устройство для глубокой вытяжки деталей

Формула изобретения

Устройство для глубокой вытяжки деталей, содержащее контейнер, рабочую жидкость, пуансон, элемент крепления листовой заготовки, размещенный на контейнере, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит разрядную камеру, сообщающуюся с контейнером, расположенным с возможностью перемещения относительно жестко закрепленных разрядной камеры и пуансона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к технологии изготовления как осесимметричных деталей, так и деталей коробчатой формы методом импульсной, в частности электрогидроимпульсной, штамповки.

Известно типовое устройство для электрогидроимпульсной штамповки деталей из листовой заготовки в рабочую полость матрицы ("Оборудование и технологические процессы с использованием электрогидравлического эффекта". / Под. ред. Г.А.Гулого, М., Машиностроение, 1977 стр. 155-158). Указанное устройство содержит разрядную камеру, матрицу с опорной поверхностью для листовой заготовки, промежуточное кольцо и ограничительное кольцо. Промежуточное кольцо служит переходным элементом между универсальной разрядной камерой и матрицей. Для фиксации заготовки и создания гарантированного зазора служит ограничительное кольцо. В процессе вытяжки листовой заготовки на этом устройстве между заготовкой и матрицей возникает большое трение, влекущее за собой значительное утонение материала в центре заготовки с последующим ее разрушением, что не дает возможности осуществить глубокую вытяжку. При этом происходит быстрый износ инструмента, задиры на поверхности заготовки и матрицы. Кроме того, при оформлении тонкостенных деталей по матрице в процессе электрогидроимпульсной штамповки необходимо создавать вакуум между заготовкой и инструментом, так как тонкостенные заготовки коробятся из-за большой скорости их движения при импульсном нагружении при наличии воздуха между заготовкой и матрицей. Необходимость создания вакуума между штампуемой заготовкой и матрицей приводит к усложнению оснастки, оборудования и, главное, к значительному снижению производительности процесса электрогидроимпульсной штамповки.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство гидромеханической вытяжки (А. С. 1333448, МНК В 21 D 22/24, 26/02 от 06.01.86, опубл. в БИ 32 30.08.87). Устройство содержит корпус со ступенчатой полостью, связанной с системой подачи рабочей жидкости. В большей ступени корпуса установлена матрица и имеет кольцевой паз, сообщенный с системой регулирования противодавления. В большую ступень корпуса входит прижим с уплотнениями соответственно на боковой и рабочей поверхностях. Существенным недостатком указанного устройства является сложность обеспечения высокого гидростатического давления, что влечет усложнение конструкции оснастки, кроме того, здесь присутствует эффект образования гофров на фланце заготовки.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание устройства для получения деталей глубокой импульсной вытяжки из труднодеформируемых материалов без перечисленных выше недостатков.

Использование предлагаемого изобретения позволит получить следующий технический результат:

- повышение качества получаемых деталей за счет исключения задиров и утонения;

- упрощение конструкции оснастки;

- повышение срока службы оснастки;

- повышение производительности процесса электрогидроимпульсной штамповки.

Поставленная задача решается следующим конструктивным дополнением устройства. Устройство для глубокой вытяжки деталей, содержащее контейнер, рабочую жидкость, пуансон, элемент крепления листовой заготовки, размещенный на контейнере, дополнительно содержит разрядную камеру, сообщающуюся с контейнером, расположенным с возможностью перемещения относительно жестко закрепленной разрядной камеры и пуансона.

В предлагаемом устройстве осуществляется набор материала заготовки на пуансон, в результате чего упрощается технологическая оснастка, так как нет необходимости в создании и поддержании в процессе штамповки - вытяжки гидростатического давления. Кратковременность действия гидродинамического давления позволяет не применять уплотнительные прокладки между оснасткой и заготовкой, что облегчает процесс ее вытяжки.

Высокое давление, действующее при электрогидроимпульсной штамповке, обеспечивает плотное прилегание за готовки к пуансону, устраняет ее пружинение, что повышает точность штампуемых деталей. Многоимпульсное воздействие высоких давлений на заготовку позволяет также штамповать различные труднодеформируемые материалы, не поддающиеся вытяжке с применением гидростатического противодавления. Плотное прилегание заготовки к пуансону при гидростатическом ударе обеспечивает набор материала заготовки на пуансон за счет периферийной части заготовки, которая в предлагаемом устройстве перемещается по ходу набора штампуемого материала на пуасон на подвижном контейнере. Перемещение периферийной части заготовки при формообразовании по ходу набора материала заготовки на пуансон на подвижном контейнере снижает давление заготовки на опорные поверхности контейнера и прижима, что уменьшает трение между заготовкой и опорными поверхностями. Уменьшение трения между заготовкой и опорными поверхностями способствует повышению степени формоизменения и качества штампуемого изделия.

Приведены два варианта устройства для глубокой вытяжки деталей. Первый вариант устройства показан на фигуре 2. На жестко закрепленную разрядную камеру 1 надет подвижный контейнер 3, имеющий возможность перемещаться по наружной поверхности камеры вдоль ее продольной оси. Листовая заготовка 4 установлена на опорную поверхность контейнера и закреплена прижимом 5. Листовой заготовкой подвижный контейнер опирается на неподвижный пуансон 6. Полость контейнера и разрядная камера заполнены рабочей жидкостью (например, водой) 2.

Устройство для глубокой вытяжки деталей работает следующим образом. Листовая заготовка 4 устанавливается между опорными поверхностями подвижного контейнера 3 и прижима 5. Установленной листовой заготовкой подвижный контейнер опирается на неподвижный пуансон 6. Исходное положение изображено на фиг. 1 слева от осевой линии. После установки заготовки производится электрогидравлический удар в рабочей жидкости, осуществляется набор материала заготовки 4 на пуансон 6 и перемещается периферийная часть заготовки на подвижном контейнере по ходу набора штампуемого материала на неподвижный пуансон. На фиг. 1 это положение справа от осевой линии. Если одного электрогидравлического удара недостаточно, то производится многократное нагружение листовой заготовки до полного формообразования.

Второй вариант устройства приведен на фиг.2. В полости разрядной камеры 4 установлен подвижный контейнер 5, имеющий возможность перемещаться по внутренней поверхности камеры установлен подвижный контейнер 5, имеющий возможность перемещаться по внутренней поверхности камеры вдоль ее продольной оси. Листовая заготовка 2 установлена на опорную поверхность контейнера и закреплена прижимом 3. Листовой заготовкой подвижный контейнер опирается на неподвижный пуансон 6. Разрядная камера и контейнер заполнены рабочей жидкостью (например, водой) 1. Устройство работает следующим образом. Листовая заготовка 2 устанавливается между опорными поверхностями подвижного контейнера 5 и прижима 3. Установленной листовой заготовкой подвижный контейнер опирается на неподвижный пуансон 6. Исходное положение изображено на фиг.2 слева от осевой линии. После установки заготовки производится электрогидравлический удар в рабочей жидкости 1. Импульс давления, возникший в рабочей жидкости, воздействует на листовую заготовку и подвижный контейнер. Осуществляется набор материала заготовки 2 на пуансон 6 и перемещается периферийная часть заготовки на подвижном контейнере по ходу набора штампуемого материала на неподвижный, пуансон. На фиг.2 это положение справа от осевой линии. Если одного электрогидравлического удара не достаточно, то производится многократное нагружение листовой заготовки до полного формообразования.

Использование предложенного устройства значительно расширит технологические возможности импульсных методов штамповки, а именно увеличит глубину вытяжки, повысит качество штампуемых деталей за счет уменьшения их разнотолщинности и исключения задиров на поверхности, повысит производительность штамповки тонкостенных деталей (отпадет необходимость в создании вакуума между заготовкой и штампуемым инструментом), упростить технологическую оснастку, сократить сроки подготовки производства и увеличит срок службы инструмента.