RU2775242C1

RU2775242C1 - Device for cold stamping of spherical mounting washers

Info

Publication number: RU2775242C1
Application number: RU2021126317A
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Яковлев; Виктор Анатольевич Коротков; Константин Олегович Поцелуев; Станислав Борисович Богданов
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2022-06-28

Abstract

FIELD: metal processing.

SUBSTANCE: invention relates to the pressure metal treatment and can be used in the manufacture of spherical mounting washers. The device contains a punch for forming and punching, a punch for cutting, a die for forming and punching and a die for cutting. Punches are installed by means of a punch holder on a movable plate. The matrices are attached to a fixed plate. The punch for punching and forming is made in two stages with a lower stage, the diameter of which is equal to the inner diameter of the washer, and the length is at least two heights of the washer. The open end of the small stage of the specified punch is made conical with an angle of 120-130°. The transition section between the small stage and the second stage of the punch for forming and punching is made according to the configuration and dimensions of the inner surface of the washer. Guide rails with guide U-shaped grooves are provided, mounted on elastic buffers attached to a fixed plate by means of screws, with the possibility of vertical movement relative to the mentioned screws.

EFFECT: possibility to obtain spherical mounting washers with a height 2-2.5 times exceeding the thickness of the source material, and increase the productivity of the process.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к специальному производству шайб и колец, для получения которых применяются операции обработки металлов давлением.The invention relates to the special production of washers and rings, for the production of which metal forming operations are used.

Известно устройство по способу изготовления сферических или конических шайб высотой, в 2…2,5 раза превышающей толщину исходного материала (патент РФ №2422232, МПК⁸ B21D 53/20, опубл. 27.06.2011, Бюл. №18), содержащее матрицу, соосно располагающуюся с пробивным пуансоном имеющем конический торец и совмещенным с ним вырубным пунсоном, при этом по краям матрицы заготовка зафиксирована прижимом.A device is known for the method of manufacturing spherical or conical washers with a height of 2 ... 2.5 times the thickness of the original material (RF patent No. 2422232, IPC ⁸ B21D 53/20, publ. located coaxially with a punching punch having a conical end and a punching punch combined with it, while the workpiece is fixed by a clamp along the edges of the matrix.

Недостатком изобретения является низкая производительность оснастки для реализации данного способа, так как для получения сферической или конической шайбы высотой в 2…2,5 раза превышающей толщину исходного материала используется штучная заготовка, которую необходимо устанавливать в рабочую зону устройства.The disadvantage of the invention is the low productivity of the equipment for implementing this method, since in order to obtain a spherical or conical washer with a height of 2 ...

Так же известна конструкция штампа для вырубки шайб (патент РФ №22898, МПК⁸. B21D 28/14, B21D 37/12, опубл. 10.05.2001), принятая за прототип.Also known is the design of the die for punching washers (RF patent No. 22898, IPC ⁸ . B21D 28/14, B21D 37/12, publ. 05/10/2001), taken as a prototype.

Штамп для вырубки шайб в листовом полосовом материале содержит подвижную и неподвижную плиты связанные между собой направляющими колонками и втулками, в нижней неподвижной плите размещены в шахматном порядке три съемные пробивные матрицы и три съемные вырубные матрицами, а также съемный ловитель, верхняя подвижная плита выполнена несущей с установленными в держателях в шахматном порядке тремя съемными пробивными пуансонами и тремя съемными вырубными пуансонами, при этом каждый вырубной пуансон снабжен центратором, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру вырубаемой шайбы, межштамповое пространство ограничено с боков направляющими линейками, а сверху - съемником. При этом диаметр пробивной матрицы и диаметр пробивного пуансона соответствуют внутреннему диаметру вырубаемой шайбы, а диаметр вырубного пуансона и диаметр вырубной матрицы соответствуют наружному диаметру вырубаемой шайбы, причем их диаметры выбираются в зависимости от типа-размера изготавливаемых шайб. Кроме того, ловитель штампа размещен на нижней неподвижной плите между пробивной и вырубной матрицами, а в вырубном пуансоне центратор вырубного пуансона выполнен с коническим наконечником.A stamp for punching washers in sheet strip material contains a movable and fixed plates interconnected by guide columns and bushings, three removable punching dies and three removable punching dies are staggered in the lower fixed plate, as well as a removable catcher, the upper movable plate is made of a carrier with three removable punching punches and three removable punching punches installed in holders in a checkerboard pattern, each punching punch is equipped with a centralizer, the diameter of which corresponds to the inner diameter of the punched washer, the space between the stamps is limited from the sides by guide rulers, and from above by a puller. In this case, the diameter of the punching die and the diameter of the punching punch correspond to the inner diameter of the punched-out washer, and the diameter of the punching punch and the diameter of the punching matrix correspond to the outer diameter of the punched-out washer, and their diameters are selected depending on the type and size of the washers being produced. In addition, the die catcher is located on the lower fixed plate between the punching and punching dies, and in the punching punch, the punching punch centralizer is made with a conical tip.

Недостатком конструкции данного штампа является возможность изготовления только плоских шайб. Изготовить сферические или конические шайбы высотой, в 2…2,5 раза превышающей толщину исходного материала в таком штампе невозможно.The disadvantage of the design of this stamp is the possibility of manufacturing only flat washers. It is impossible to produce spherical or conical washers with a height 2–2.5 times greater than the thickness of the starting material in such a stamp.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства для получения высоких сферических монтажных шайб, имеющих плоский участок на несферической торцевой поверхности и повышение производительности процесса.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the device for obtaining high spherical mounting washers having a flat area on a non-spherical end surface and to increase the productivity of the process.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для холодной штамповки высоких сферических монтажных шайб содержащее подвижную и неподвижную плиты связанные между собой направляющими колонками и втулками, в нижней неподвижной плите размещены съемные пробивные матрицы и съемные вырубные матрицами, а также съемный ловитель, верхняя подвижная плита выполнена несущей с установленными в держателях съемными пробивными пуансонами и съемными вырубными пуансонами, каждый вырубной пуансон снабжен центратором, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру вырубаемой шайбы, межштамповое пространство ограничено с боков направляющими планками, а сверху - съемником, диаметр пробивной матрицы и диаметр пробивного пуансона соответствуют внутреннему диаметру вырубаемой шайбы, а диаметр вырубного пуансона и диаметр вырубной матрицы соответствуют наружному диаметру вырубаемой шайбы, а их диаметры выбираются в зависимости от типа-размера изготавливаемых шайб, кроме того ловители штампа размещены на нижней неподвижной плите между пробивной и вырубной матрицами, а в вырубном пуансоне центратор вырубного пуансона выполнен с коническим наконечником, при этом пуансон для формовки и пробивки выполнен двухступенчатым, нижняя ступень пуансона для формовки и пробивки выполнена с диаметром пробиваемого отверстия и длиной не менее двух высот получаемой высокой сферической монтажной шайбы, открытый торец малой ступени пуансона для формовки и пробивки выполнен конусным с углом конусности 120…130°, участок перехода между малой ступенью и второй ступенью пуансона для формовки и пробивки выполнен в соответствии с конфигурацией и размерами внутренней поверхности высокой сферической монтажной шайбы, рабочая полость матрицы выполнена по форме и глубине наружной конфигурации и размерам высокой сферической монтажной шайбы, переходящую в рабочий контур и размеры пробиваемого отверстия, в направляющих планках выполнены направляющие П-образные пазы, направляющие планки установлены на упругих буферах с возможностью вертикального перемещения относительно специальных винтов и фиксаторов.To solve this problem, a device is proposed for cold stamping of high spherical mounting washers containing a movable and fixed plates interconnected by guide columns and bushings; removable punching punches and removable punching punches installed in holders, each punching punch is equipped with a centralizer, the diameter of which corresponds to the inner diameter of the punched washer, the space between the stamps is limited from the sides by guide bars, and from above by a puller, the diameter of the punching matrix and the diameter of the punching punch correspond to the inner diameter of the punched washer , and the diameter of the punching punch and the diameter of the punching matrix correspond to the outer diameter of the punched washer, and their diameters are selected depending on the type and size of the manufactured washers, in addition, the die catchers are placed are mounted on the lower fixed plate between the punching and punching dies, and in the punching punch, the punching punch centralizer is made with a conical tip, while the punch for forming and punching is made in two stages, the lower stage of the punch for forming and punching is made with a punched hole diameter and a length of at least two heights of the obtained high spherical mounting washer, the open end of the small step of the punch for forming and punching is made conical with a taper angle of 120 ... mounting washer, the working cavity of the matrix is made according to the shape and depth of the outer configuration and dimensions of the high spherical mounting washer, which passes into the working contour and the dimensions of the hole being punched, guide U-shaped grooves are made in the guide bars, the guide bars are installed on elastic buffers rax with the possibility of vertical movement relative to special screws and clamps.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для холодной штамповки высоких сферических монтажных шайб.In FIG. 1 shows a general view of a device for cold forming high spherical mounting washers.

На фиг. 2 приведен вид сверху на нижнюю часть устройства.In FIG. 2 is a top view of the bottom of the device.

На фиг. 3 показано в разрезе положение направляющей планки устройства в момент осуществления штамповочной операции.In FIG. 3 shows in section the position of the guide bar of the device at the time of the stamping operation.

На фиг. 4 приведена высокая сферическая монтажная шайба, имеющая плоский участок на несферической торцевой поверхности.In FIG. 4 shows a tall spherical mounting washer having a flat area on a non-spherical end face.

Устройство (фиг. 1) содержит неподвижную плиту 1 и подвижную плиту 2, связанные между собой направляющими втулкам 3 и направляющим колонкам 4 заднего расположения. К подвижной плите 2 прикреплен хвостовик 5, который закреплен на ползуне (не показан) пресса. Ступенчатый пуансон 6 для формовки и пробивки и пуансон 7 для вырубки верхними опорными торцами упираются в подкладную плиту 8 и закреплены с помощью пуансонодержателя 9 и винтов 10. Нижняя ступень ступенчатого пуансона 6 для формовки и пробивки выполнена с диаметром, равным внутреннему диаметру высокой сферической монтажной шайбы и длиной не менее чем двум высотам Н высокой сферической монтажной шайбы. Открытый торец нижней ступени пуансона 6 для формовки и пробивки имеет форму конуса с углом конусности 120°…130°. Верхняя ступень пуансона 6 для формовки и пробивки выполнена равной наружному диаметру высокой сферической монтажной шайбы, участок перехода от нижней ступени к верхней соответствует конфигурации внутренней поверхности высокой сферической монтажной шайбы. В устройстве также использована матрица 11 для формовки и пробивки, в которой выполнена полость, соответствующая наружной поверхности высокой сферической монтажной шайбы и рабочее отверстие для пробивки. Матрица 11 для формовки и пробивки и матрица 12 для вырубки прикреплены к неподвижной плите 1 с помощью винтов 10 и штифтов 13. Для осуществления поджатая полосы в зоне обработки, а также для выполнения съема использован подпружиненный пружинами 14 цилиндрический прижим-съемник 15, закрепленный в пуансонодержателе 9 специальными винтами 16. Для направленного и точного движения полосы использованы направляющие планки 17 и 18 с П-образными пазами контактирующие с резиновыми буферами 19, закрепленные на неподвижной плите 1 специальными винтами 20 позволяющими перемещать направляющие планки 17 и 18 в вертикальном направлении при выполнении рабочей операции и аналогично обеспечить опускание и подъем полосы для ее последующего перемещения. Движение направляющих планок 17 и 18 в вертикальном направлении регулируется гайками 21 и контргайкой 22. В конструкции устройства предусмотрены ловитель 23, фиксатор 24, упор временный 25 и кольцо 26 необходимые для регулирования перемещения полосы в направляющих планках 17 и 18.The device (Fig. 1) contains a fixed plate 1 and a movable plate 2 connected to each other by guide bushings 3 and guide columns 4 at the rear. Attached to the movable plate 2 is a shank 5, which is fixed to a slider (not shown) of the press. The stepped punch 6 for forming and punching and the punch 7 for punching out with their upper supporting ends abut against the backing plate 8 and are fixed with the help of a punch holder 9 and screws 10. The lower stage of the stepped punch 6 for forming and punching is made with a diameter equal to the inner diameter of a high spherical mounting washer and a length of at least two heights H of the high spherical mounting washer. The open end of the lower stage of the punch 6 for molding and punching has the shape of a cone with a taper angle of 120°...130°. The upper step of the punch 6 for forming and punching is made equal to the outer diameter of the high spherical mounting washer, the transition area from the lower step to the upper one corresponds to the configuration of the inner surface of the high spherical mounting washer. The device also uses a mold 11 for forming and punching, in which a cavity is made corresponding to the outer surface of a high spherical mounting washer and a working hole for punching. The matrix 11 for forming and punching and the matrix 12 for punching are attached to the fixed plate 1 with the help of screws 10 and pins 13. To carry out the preloaded strip in the processing zone, as well as to perform the removal, a cylindrical clamp-puller 15, spring-loaded by springs 14, is used, fixed in the punch holder 9 special screws 16. For directional and precise movement of the strip, guide bars 17 and 18 with U-shaped grooves are used, which are in contact with rubber buffers 19, fixed on a fixed plate 1 with special screws 20, which allow you to move the guide bars 17 and 18 in the vertical direction when performing a working operation and similarly provide for lowering and raising the strip for its subsequent movement. The movement of the guide bars 17 and 18 in the vertical direction is regulated by nuts 21 and the lock nut 22. The design of the device includes a catcher 23, a retainer 24, a temporary stop 25 and a ring 26 necessary to control the movement of the strip in the guide bars 17 and 18.

Устройство для холодной штамповки высоких сферических монтажных шайб работает следующим образом. Перед началом работы осуществляют настройку устройства, которая заключается в закреплении верхней части устройства в ползуне пресса с использованием хвостовика 5, который крепится к подвижной плите 2, регулировке вертикального перемещения направляющих планок 17 и 18 на требуемую высоту Н. Также устройство содержит неподвижную плиту 1 и подвижную плиту 2, связанные между собой направляющими втулкам 3 и направляющим колонкам 4. Вертикальный ход Н регулируют в зависимости от высоты, получаемой высокой сферической монтажной шайбы и возможности перемещения полосы в процессе штамповки с одной позиции до другой. Регулировку проводят с помощью гайки 21 и контргайки 22 (фиг. 3). С помощью кольца 26 временный упор 25 выдвигают на рабочую позицию, в П образные пазы (фиг. 3) направляющих планок 17 и 18 устанавливают полосу до соприкосновения с временным упором 25. Включают пресс, и верхняя часть устройства начинает движение вниз по направляющим втулкам 3 и колонкам 4. Происходит контакт ступенчатого пуансона 6 для формовки и пробивки, а также кольцевого прижима-съемника 15 с поверхностью полосы. Ступенчатый пуансон 6 для формовки и пробивки и пуансон 7 для вырубки верхними опорными торцами упираются в подкладную плиту 8 и закреплены с помощью пуансонодержателя 9 и винтов 10. В результате этого полоса воздействует на заплечики направляющих планок 17 и 18 и приводит их в движение, сжимая резиновый буфер 19. Вертикальное перемещение направляющих планок 17 и 18 происходит по специальным винтам 20 и ограничивается фиксаторами 24. В конце рабочего хода кольцевой прижим-съемник 15 с помощью пружины 14 прижимает полосу к торцевой поверхности матрицы 11. Осуществляют формовку и пробивку участка полосы, контактирующего с рабочей поверхностью ступенчатого пуансона 6 для формовки и пробивки. Происходит формование высоких сферических монтажных шайб заданной формы (фиг. 4). При обратном ходе пружину 14 разжимают, и полосу снимают с пуансона 6 прижимом-съемником 15. При этом движение прижима-съемника 15 ограничивают специальными винтами 16. Резиновые буфера 19 разжимают и поднимают направляющие планки 17 и 18 в исходное положение по специальным винтам 20 и фиксаторам 24. В результате этого полосу вместе с отформованном участком высотой Н приподнимают над матрицей 11 для формовки и пробивки. Из рабочего положения с помощью кольца 26 выдвигают временный упор 25 и перемещают полосу в П-образных пазах до ловителя 23 и фиксируют положение полосы по пробитому отверстию. Вновь включают пресс и на первой позиции устройства осуществляют вытяжку и пробивку участка полосы. При обратном ходе производят перемещение полосы на вторую рабочую позицию. При этом величину и точность перемещения обеспечивают наличием ловителя 23. При рабочем ходе ползуна пресса на полосу одновременно воздействуют два пуансона: пуансон 6 осуществляет вытяжку и пробивку на первой позиции, а пуансон 7 (фиг. 2) вырубку с удалением готовой высокой сферической монтажной шайбы из устройства. Для повышения точности вырубки в пуансоне 7 установлен центратор (не показан).Device for cold forming high spherical mounting washers works as follows. Before starting work, the device is configured, which consists in fixing the upper part of the device in the press slide using the shank 5, which is attached to the movable plate 2, adjusting the vertical movement of the guide bars 17 and 18 to the required height H. The device also contains a fixed plate 1 and a movable plate 2 interconnected by guide bushings 3 and guide columns 4. The vertical stroke H is adjusted depending on the height obtained by the high spherical mounting washer and the possibility of moving the strip during the stamping process from one position to another. The adjustment is carried out using the nut 21 and locknut 22 (Fig. 3). Using the ring 26, the temporary stop 25 is pushed to the working position, in the U-shaped grooves (Fig. 3) of the guide bars 17 and 18, the strip is installed until it comes into contact with the temporary stop 25. The press is turned on, and the upper part of the device begins to move down along the guide bushes 3 and columns 4. There is a contact of the stepped punch 6 for forming and punching, as well as the annular clamp-puller 15 with the surface of the strip. The stepped punch 6 for forming and punching and the punch 7 for punching with their upper support ends abut against the backing plate 8 and are fixed with the help of a punch holder 9 and screws 10. As a result, the strip acts on the shoulders of the guide bars 17 and 18 and sets them in motion, compressing the rubber buffer 19. The vertical movement of the guide bars 17 and 18 occurs along special screws 20 and is limited by clamps 24. working surface of the stepped punch 6 for molding and punching. There is a molding of high spherical mounting washers of a given shape (Fig. 4). During the reverse stroke, the spring 14 is unclenched, and the strip is removed from the punch 6 by a clamp-puller 15. In this case, the movement of the clamp-puller 15 is limited by special screws 16. The rubber buffers 19 unclench and raise the guide bars 17 and 18 to their original position using special screws 20 and clamps 24. As a result, the strip, together with the molded section of height H, is lifted above the mold 11 for molding and punching. From the working position, with the help of the ring 26, a temporary stop 25 is put forward and the strip is moved in the U-shaped grooves to the catcher 23 and the position of the strip is fixed along the punched hole. The press is turned on again and at the first position of the device, the strip section is drawn and punched. During the reverse course, the strip is moved to the second working position. At the same time, the magnitude and accuracy of movement is ensured by the presence of a catcher 23. During the working stroke of the press slider, two punches simultaneously act on the strip: punch 6 performs drawing and punching in the first position, and punch 7 (Fig. 2) cuts with the removal of the finished high spherical mounting washer from devices. To improve the accuracy of punching, a centralizer (not shown) is installed in the punch 7.

Применение ступенчатого пуансона 6 для формовки и пробивки с конической торцевой поверхностью приводит к тому, что на первой стадии осуществляют формовку материала в рабочую полость матрицы 11 для формовки и пробивки и частичное ее заполнение и только после этого происходит пробивка отверстия и формирование сферической поверхности и кольцевого плоского участка опорной площадки высокой сферической монтажной шайбы (фиг. 4).The use of a stepped punch 6 for molding and punching with a conical end surface leads to the fact that at the first stage the material is molded into the working cavity of the matrix 11 for molding and punching and partially filled, and only after that the hole is punched and the formation of a spherical surface and an annular flat section of the support platform of a high spherical mounting washer (Fig. 4).

Преимуществом устройства является возможность использования полосы или ленты для получения высоких сферических монтажных шайб со сферической поверхностью, имеющих плоский опорный участок благодаря совмещению вытяжки и пробивки на одной позиции устройства и возможности получения высоких сферических монтажных шайб требуемой высоты благодаря наличию направляющих планок с П-образными пазами, имеющих возможность вертикального перемещения в процессе штамповки. Помимо этого, совмещение операции вытяжки и пробивки повышают производительность технологического процесса. Устройство может быть применено при штамповке высоких сферических монтажных шайб с использованием автоматических подач.The advantage of the device is the ability to use a strip or tape to obtain high spherical mounting washers with a spherical surface, having a flat support area due to the combination of drawing and punching at one position of the device and the possibility of obtaining high spherical mounting washers of the required height due to the presence of guide bars with U-shaped grooves, with the possibility of vertical movement during the stamping process. In addition, the combination of drawing and punching operations increases the productivity of the technological process. The device can be used for punching high spherical mounting washers using automatic feeds.

Claims

A device for cold forming of spherical mounting washers, containing a punch for forming and punching, a punch for punching, a matrix for forming and punching and a matrix for punching, characterized in that it is equipped with a movable and fixed plates interconnected by means of guide columns and bushings, a catcher and guide bars, the punch for forming and punching and the punch for punching are installed by means of a punch holder on a movable plate, the die for forming and punching and the punching die are attached to a fixed plate, the punch for punching and forming is made in two stages with a lower step, the diameter of which is equal to the inner diameter spherical mounting washer, and the length is at least two heights of the spherical mounting washer, the open end of the small stage of the punch for forming and punching is made conical with an angle of 120-130°, the transition section between the small stage and the second stage of the punch for forming and punching is made according to the configurationand the dimensions of the inner surface of the spherical mounting washer, and the guide bars are made with guide U-shaped grooves, mounted on elastic buffers fixed on a fixed plate by means of screws, with the possibility of vertical movement relative to the said screws.