чаплыгин; В.Г. Шеркунов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом "Абразивные заводы Урала"
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2001-10-20

Abstract

FIELD: abrasive industry, namely, devices for cutting-out circular workpieces for grinding wheel. SUBSTANCE: die contains mandrel provided with elastic sow block and lower die shoe. Cover plate and inner circular punches with knockouts are mounted on the lower die shoe. The punches are provided with cutting edges, the chamfer of one of which is outward directed and the chamfer of the other one is inward directed. The cover plate encloses the outer circular punch. The circular punches project over the upper surface of the cover plate by the size of the cutting edges. EFFECT: facilitated manufacturing and reduced operation time. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к абразивной промышленности, в частности к устройствам для вырубки кольцевых заготовок для последующего получения из них отрезных, шлифовальных и полировальных кругов на вулканитовой связке. The invention relates to the abrasive industry, in particular to devices for cutting annular blanks for the subsequent receipt of them cutting, grinding and polishing wheels on a volcanic bond.

Известен ножевой штамп, содержащий жесткую подложку, оправку, закрепленные на ней режущие элементы, выполненные в виде встроенных одно в другое колец, а также подпружиненные выталкиватели вырубаемой заготовки и высечки, первый из которых размещен между указанными режущими элементами, а второй - внутри меньшего из них [1]. Known knife stamp containing a rigid substrate, a mandrel, mounted on it cutting elements made in the form of rings built into one another, as well as spring-loaded ejectors of the cut workpiece and die cutting, the first of which is placed between these cutting elements, and the second inside the smaller of them [1].

Данный штамп, несмотря на широкое применение в абразивной промышленности, имеет ряд существенных недостатков. Высокая интенсивность затупления режущих частей штампа в результате их упора в конце реза в жесткую стальную подложку приводит к образованию недопустимых заусенцев, рваных краев. Отсутствие возможности надежного контроля за окончанием процесса резки и необходимых для этого технических средств вызывает необходимость выдержки ножей в крайнем нижнем положении с дополнительным приложением усилия в течение нескольких секунд для гарантированного отделения вырубаемой заготовки от исходной пластины. В результате производительность на данной операции занижается в 6-8 раз, в подложке в месте контакта ее с ножами образуется канавка, которая вызывает искажение формы вырубаемых заготовок и способствует также образованию заусенцев. Кроме этого, штамп достаточно трудоемок в изготовлении, сборке и эксплуатации, требует очень частой поднастройки. Возможность вырубать на одном штампе один типоразмер кольцевой заготовки приводит к необходимости иметь большое штамповое хозяйство. This stamp, despite its widespread use in the abrasive industry, has a number of significant drawbacks. The high intensity of blunting of the cutting parts of the stamp as a result of their abutment at the end of the cut into a rigid steel substrate leads to the formation of unacceptable burrs, torn edges. The lack of reliable control over the end of the cutting process and the necessary technical means necessitates holding the knives in the lowest position with the additional application of force for several seconds to guarantee separation of the cut workpiece from the original plate. As a result, the productivity in this operation is underestimated by 6-8 times, a groove is formed in the substrate at the place of its contact with the knives, which causes distortion in the shape of the cut blanks and also contributes to the formation of burrs. In addition, the stamp is quite laborious in the manufacture, assembly and operation, requires very frequent adjustments. The ability to cut one type of ring blank on one stamp makes it necessary to have a large stamp farm.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является ножевой штамп, содержащий оправку, наружный и внутренний кольцевые пуансоны с режущими кромками, одна из которых имеет скос наружу, а другая - внутрь, эластичную подушку и выталкиватели для удаления отходов и готовых заготовок, размещенные между кольцевыми пуансонами и в полости внутреннего кольцевого пуансона [2]. The closest in technical essence and the achieved effect is a knife stamp containing a mandrel, outer and inner annular punches with cutting edges, one of which has a bevel to the outside, and the other to the inside, an elastic cushion and ejectors for removing waste and finished workpieces placed between the ring punches and in the cavity of the inner annular punch [2].

Данный штамп позволяет уменьшить интенсивность затупления ножей за счет использования эластичной подушки, но не настолько эффективно, поскольку отсутствует фиксированная настройка рабочего хода в зависимости от толщины вырубаемых заготовок, что также будет способствовать искажению формы вырубаемых заготовок. Остается также высокой трудоемкость изготовления, сборки и обслуживания в процессе эксплуатации, длителен рабочий цикл вырубки. Технологические возможности ограничены способностью вырубать только один типоразмер кольцевой заготовки. В то же время ГОСТ, например, на отрезные круги предусматривает на подавляющее большинство их типоразмеров постоянный диаметр посадочного отверстия - 32 мм. Отличными являются наружный диаметр кругов (от 150 до 500 мм) и толщина от 0,5 до 4,0 мм. Технологическими инструкциями предусматривается вырубка одновременно нескольких заготовок из пакета, собранного из предварительно прокатанных пластин. Можно заключить, что для вырубных операций целесообразно использовать универсальные переналаживаемые штампы. This stamp allows you to reduce the intensity of the blunting of the knives through the use of an elastic pad, but not so effective, since there is no fixed adjustment of the working stroke depending on the thickness of the blanks being cut, which will also contribute to distortion of the shape of the blanks being cut. The laboriousness of manufacturing, assembly and servicing during operation also remains high, and the cutting cycle is long. Technological capabilities are limited by the ability to cut down only one size of the ring blank. At the same time, GOST, for example, for cutting wheels provides for the vast majority of their sizes a constant diameter of the bore hole - 32 mm. The outer diameter of the circles (from 150 to 500 mm) and the thickness from 0.5 to 4.0 mm are excellent. Technological instructions provide for the simultaneous cutting of several blanks from a package assembled from pre-rolled plates. It can be concluded that for cutting operations it is advisable to use universal re-adjustable dies.

Решаемые изобретением задачи - упрощение конструкции ножевого штампа, расширение его технологических возможностей, повышение стойкости, сокращение рабочего цикла вырубки. The problems solved by the invention are the simplification of the design of the knife stamp, the expansion of its technological capabilities, increased durability, and a reduction in the cutting cycle.

Поставленная задача достигается тем, что универсальный ножевой штамп, содержащий оправку, наружный и внутренний кольцевые пуансоны с режущими кромками, одна из которых имеет скос наружу, а другая - внутрь, эластичную подушку и выталкиватели для удаления отходов и готовых заготовок, размещенные между кольцевыми пуансонами и в полости внутреннего кольцевого пуансона, содержит накладную пластину, обхватывающую наружный кольцевой пуансон, и нижнюю штамповую плиту, на которой смонтированы накладная пластина и кольцевые пуансоны с выталкивателями, при этом эластичная подушка установлена па оправке, а кольцевые пуансоны выступают относительно верхней плоскости накладной пластины на величину режущих кромок, при этом наружный кольцевой пуансон и накладная пластина выполнены сменными, а в нижней штамповой плите выполнены кольцевые расточки для установки в них наружного кольцевого пуансона, а сам штамп содержит конечный выключатель рабочего хода эластичной подушки, связанный с системой управления штампом. This object is achieved in that a universal knife stamp containing a mandrel, an outer and inner annular punches with cutting edges, one of which has a bevel outward and the other inward, an elastic cushion and ejectors for removing waste and finished workpieces placed between the annular punches and in the cavity of the inner annular punch, contains a patch plate wrapping the outer ring punch, and a lower die plate on which the patch plate and annular punches are mounted by means of an elastic cushion mounted on the mandrel, and the annular punches protrude relative to the upper plane of the patch plate by the size of the cutting edges, while the outer ring punch and the patch plate are interchangeable, and ring bores are made in the lower die plate to install an outer ring punch in them and the stamp itself contains a limit switch for the stroke of the elastic cushion connected with the stamp control system.

То, что универсальный ножевой штамп содержит накладную пластину, охватывающую наружный кольцевой пуансон, и нижнюю штамповую плиту, на которой смонтированы накладная пластина и кольцевые пуансоны с выталкивателями, при этом эластичная подушка установлена на оправке, а кольцевые пуансоны выступают относительно верхней плоскости накладной пластины на величину режущих кромок, что позволяет упростить конструкцию штампа, его наладку и обслуживание, визуально контролировать окончание процесса вырубки в момент контактирования эластичной подушки с накладной плитой, что не представляется возможным при расположении пуансонов на оправке верхней части штампа, и тем самым исключить необходимость выдержки штампа под давлением в конце хода для гарантированного отделения вырубаемой заготовки от исходного прокатанного листа, а следовательно, повысить точность и качество вырубаемых заготовок. То, что наружный кольцевой пуансон и накладная пластина выполнены сменными, а в нижней штамповой плите выполнены кольцевые расточки для установки в них наружного кольцевого пуансона позволяет расширить его технологические возможности и вырубать в одном штампе различные по диаметру и высоте кольцевые заготовки. То, что штамп содержит конечный выключатель рабочего хода эластичной подушки, связанный с системой управления штампом, позволит свести к возможному минимуму интенсивность затупления ножей в результате автоматического переключения силового агрегата на обратный ход сразу после окончания вырубки, т.е. повысить стойкость штампа и способствовать сокращению времени рабочего цикла за счет исключения выдержки пуансонов в конце вырубки. The fact that the universal knife stamp contains a patch plate covering the outer annular punch and a lower stamp plate on which the patch plate and ring punches with ejectors are mounted, the elastic cushion mounted on the mandrel and the ring punches protrude relative to the upper plane of the patch plate by an amount cutting edges, which allows to simplify the design of the stamp, its adjustment and maintenance, visually control the end of the cutting process at the moment of elastic contact odushki with cover plate, which is not possible with the arrangement of punches on the mandrel upper die, and thereby eliminate the need for exposure die under pressure at the end of stroke for guaranteed separation of harvested billet from the starting of the rolled sheet and, therefore, enhance the precision and quality of cutting blanks. The fact that the outer annular punch and the overlay plate are interchangeable, and annular bores are made in the lower die plate for installing the outer annular punch in them allows expanding its technological capabilities and cutting ring blanks of different diameters and heights in one stamp. The fact that the stamp contains a limit switch for the working stroke of the elastic cushion connected with the stamp control system will make it possible to minimize the dullness of the blades as a result of the automatic switching of the power unit to the reverse immediately after cutting, i.e. to increase the resistance of the stamp and to reduce the time of the working cycle by eliminating the exposure of punches at the end of cutting.

На фиг. 1 приведен универсальный ножевой штамп в исходном положении перед вырубкой; на фиг. 2 - в крайнем нижнем положении после вырубки. In FIG. 1 shows a universal knife stamp in its original position before cutting; in FIG. 2 - in the lowest position after cutting.

Универсальный ножевой штамп состоит из оправки 1, на которой смонтирована эластичная подушка 2, нижней штамповой плиты 3, установленной на столе 4 пресса, наружного 5 и внутреннего 6 кольцевых пуансонов с режущими кромками 7 и 8 соответственно, выталкивателя 9 готовой заготовки 10 и выталкивателя 11 внутреннего отхода (высечки) 12, накладной пластины 13, охватывающей наружный пуансон 5. Штамповая плита 3 содержит кольцевые расточки 14 под сменные наружные пуансоны (на фиг. 1, 2 в одной из таких расточек установлен пуансон 5). В полости внутреннего кольцевого пуансона 6 смонтирован конечный выключатель 15 рабочего хода эластичной подушки 2, который связан с системой управления штампом (не показана). A universal knife stamp consists of a mandrel 1, on which an elastic cushion 2 is mounted, a lower die plate 3 mounted on a press table 4, an outer 5 and an inner 6 ring punches with cutting edges 7 and 8, respectively, an ejector 9 of the finished workpiece 10 and an ejector 11 of the inner waste (die cutting) 12, the patch plate 13, covering the outer punch 5. The stamp plate 3 contains annular bores 14 for removable outer punches (in Fig. 1, 2 in one of these bores installed punch 5). In the cavity of the inner annular punch 6, a limit switch 15 of the working stroke of the elastic cushion 2 is mounted, which is connected to a stamp control system (not shown).

Универсальный ножевой штамп работает следующим образом. Universal knife stamp works as follows.

Предварительно прокатанную пластину 16 из абразивной вулканитовой массы укладывают в штамп, включают пресс и оправку 1 с эластичной подушкой 2 перемещают вниз. При воздействии последней на пластину 16 происходит ее внедрение в режущие кромки 7, 8 наружного 5 и внутреннего 6 кольцевых пуансонов, смонтированных в штамповой плите 3, установленной на столе 4 пресса и осуществляется вырубка заготовки 10. В конце рабочего хода, в момент касания наружного отхода (облоя) 17 накладной пластины 13, срабатывает конечный выключатель 15, предварительно настроенный на величину рабочего хода, соответствующего толщине вырубаемой заготовки. При этом от конечного выключателя подается сигнал на включение пресса на обратный ход и оправку 1 с эластичной подушкой 2 начинают перемещать вверх, выталкиватели 9 и 11 извлекают из штампа готовую заготовку 10 и внутренний отход (высечку) 12. Далее цикл повторяется. Pre-rolled plate 16 from the abrasive volcanic mass is placed in a stamp, include a press and the mandrel 1 with an elastic pad 2 is moved down. When the latter acts on the plate 16, it is introduced into the cutting edges 7, 8 of the outer 5 and inner 6 ring punches mounted in the die plate 3 mounted on the press table 4 and blanking is carried out 10. At the end of the stroke, at the moment of touching the outer waste (flashing) 17 of the overhead plate 13, the limit switch 15 is activated, pre-configured for the stroke value corresponding to the thickness of the blank being cut. At the same time, a signal is sent from the limit switch to turn the press on and the mandrel 1 with an elastic cushion 2 starts to move up, the ejectors 9 and 11 extract the finished workpiece 10 and internal waste (die cutting) 12 from the stamp. Next, the cycle repeats.

При смене типоразмера вырубаемой заготовки 10 требуется в соответствующую кольцевую расточку 14 установить необходимого размера наружный пуансон, настроить конечный выключатель на требуемый рабочий ход, соответствующий толщине вырубаемой заготовки и повторить описанные выше операции. When changing the size of the blank to be cut 10, it is required to install the outer punch of the required size 14 to the appropriate ring bore, adjust the limit switch to the required stroke corresponding to the thickness of the blank to be cut and repeat the operations described above.

Опытная конструкция предложенного ножевого штампа предусматривала возможность вырубки на нем кольцевых заготовок для отрезных кругов с наружными диаметрами 150, 200, 250 и 300 мм, внутренним диаметром 32 мм и высотой 3 мм. Размеры заготовок соответствуют существующему ГОСТу. Осадка выталкивателей ограничивалась толщиной вырубаемых заготовок. В качестве эластичной подушки, смонтированной на оправке, использовалась транспортерная лента толщиной 10 мм с размерами, перекрывающими наибольший диаметр вырубаемой заготовки. Толщина кольцевых пуансонов составляла 8 мм, угол заточки 15^o, общая высота наружного кольцевого пуансона, с учетом заделки в кольцевую расточку в штамповой плите, составляла 21,4 мм, режущая кромка наружного кольцевого пуансона, выступающая над плоскостью ограничительной накладки, составляла 6,4 мм (с учетом вырубки одновременно двух заготовок плюс максимальный положительный припуск на толщину исходной пластины). У внутреннего кольцевого пуансона режущая кромка выполнена аналогично режущей кромки наружного пуансона, а высота составляла 31,4 мм. Материал ножей - инструментальная сталь, обеспечивающая твердость после термообработки в пределах 50...52 HRC. Конечный выключатель контактного типа регулируемый и взаимосвязан с системой включения выпускного клапана рабочего цилиндра пневматического вырубного пресса.The experimental design of the proposed knife stamp provided for the possibility of cutting annular blanks on it for cutting wheels with outer diameters of 150, 200, 250 and 300 mm, an inner diameter of 32 mm and a height of 3 mm. The dimensions of the workpieces correspond to the existing GOST. The draft of the pushers was limited by the thickness of the cut blanks. As an elastic cushion mounted on a mandrel, a conveyor belt 10 mm thick with dimensions overlapping the largest diameter of the blank being cut was used. The thickness of the annular punches was 8 mm, the sharpening angle was 15 ^o , the total height of the outer annular punch, taking into account the fit into the annular bore in the stamp plate, was 21.4 mm, the cutting edge of the outer annular punch protruding above the plane of the restrictive lining was 6.4 mm (taking into account the cutting of two blanks at the same time, plus the maximum positive allowance for the thickness of the initial plate). At the inner annular punch, the cutting edge is made similarly to the cutting edge of the outer punch, and the height was 31.4 mm. The material of the knives is tool steel, providing hardness after heat treatment in the range of 50 ... 52 HRC. The contact type limit switch is adjustable and interconnected with the system for turning on the exhaust valve of the working cylinder of the pneumatic cutting press.

Время рабочего цикла вырубки кольцевых заготовок на опытном штампе в среднем было сокращено в семь раз, вместо четырех металлоемких штампов использовался один простой в настройке штамп, отпала необходимость дожима и выдержки под давлением ножевого штампа в конце хода созданы более благоприятные условия для работы ножей. The working cycle time for cutting ring billets on an experimental dies was reduced by an average of seven times, instead of four metal-intensive dies, one easy-to-set dies was used, there was no need to press and hold under the pressure of the knife dies at the end of the stroke, more favorable conditions were created for the knives to work.

Предложенное устройство целесообразно использовать в абразивной промышленности при производстве заготовок для абразивного инструмента на вулканитовой связке. The proposed device is advisable to use in the abrasive industry in the manufacture of blanks for abrasive tools on a volcanic bond.

Источники информации
1. Малов А.Н. Технология холодной штамповки. Государственное изд. оборонной промышленности. - М., 1958, с. 119, рис. 74б.Sources of information
1. Malov A.N. Cold stamping technology. State ed. defense industry. - M., 1958, p. 119, fig. 74b.

2. Ходырев В.А. Применение полиуретана в листоштамповочном производстве. - Пермское книжное изд. - 1973, с. 57, рис. 24а. 2. Khodyrev V.A. The use of polyurethane in stamping production. - Perm book edition. - 1973, p. 57, fig. 24a.

Claims

1. A universal knife stamp containing a mandrel, the outer and inner annular punches with cutting edges, one of which has a bevel outward and the other inward, an elastic pad and ejectors for removing waste and finished workpieces, placed between the annular punches and in the cavity of the inner annular punch characterized in that it comprises a patch plate covering the outer annular punch and a lower die plate on which a patch plate and annular punches with ejectors are mounted, wherein an elastic cushion is mounted on the mandrel, and annular punches protrude relative to the upper plane of the patch plate by the size of the cutting edges.

2. The stamp according to claim 1, characterized in that the outer annular punch and the patch plate are interchangeable, and annular bores are made in the lower die plate for installing the outer annular punch in them.

3. The stamp according to claim 1, characterized in that it contains a limit switch of the stroke of the elastic cushion associated with the stamp control system.