RU2297296C1

RU2297296C1 - Blanking die set

Info

Publication number: RU2297296C1
Application number: RU2005139364/02A
Authority: RU
Inventors: лин Виктор Михайлович Л (RU); Виктор Михайлович Лялин; Елизавета Михайловна Баранова (RU); Елизавета Михайловна Баранова
Original assignee: Тульский государственный университет (ТулГУ)
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-04-20

Abstract

FIELD: tools for plastic working of metals, possibly for making thin-wall envelopes.

SUBSTANCE: die set includes upper and lower plates. Punch holders where punches with cutting edges are mounted are arranged in upper plate. Lower plate includes die unit, unit with holes for removing blank and guides for punches. Dies with cutting edges and working window are mounted in die unit. Die set may have several punches and dies but no more than five. Dies, punches with punch holders and punch guides are mounted with possibility of rotation and they are provided with rotary pinions and members for fixing their rotation angle. Rotary pinions are mounted in upper part of punches. Members for fixing rotation angle of punches are arranged in punch holders. Graduations of punch rotation angle, of guides of punches with rotary pinions and dies with rotary pinions are applied onto punch guides.

EFFECT: improved efficiency of die set due to shortening time period of operation for trimming festoons at making thin-wall envelopes.

3 dwg

Description

Штамп относится к инструментам для обработки металлов давлением, в частности к оснастке для листовой штамповки. Штамп применяется в производстве тонкостенных оболочек.The stamp refers to tools for metal forming, in particular to equipment for sheet stamping. The stamp is used in the production of thin-walled shells.

В производстве тонкостенных оболочек известны аналоговые вырубные штампы (Руднев Ю.М. Листовые штампы. М., Машиностроение, 1968 г., Кухтарев В.И. Штампы для холодной листовой штамповки. М., Машгиз, 1960 г., Звароно Б.П. Расчет и конструкция штампов для холодной штамповки. Вырезные и пробивные штампы. М., Машгиз, 1949 г., Скворцов Г.Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. Конструкция и расчеты. М., Машиностроение, 1972 г., Беренфельд В.В. Изготовление штампов. М., Машиностроение, 1984 г.), элементами конструкции которых являются: пуансон с режущей кромкой, закрепленный на верхней плите, матрица с режущей кромкой и рабочим окном, отверстие для удаления вырубленного участка заготовки, расположенные на нижней плите, съемник, закрепленный, как правило, на верхней плите штампа. В зависимости от конструкции могут присутствовать дополнительные каналы для подачи смазки, направляющие пуансонов, добавочные матрицы и пуансоны, а также элементы крепления сборочных единиц штампа.In the production of thin-walled shells, analog die-cutting dies are known (Rudnev Yu.M. Sheet stamps. M., Mechanical engineering, 1968, V. Kukhtarev. Stamps for cold sheet stamping. M., Mashgiz, 1960, B. Zvarono. Calculation and design of dies for cold stamping. Cutting and punching dies. M., Mashgiz, 1949, Skvortsov GD Fundamentals of designing dies for cold sheet stamping. Design and calculations. M., Engineering, 1972, Berenfeld VV Production of dies. M., Engineering, 1984), the structural elements of which are: poins with a cutting edge mounted on the top plate, the matrix having a cutting edge and a work window opening for removing felled preform portion located on the bottom plate, the puller attached, usually at the top of the die plate. Depending on the design, there may be additional channels for the supply of lubricant, guides of the punches, additional dies and punches, as well as fasteners for the assembly units of the stamp.

Недостатки аналоговых вырубных штампов заключаются в следующем: отсутствует возможность ориентации рабочего инструмента относительно ленты с учетом ее анизотропии и происходит вырубка заготовок круглого профиля, вытяжка которых приводит к образованию фестонов и необходимости включения в техпроцесс операции обрезки.The disadvantages of analog die cutting dies are as follows: there is no possibility of orientation of the working tool relative to the tape, taking into account its anisotropy, and blanks of a round profile are cut, the extraction of which leads to the formation of festoons and the need to include cutting operations in the manufacturing process.

Прототипом предложенного штампа является штамп для вырубки (SU 1175593 A1, B21D 28/14, 30. 08. 1985), содержащий верхнюю плиту с пуансонодержателями и закрепленными в них пуансонами с режущей кромкой, нижнюю плиту с блоком матриц, в котором смонтированы матрицы с режущей кромкой и рабочим окном, блок с отверстиями для удаления заготовок и направляющие пуансонов.The prototype of the proposed stamp is a die for punching (SU 1175593 A1, B21D 28/14, 30. 08. 1985), comprising a top plate with punch holders and punches with a cutting edge fixed in them, a bottom plate with a block of dies in which matrices with a cutting are mounted edge and working window, block with holes for removing workpieces and punches guides.

Недостатки этого штампа по сравнению с предложенным изобретением заключаются в том, что отсутствует возможность ориентации рабочего инструмента относительно ленты с учетом ее анизотропии и происходит вырубка заготовок круглого профиля, вытяжка которых приводит к образованию фестонов и необходимости включения в техпроцесс операции обрезки.The disadvantages of this stamp compared with the proposed invention are that there is no possibility of orientation of the working tool relative to the tape, taking into account its anisotropy, and blanks of round profile are cut, the extraction of which leads to the formation of festoons and the need to include cutting operations in the manufacturing process.

Задача изобретения - увеличение производительности путем сокращения операции обрезки фестонов в процессе производства тонкостенных оболочек.The objective of the invention is to increase productivity by reducing the operation of trimming festoons in the production process of thin-walled shells.

Сущность изобретения: штамп для вырубки, содержащий верхнюю плиту с пуансонодержателями и закрепленными в них пуансонами с режущей кромкой, нижнюю плиту с блоком матриц, в котором смонтированы матрицы с режущей кромкой и рабочим окном, блок с отверстиями для удаления заготовки и направляющие пуансонов, причем дополнительно введены до пяти пуансонов, направляющих пуансонов и матриц, которые выполнены с профилем переменного радиуса, при этом матрицы, пуансоны с пуансонодержателями и направляющие пуансонов установлены с возможностью поворота и снабжены поворотными шестернями и фиксаторами угла поворота, поворотные шестерни пуансонов закреплены на верхней части последних, а фиксаторы углов поворота пуансонов расположены на пуансонодержателях, отградуированные шкалы угла поворота пуансонов, направляющих пуансонов с поворотными шестернями и матриц с поворотными шестернями нанесены на направляющие пуансонов.The inventive stamp for cutting, comprising an upper plate with punch holders and punches fixed therein with a cutting edge, a lower plate with a die block, in which dies with a cutting edge and a working window are mounted, a block with holes for removing the workpiece and guides of the punches up to five punches, guiding punches and dies, which are made with a profile of variable radius, are introduced, while matrices, punches with punches and guiding punches are installed with the possibility of rotation the company is equipped with rotary gears and rotational angle clamps, rotary gears of the punches are fixed on the upper part of the latter, and rotational rotational gears of the punches are located on the punches, graded scales of the rotational angle of the punches, guiding punches with rotary gears and dies with rotary gears are applied to the guides of the punches.

На фигуре 1 представлен общий вид предложенного штампа для вырубки. На фигуре 2 представлен вид сверху предложенного штампа для вырубки. На фигуре 3 представлены профиль и расчетные размеры вырубаемой заготовки.The figure 1 presents a General view of the proposed stamp for cutting. The figure 2 presents a top view of the proposed stamp for cutting. The figure 3 presents the profile and the estimated dimensions of the cut blank.

На верхней плите 1 установлены поворотные шестерни пуансонов 2, пуансонодержатели 3 и закрепленные в них пуансоны 4. Крышка 5 предусмотрена для закрывания блока направляющих пуансонов 6. В блоке направляющих пуансонов 6 предусмотрены направляющие пуансонов с поворотными шестернями 7. Ниже блока направляющих пуансонов 6 расположены направляющие ленты 8. В блоке матриц 9 смонтированы матрицы с поворотными шестернями 10. Ниже блока матриц 9 расположен блок с отверстиями для удаления заготовки 11. Блок матриц 9 и блок с отверстиями для удаления заготовки 11 установлены на нижней плите 12.On the top plate 1, rotary gears of punches 2, puncheons 3 and punches fixed in them are installed 4. Cover 5 is provided for closing the block of guide punches 6. In the block of guide punches 6 are provided guide punches with rotary gears 7. Guide tapes are located below the block of guide punches 6 8. In the matrix unit 9, matrices with rotary gears are mounted 10. Below the matrix unit 9 is a block with holes for removing the workpiece 11. The matrix unit 9 and the block with holes for removing the blank The pads 11 are mounted on the bottom plate 12.

Матрицы с поворотными шестернями 10, пуансонодержатели 3 и направляющие пуансонов с поворотными шестернями 7 снабжены фиксаторами углов поворота 13. Направляющие пуансонов с поворотными шестернями 7 снабжены отградуированными шкалами угла поворота 14.Matrices with rotary gears 10, punch holders 3 and punch guides with rotary gears 7 are provided with latches of rotation angles 13. Guides of punches with rotary gears 7 are equipped with graduated scales of rotation angle 14.

Штамп работает следующим образом. Предварительно материал ленты испытывается на растяжение с целью определения коэффициентов анизотропии в различных направлениях относительно прокатки. Отмечаются такие углы относительно прокатки, где имели место максимальный и минимальный коэффициенты анизотропии. Далее, по формулам (1) и (2) рассчитывается, а затем вычерчивается профиль заготовки, показанный на фигуре 3.The stamp works as follows. Previously, the tape material is tested for tension in order to determine the anisotropy coefficients in various directions relative to rolling. Such angles are noted with respect to rolling, where the maximum and minimum anisotropy coefficients have occurred. Next, according to formulas (1) and (2), the workpiece profile shown in figure 3 is calculated and then drawn.

где R_Х - радиус, определяющий положение точки К в направлении образования фестонов;where R _X is the radius determining the position of point K in the direction of the formation of festoons;

R_М - радиус матрицы;R _M is the radius of the matrix;

К - степень вытяжки;K is the degree of drawing;

;

R_K - текущее значение радиуса контура заготовки;R _K is the current value of the radius of the workpiece contour;

R_З - радиус круглой заготовки;R _{C the} radius of the round billet;

θ - угол, образованный радиус-вектором точки контура заготовки и направлением прокатки.θ is the angle formed by the radius vector of the point of the contour of the workpiece and the rolling direction.

В соответствии с полученным профилем заготовки изготавливаются пуансоны 4, направляющие пуансонов с поворотными шестернями 7 и матрицы с поворотными шестернями 10, а также ключ для поворота пуансонов 4, направляющих пуансонов с поворотными шестернями 7 и матриц с поворотными шестернями 10.In accordance with the obtained billet profile, punches 4 are made, guiding punches with rotary gears 7 and dies with rotary gears 10, as well as a key for turning punches 4, guiding punches with rotary gears 7 and dies with rotary gears 10.

Лента заправляется в штамп и фиксируется направляющими ленты 8. Верхняя плита штампа 1 совместно с поворотными шестернями пуансонов 2, пуансонодержателями 3 и закрепленными в них пуансонами 4 опускается вниз до полного контакта пуансонов 4 с лентой. Пуансоны 4 посредством вращения поворотных шестерней пуансонов 2, а также направляющие пуансонов с поворотными шестернями 7 и матрицы с поворотными шестернями 10 при помощи ключа, изготовленного по профилю заготовки и надеваемого поочередно на пуансоны 4, ориентируются относительно ленты. Ориентация происходит таким образом, чтобы в направлении минимального коэффициента анизотропии ленты располагалась часть профильной заготовки большего радиуса (выступ), а в направлении максимального коэффициента анизотропии ленты располагалась часть профильной заготовки меньшего радиуса (впадина). Отградуированные шкалы угла поворота 14, нанесенные на направляющие пуансонов с поворотными шестернями 7, необходимы для выставления угла поворота относительно оси прокатки ленты пуансонов 4, направляющих пуансонов с поворотными шестернями 7 и матриц с поворотными шестернями 10.The tape is inserted into the stamp and fixed by the guides of the tape 8. The upper plate of the stamp 1 together with the rotary gears of the punches 2, the punches 3 and the punches 4 fixed in them, is lowered down until the punches 4 are completely in contact with the tape. The punches 4 by rotation of the rotary gear of the punches 2, as well as the guides of the punches with the rotary gears 7 and the matrix with the rotary gears 10 with the help of a key made according to the profile of the workpiece and worn alternately on the punches 4, are oriented relative to the tape. Orientation takes place in such a way that in the direction of the minimum anisotropy coefficient of the tape there is a part of the profile workpiece of a larger radius (protrusion), and in the direction of the maximum anisotropy coefficient of the tape there is a part of the profile workpiece of a larger radius (depression). Graded scales of rotation angle 14, applied to the guides of the punches with rotary gears 7, are necessary to set the angle of rotation relative to the axis of rolling of the tape of the punches 4, guiding punches with rotary gears 7 and dies with rotary gears 10.

Один градус на отградуированных шкалах угла поворота 14 соответствует одному щелчку при повороте пуансонов 4, направляющих пуансонов с поворотными шестернями 7 и матриц с поворотными шестернями 10. При достижении нужного угла фиксаторы угла поворота 13 стопорят дальнейшее движение пуансонов 4, направляющих пуансонов с поворотными шестернями 7 и матриц с поворотными шестернями 10.One degree on the graded scales of the angle of rotation 14 corresponds to one click when turning the punches 4, guide punches with rotary gears 7 and dies with rotary gears 10. Upon reaching the desired angle, the latches of the angle of rotation 13 stop the further movement of the punches 4, guide punches with rotary gears 7 and gears with rotary gears 10.

За один ход штамп вырубает пять заготовок. При ходе ползуна пресса вниз пуансоны 4, закрепленные в пуансонодержателях 3, проходят сквозь отверстие в крышке 5 и блок направляющих пуансонов 6, скользят по внутренним поверхностям направляющих пуансонов с поворотными шестернями 7. При контакте пуансонов 4 с лентой режущие кромки пуансонов 4 и матриц с поворотными шестернями 10, установленных в блоке матриц 9, производят вырубку заготовок. Вырубленные заготовки попадают в блок с отверстиями для удаления заготовок 11, предусмотренный на нижней плите 12. При ходе ползуна пресса вверх лента смещается на некоторый участок для вырубки следующей партии заготовок.In one move, the stamp cuts down five blanks. When the press slide moves down, the punches 4, fixed in the punches 3, pass through the hole in the cover 5 and the block of guide punches 6, slide on the inner surfaces of the guide punches with rotary gears 7. When the punches 4 come in contact with the tape, the cutting edges of the punches 4 and dies with rotary gears 10 installed in the block of matrices 9, produce felling blanks. The cut blanks fall into the block with holes for removing the blanks 11 provided on the lower plate 12. During the upward slide of the press, the tape is shifted to a certain area for cutting the next batch of blanks.

Экономический эффект от внедрения изобретения заключается в повышении коэффициента использования материала ленты за счет более компактного раскроя ленты и сокращении операции обрезки за счет отсутствия фестонов на вытяжных полуфабрикатах, полученных из заготовок, вырубленных предложенным штампом. Экономический эффект от внедрения изобретения составляет 2-2,5 раза по отношению к существующему технологическому процессу производства тонкостенных оболочек с применением обычных вырубных штампов.The economic effect of the introduction of the invention is to increase the coefficient of use of the material of the tape due to a more compact cutting of the tape and reduce the trimming operation due to the absence of scallops on the exhaust semi-finished products obtained from blanks cut by the proposed stamp. The economic effect of the introduction of the invention is 2-2.5 times in relation to the existing technological process for the production of thin-walled shells using conventional die-cutting dies.

Claims

Stamp for cutting, containing an upper plate with punch holders and punches with a cutting edge fixed to them, a lower plate with a die block, in which dies with a cutting edge and a working window are mounted, a block with holes for removing the workpiece and punches guides, characterized in that it contains up to five punches, guiding punches and dies, which are made with a profile of variable radius, while the matrices, punches with punches and guides of the punches are rotatably mounted and equipped with a pivot with different gears and rotation angle clamps, punch rotary gears are fixed on the upper part of the latter, punches rotation angle clamps are located on the punch holders, and graded scales of the rotation angle of punches, guiding punches with rotary gears and dies with rotary gears are applied to the punches guides.