RU2691012C1 - Device for magnetic-pulse punching - Google Patents

Device for magnetic-pulse punching Download PDF

Info

Publication number
RU2691012C1
RU2691012C1 RU2018142979A RU2018142979A RU2691012C1 RU 2691012 C1 RU2691012 C1 RU 2691012C1 RU 2018142979 A RU2018142979 A RU 2018142979A RU 2018142979 A RU2018142979 A RU 2018142979A RU 2691012 C1 RU2691012 C1 RU 2691012C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plates
spring
punching
loaded
fixed
Prior art date
Application number
RU2018142979A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Анатольевич Коротков
Владимир Денисович Кухарь
Сергей Николаевич Ларин
Валерий Иванович Платонов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2018142979A priority Critical patent/RU2691012C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2691012C1 publication Critical patent/RU2691012C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/14Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces applying magnetic forces

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to metal forming by sheet metal materials by means of pulsed magnetic field. Cylindrical inductor together with the cage and support plates is fixed on the posts with possibility of movement and fixation; spring-loaded intermediate plates are installed between the support plates, the lower and upper plates of the device and can move along the posts. Said intermediate plates have step bearings with their end conical surface in constant contact with end face conical surfaces of annular spring-loaded segments, as well as puncheon holders with puncheons. At that, on the upper and lower plates matrixes with guides and pullers are fixed.EFFECT: broader technological capabilities of the device.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением цилиндрических оболочек из листовых материалов с помощью импульсного магнитного поля по схемам «плоская штамповка», «обжим» или «раздача».The invention relates to the processing of metals by pressure of cylindrical shells of sheet materials using a pulsed magnetic field according to the schemes "flat stamping", "crimping" or "distribution".

Известны устройства (Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 4 Листовая штамповка / Под общ. Ред. С.С. Яковлева: ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. - 2-е изд., перераб. И доп. - М: Машиностроение, 2010. 732 с.), которые позволяют деформировать электромагнитным полем металлы с высокой электропроводностью. Типовая конструкция плоского индуктора приведена на рисунке 10, стр. 357. В плоских индукторах, выполненных в виде спирали Архимеда при разряде генератора импульсных токов, возникают электромагнитные поля, а в листовых материалах из электропроводного металла индуцируются вихревые токи, создающие электромагнитные поля в противоположном направлении. В результате образуются отталкивающие электромеханические силы, воздействующие как на индуктор, так и листовой материал.Known devices (Forging and stamping: A Handbook: In 4 tons. T. 4 Sheet stamping / Edited by S. Yakovlev S.: ed. Council: E. Semenov (previous) and others. - 2nd Ed., Rev. And ext. - M: Mashinostroenie, 2010. 732 pp.), which allow the electromagnetic field to deform metals with high electrical conductivity. A typical design of a flat inductor is shown in Figure 10, p. 357. Electromagnetic fields arise in flat inductors made in the shape of an Archimedes spiral when a pulsed current generator is discharged, and eddy currents are induced in electrically conductive sheet materials that generate electromagnetic fields in the opposite direction. As a result, repulsive electromechanical forces are generated that act on both the inductor and the sheet material.

Недостатком известных устройств является возможность их использования только для заготовок из металлов с высокой электропроводностью, кроме того, для каждого типоразмера заготовок требуется изготавливать соответствующей формы и размерам высокопрочные индукторы.A disadvantage of the known devices is the possibility of their use only for blanks of metals with high electrical conductivity, in addition, for each size of the blanks is required to produce the appropriate form and size of high-strength inductors.

Известно устройство для магнитно-импульсной штамповки листовых материалов (патент РФ №2660505, МПК B21D 26/14, опубл. 26.06.2018, Бюл. №18) содержащее цилиндрический индуктор, метаемый элемент, пуансон и матрицу для вырубки, пробивки и формовки, которое снабжено стойками и установленными на них верхней, нижней и промежуточными плитами, при этом индуктор выполнен с обоймой и кольцевыми подпружиненными сегментами, размещен между опорными пластинами и закреплен на верхней плите, матрица для вырубки, пробивки или формовки выполнена с направляющими планками и съемником и размещена на нижней плите, пуансон выполнен подпружиненным с возможностью осевого перемещения и закреплен в промежуточной плите, размещенной над матрицей, причем пуансон содержит фланец, торцевая поверхность которого выполнена конической, с обеспечением постоянного контакта с торцевыми поверхностями упомянутых кольцевых сегментов узла индуктора. Устройство может быть снабжено эластичным элементом, размещенным в съемнике с возможностью контакта с пуансоном.A device for magnetic-pulse stamping of sheet materials (RF patent No. 2660505, IPC B21D 26/14, publ. 06/26/2018, Bull. No. 18) is known, which contains a cylindrical inductor, a missile element, a punch and a die for punching, punching and molding. equipped with racks and mounted on them upper, lower and intermediate plates, while the inductor is made with a clip and ring spring segments, placed between the support plates and mounted on the top plate, the matrix for cutting, punching or molding is made with the guides of the bar and and a stripper and placed on the bottom plate, the punch is made spring-loaded axially movable and fixed in the intermediate plate, placed above the die, wherein the punch comprises a flange end face of which is conical, ensuring permanent contact with the end surfaces of said ring inductor assembly segments. The device can be equipped with an elastic element placed in the puller with the possibility of contact with the punch.

Известное устройство, принятое за прототип, позволяет его использовать по схеме «плоская штамповка» для листовых материалов, а также по схемам «обжим» и «раздача» тонкостенных оболочек не зависимо от электропроводности металла при использовании одного цилиндрического индуктора. Недостатком устройства является возможность за один разряд генератора импульсных токов отштамповать только одну заготовку из листового материала.The known device, taken as a prototype, allows it to be used according to the “flat stamping” scheme for sheet materials, as well as according to the “crimping” and “distribution” schemes of thin-walled shells, regardless of the electrical conductivity of the metal using one cylindrical inductor. The disadvantage of this device is the possibility for one discharge of the generator of pulse currents to stamp only one blank of sheet material.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей устройства для штамповки листовых материалов по схеме «плоская штамповка», а также по схемам «обжим» и «раздача» тонкостенных оболочек, и повышение производительности штамповки.The task of the invention is the expansion of the technological capabilities of the device for stamping sheet materials according to the scheme "flat stamping", as well as schemes "crimping" and "distribution" of thin-walled shells, and improving the performance of stamping.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для магнитно-импульсной штамповки листовых материалов содержащее верхнюю и нижнюю плиты, стойки, цилиндрический индуктор, опорные пластины, обойму, метаемый элемент, кольцевые подпружиненные сегменты с торцевой конической поверхностью, матрицу для штамповки листовых материалов с направляющими планками и съемником, пуансон, установленный в промежуточной плите, пружины, при этом цилиндрический индуктор вместе с обоймой и опорными пластинами закреплен на стойках с возможностью перемещения и фиксацией, между опорными пластинами, нижней и верхней плитами устройства установлены подпружиненные промежуточные плиты с возможностью перемещения вдоль стоек, в промежуточных плитах закреплены подпятники, которые своей торцевой конической поверхностью находятся в постоянном контакте с торцевыми коническими поверхностями кольцевых подпружиненных сегментов, а также установлены пуансонодержатели с пуансонами, а на верхней и нижней плитах закреплены матрицы с направляющими и съемниками.To solve this problem, a device is proposed for magnetic-pulse punching of sheet materials containing upper and lower plates, pillars, a cylindrical inductor, support plates, a clip, a missile element, annular spring-loaded segments with a conical end surface, a matrix for stamping sheet materials with guide bars and a puller , a punch installed in the intermediate plate, springs, while the cylindrical inductor together with the clip and the supporting plates is fixed on the racks with the possibility of displacement and fixation, between the support plates, the lower and upper plates of the device, spring-loaded intermediate plates are installed with the ability to move along the uprights; with punches, and on the top and bottom plates fixed matrix with guides and pullers.

Предлагаемое устройство показано на фигурах. На фиг. 1 приведено устройство для магнитно-импульсной штамповки листовых материалов, осуществляющее операции пробивки нескольких отверстий одновременно в двух заготовках из листовых материалов; на фиг. 2 показано устройство в разрезе АА на виде сверху; на фиг. 3 устройство для обжима и раздачи тонкостенной оболочки.The proposed device is shown in the figures. FIG. 1 shows a device for magnetic-pulse stamping of sheet materials, carrying out operations of punching several holes simultaneously in two blanks of sheet materials; in fig. 2 shows the device in section AA in the top view; in fig. 3 device for crimping and distributing thin-walled shell.

Устройство для магнитно-импульсной штамповки (фиг. 1) содержит нижнюю плиту 1, стойки 2, матрицы для пробивки 3, направляющие планки 4, съемники 5, пуансоны 6, пружины 7, пуансонодержатели 8, промежуточные плиты 9 и 18, опорнын пластины 10 и 17, обойму 11, метаемый элемент 12, цилиндрический индуктор 13, пружину 14, кольцевые сегменты 15, винты 16, верхнюю плиту 19, гайки 20 и подпятники 21.The device for magnetic pulse punching (Fig. 1) contains the bottom plate 1, pillars 2, punching dies 3, guide rails 4, pullers 5, punches 6, springs 7, punch holders 8, intermediate plates 9 and 18, support plates 10 and 17, the holder 11, the missile element 12, the cylindrical inductor 13, the spring 14, the ring segments 15, the screws 16, the upper plate 19, the nuts 20 and the thrust bearings 21.

Устройство для магнитно-импульсной штамповки (фиг. 3) имеет дополнительно матрицедержатель 22 и ползушку 23.The device for magnetic-pulse stamping (Fig. 3) has an additional die holder 22 and a slider 23.

На стойки 2 помещают узел индуктора, состоящий из опорных пластин 10 и 17, обоймы 11, метаемого элемента 12, цилиндрического индуктора 13, кольцевых сегментов 15 с пружинами 14. Закрепляют узел индуктора на стойках винтами 16. Затем с двух сторон на стойки помещают промежуточные плиты 9 и 18, а также пружины 7. В промежуточных плитах закрепляют пуансонодержатели 8 с пуансонами 6. Нижнюю 1 и верхнюю плиты 19 связывают стойками 2 с регулировкой просвета между плитами гайками 20. На нижней 1 и верхней плитах 19 устанавливают матрицы 3, например для пробивки с направляющими планками 4 и съемником 5. В исходном положении под действием пружин 7 промежуточные плиты 9 и 18, перемещаясь по стойкам 2, обеспечивают контакт конусного торца подпятника 21 с конусным рабочим торцом кольцевых сегментов 15. В свою очередь кольцевые сегменты 15 под действием пружин 14 плотно соприкасаются боковой поверхностью с внутренней боковой поверхностью метаемого элемента 12 изготовленного из высоко электропроводного металла, например, меди. Для обеспечения замкнутости контура метаемый элемент 12 выполнен в виде разрезной втулки, концы которой соединены внахлест. В результате этого обеспечивается замкнутость контура наводки вихревых токов. Листовой материал в виде заготовки, полосы или ленты базируется на матрицах 3. Исходное положение деталей устройства показано на фиг. 1, б и фиг. 2, б. Устройство закрепляют на столе магнитно-импульсной установки.An inductor assembly consisting of supporting plates 10 and 17, a clip 11, a missile element 12, a cylindrical inductor 13, ring segments 15 with springs 14 is placed on pillars 2. Fix the inductor assembly on racks by screws 16. Then, intermediate plates are placed on the pillars from two sides 9 and 18, as well as springs 7. Punch holders 8 with punches 6 are fixed in intermediate plates. Bottom 1 and upper plates 19 are tied with racks 2 with adjusting the clearance between the plates with nuts 20. Matrices 3 are installed on the lower 1 and upper plates 19, for example, for punching with nap Inserting the strips 4 and the stripper 5. In the initial position, under the action of the springs 7, the intermediate plates 9 and 18, moving along the uprights 2, ensure the contact of the tapered end of the thrust bearing 21 with the tapered working end of the ring segments 15. In turn, the ring segments 15 under the action of the springs 14 are tight contact the side surface with the inner side surface of the missile element 12 made of highly conductive metal, for example copper. To ensure the closure of the contour, the missile element 12 is made in the form of a split sleeve, the ends of which are overlapped. As a result, the closed loop contour eddy currents. The sheet material in the form of a blank, strip or tape is based on the dies 3. The initial position of the parts of the device is shown in FIG. 1, b and FIG. 2, b. The device is fixed on the table magnetic pulse installation.

Устройство для магнитно-импульсной штамповки листовых материалов жестким инструментом работает следующим образом. Для осуществления вырубки или пробивки одновременно двух деталей осуществляют разряд генератора импульсных токов магнитно-импульсной установки и вокруг цилиндрического индуктора возникает электромагнитное поле, которое индуцирует вихревые токи на поверхности метаемого элемента 12. Происходит упругое отталкивание метаемого элемента 12 от цилиндрического индуктора 13 и осуществляют перемещение в радиальном направлении (см. направление по стрелке) кольцевых сегментов 15 по поверхности опорных пластин 10 и 17 до полного их смыкания (фиг. 2, а). Одновременно благодаря наличию контакта конических торцевых поверхностей кольцевых сегментов 15 и подпятника 21 осуществляют перемещение промежуточных плит 9 и 18, а также пуансонодержателей 8 с пуансонами 6 в осевом направлении по стойкам 2. Пуансоны 6 контактируют с заготовкой из листового материала и осуществляют пробивку (фиг. 1, а). После операции под действием пружин 7 промежуточные плиты 9 и 18 вместе с пуансонами 6 устанавливают в исходное положение, а съемник 5 снимает деталь или полосу с пуансонов 6. На матрицу укладывают новые заготовки из листового материала и операции повторяют.Device for magnetic-pulse stamping of sheet materials with a rigid tool works as follows. To cut or punch two parts at the same time, they discharge the pulsed current generator of the magnetic-pulse installation and an electromagnetic field arises around the cylindrical inductor, which induces eddy currents on the surface of the missile element 12. Elastic repulsion of the missile element 12 from the cylindrical inductor 13 occurs and move in the radial the direction (see the direction along the arrow) of the ring segments 15 along the surface of the support plates 10 and 17 until they are fully closed (Fig. 2, a) . At the same time, due to the contact of the conical end surfaces of the ring segments 15 and the thrust bearing 21, the intermediate plates 9 and 18 and the die holders 8 are moved with the punches 6 in the axial direction along the posts 2. The punches 6 contact the sheet material blank and punch (Fig. 1) , but). After the operation, under the action of the springs 7, the intermediate plates 9 and 18 together with the punches 6 are set to their original position, and the puller 5 removes the part or strip from the punches 6. A new billet of sheet material is laid on the matrix and the operation is repeated.

Устройство (фиг. 3) настроено для выполнения операции обжима (фиг. 3, а) и раздачи (фиг.3, б) тонкостенных цилиндрических оболочек. Устройство повернуто на 90° и установлено на столе магнитно-импульсной установки. Матрицы обжима и раздачи закреплены в матрицедержателях 22 с возможностью перемещения ползушками 23 относительно плит 1 и 19. После установки цилиндрических оболочек в полости матриц 3 ползушками, их перемещают в рабочую зону и проводят формоизменение, затем матрицы 3 ползушками 23 перемещают в сторону, удаляют готовые детали и процесс повторяют.The device (Fig. 3) is configured to perform a crimping operation (Fig. 3, a) and distribution (Fig. 3, b) of thin-walled cylindrical shells. The device is rotated 90 ° and mounted on a magnetic pulse table. The crimping and distributing matrixes are fixed in matrix holders 22 with the ability to move with the sliders 23 relative to the plates 1 and 19. After installing the cylindrical shells in the cavity of the matrix 3 with the sliders, they are moved into the working area and are changed, then the matrixes 3 are moved to the side by means of the 23 sliders 23, the finished parts are removed and the process is repeated.

Технологические возможности предлагаемого устройства расширяются за счет возможности одновременного изготовления нескольких отверстий при пробивке, осуществление других операций в листовых материалах независимо от их электропроводности, а производительность увеличивается благодаря одновременной пробивки отверстий в двух листовых заготовках.The technological capabilities of the proposed device are expanded due to the possibility of simultaneous production of several holes during punching, the implementation of other operations in sheet materials, regardless of their conductivity, and productivity is increased due to simultaneous punching of holes in two sheet blanks.

Claims (1)

Устройство для магнитно-импульсной штамповки листовых материалов, содержащее верхнюю и нижнюю плиты, стойки, цилиндрический индуктор, опорные пластины, обойму, метаемый элемент, кольцевые подпружиненные сегменты с торцевой конической поверхностью, промежуточные плиты, матрицу с направляющими планками и съемником, пуансон, установленный в промежуточной плите, пружины, отличающееся тем, что оно снабжено пуансонодержателями с пуансонами и матрицами для пробивки с направляющими и съемником, при этом цилиндрический индуктор, обойма и опорные пластины закреплены на стойках с возможностью перемещения и фиксации, промежуточные плиты подпружинены и установлены между нижней и верхней плитами с возможностью перемещения вдоль стоек между опорными пластинами, в промежуточных плитах закреплены подпятники, которые своей торцевой конической поверхностью постоянно контактируют с торцевыми коническими поверхностями кольцевых подпружиненных сегментов, при этом пуансонодержатели с пуансонами установлены на промежуточных плитах, а упомянутые матрицы для пробивки закреплены на верхней и нижней плитах. A device for magnetic-pulse stamping of sheet materials, containing upper and lower plates, pillars, a cylindrical inductor, support plates, a yoke, a missile element, annular spring-loaded segments with a conical end surface, intermediate plates, a matrix with guide rails and a puller, a punch installed in intermediate plate, springs, characterized in that it is provided with punch holders with punches and dies for punching with guides and a puller, with a cylindrical inductor, a yoke and supports The plates are mounted on racks for movement and fixation, the intermediate plates are spring-loaded and installed between the bottom and top plates so that they can be moved along the racks between the support plates, and the foot plates are fixed in the intermediate plates, which constantly contact the end conical surfaces of the spring-loaded segments , with the puncheon holders with punches installed on the intermediate plates, and the said matrix for punching is fixed on in rhney and bottom plates.
RU2018142979A 2018-12-05 2018-12-05 Device for magnetic-pulse punching RU2691012C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142979A RU2691012C1 (en) 2018-12-05 2018-12-05 Device for magnetic-pulse punching

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142979A RU2691012C1 (en) 2018-12-05 2018-12-05 Device for magnetic-pulse punching

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691012C1 true RU2691012C1 (en) 2019-06-07

Family

ID=67037883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018142979A RU2691012C1 (en) 2018-12-05 2018-12-05 Device for magnetic-pulse punching

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691012C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764044C1 (en) * 2021-07-02 2022-01-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Device for magnetic impulse forming of extra thin sheet materials with low electrical conductivity

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3429159A (en) * 1967-06-27 1969-02-25 Gulf General Atomic Inc Forming apparatus
SU1476709A1 (en) * 1987-09-14 1994-10-15 Tul Politekhn I Unit for magneto-pulse stamping
RU2660505C2 (en) * 2016-12-26 2018-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Device for magnetic-pulsed forming of sheet materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3429159A (en) * 1967-06-27 1969-02-25 Gulf General Atomic Inc Forming apparatus
SU1476709A1 (en) * 1987-09-14 1994-10-15 Tul Politekhn I Unit for magneto-pulse stamping
RU2660505C2 (en) * 2016-12-26 2018-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Device for magnetic-pulsed forming of sheet materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764044C1 (en) * 2021-07-02 2022-01-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Device for magnetic impulse forming of extra thin sheet materials with low electrical conductivity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2660505C2 (en) Device for magnetic-pulsed forming of sheet materials
CN102327952B (en) Floating matrix trimming piercing die
RU2691012C1 (en) Device for magnetic-pulse punching
CN102632142A (en) Hot stamping die for latches
US9914164B1 (en) Machine press
JP2017019015A (en) Protrusion forming device, protrusion forming method, and formed part
JP2015226931A (en) Processing method for ring product, processing mold, and ring product
RU2692005C1 (en) Device for magnetic-pulse punching
US3580122A (en) Apparatus for making knockouts in electrical boxes formed of plastic material
GB1268857A (en) Method and apparatus for the manufacture of two annular bodies fitting one within the other
RU2691014C1 (en) Device for magnetic-pulse punching
RU2693409C1 (en) Device for magnetic-pulse punching
KR101747585B1 (en) Method for molding cylindrical container with boss
RU2691013C1 (en) Device for magnetic-pulse punching
RU2691018C1 (en) Device for magnetic-pulse punching
JP2006346703A (en) Press working method
US9492861B2 (en) Device and method for producing can bodies, comprising a cutting device
JP4835119B2 (en) Manufacturing method of high precision ring
SU1423245A1 (en) Compound die
CN212397773U (en) Stamping equipment for non-uniform workpieces
JP4609188B2 (en) Method and apparatus for correcting flange warpage of forged workpiece
JP2000167641A (en) Method for forming rough shape stock for bearing and stock for forming the same
RU215915U1 (en) DEVICE FOR MAGNETIC-PULSED FORGING
SU1074626A1 (en) Blanking die
RU2691020C1 (en) Device for magnetic-pulse punching

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201206