способ штамповки листовых заготовок

Формула изобретения

Способ штамповки листовых заготовок, включающий формообразование листовой заготовки последовательно участками путем силового воздействия на заготовку наружного и внутреннего пуансонов и матрицы при возвратно-поступательном ходе ползуна пресса, отличающийся тем, что при первом ходе ползуна пресса формируют наружный контур заготовки наружным пуансоном, перед вторым ходом ползуна пресса в работу включают внутренний пуансон, выполненный эластичным из центральной и наружной частей путем поворота на заданный угол поворотного кольца поворотного механизма, контактно связанного с центральной частью пуансона, после чего при втором ходе ползуна пресса осуществляют формирование центральной части заготовки центральной частью пуансона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, к технологии холодной штамповки листовых заготовок, в частности к изготовлению теплообменных пластин, поверхность которых образована "гофрами" в виде многочисленных выступов и впадин.

Известен способ и устройство, осуществляющие штамповку деталей из листовой стали. Устройство включает в себя станину, в которую вмонтирована нижняя опорная подушка с жесткой матрицей, над которой расположена эластичная подушка. См. кн. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л., Машиностроение, 1971, с.257, рис.206.

Известна также технология штамповки листовых заготовок на гидравлическом прессе модели 5252, для штамповки резиной с подачей рабочей жидкости в контейнер с резиновой камерой и удельным давлением формообразования 600 кг/см², усилием 16000 т·с. Пресс представляет из себя кованосварную трубу, в которой смонтированы нижняя опорная подушка с выдвигаемыми столами, над которыми расположен контейнер с резиновой камерой и формующей резиновой подушкой. См. кн. Добринский Н.С. Гидравлический привод прессов, М., Машиностроение, 1975, с.199, рис.102. На плоскости нижней опорной подушки укреплена неподвижная гребенка с гребнями, имеющими прямоугольную форму, в которую входит своими зубьями подвижная гребенка.

Подъемными цилиндрами стол поднимается до упора в контейнер. Одновременно со столом поднимается подвижная гребенка, которая затем сдвигается гидроцилиндром на шаг. Так обеспечивается жесткий упор стола о станину пресса. Рабочая жидкость подается в полость контейнера мультипликаторами.

Недостатками обоих вышеназванных устройств и воплощаемыми с их помощью технологиями формообразования листовых заготовок являются относительно низкое удельное давление формования, применение в качестве формующего элемента подушки и камеры из резины, что исключает возможность работы на высоких давлениях более 1800 кг/см².

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению - прототипом является способ, реализуемый в устройстве, известном из авторского свидетельства SU 900921 A, B 21 D 22/10, опубл. 30.01.1982 г., включающий формообразование листовой заготовки последовательно участками путем силового воздействия на заготовку наружного и внутреннего пуансонов и матрицы при возвратно-поступательном ходе ползуна пресса.

К недостаткам известного способа, осуществляемого гидравлической установкой - прототипа, - можно отнести использование, для создания высокого давления, специального и сложного по конструкции дополнительного оборудования.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности расширение технологических возможностей универсального серийно выпускаемого прессового оборудования и обеспечение формообразования поверхностей на прессах с ограниченными по усилиям возможностями.

Поставленная задача достигается тем, что при первом ходе ползуна пресса формируют наружный контур заготовки наружным пуансоном, перед вторым ходом ползуна пресса в работу включают внутренний пуансон, выполненный эластичным из центральной и наружной частей путем поворота на заданный угол поворотного кольца поворотного механизма, контактно связанного с центральной частью пуансона, после чего при втором ходе ползуна пресса осуществляют формирование центральной части заготовки центральной частью пуансона.

Признаки того, что при первом ходе ползуна пресса формируют наружный контур заготовки наружным пуансоном, перед вторым ходом ползуна пресса в работу включают внутренний пуансон, выполненный эластичным из центральной и наружной частей путем поворота на заданный угол поворотного кольца поворотного механизма, контактно связанного с центральной частью пуансона, после чего при втором ходе ползуна пресса осуществляют формирование центральной части заготовки центральной частью пуансона - являются признаками новыми, неочевидными и неожиданными, обладают изобретательским уровнем и направлены на достижение поставленной изобретением задачи расширения технологических возможностей прессового оборудования за счет последовательного, за несколько ходов ползуна пресса, формообразования листового материала (площади разделенной на части) и наиболее эффективного использования усилия пресса. Предложенный способ промышленно осуществим, что подтверждается формообразованием опытной партии пластин выпускаемого предприятием теплообменника.

На фиг.1 схематично представлено устройство для штамповки деталей из листовых заготовок, позволяющее осуществить предлагаемый способ. На левой стороне фиг.1 показано положение деталей штампа при формообразовании наружного контура листовой заготовки. На правой стороне фиг.1 представлена схема формообразования центральной части листовой заготовки.

На фиг.2, разрез по Б-Б - представлен поворотный механизм с ручным приводом от рычага, находящегося в крайнем левом положении.

На фиг.3 показана формируемая пластина теплообменника, наружный контур которой получен при первом ходе ползуна, а центральная часть - при втором ходе ползуна пресса.

Предлагаемый способ штамповки листовых заготовок осуществляется при помощи устройства для штамповки листовых заготовок, которое состоит из верхней плиты 1 со смонтированными на ней направляющими колоннами 2, держателем 3 с выполненными на нем выступами и впадинами и направляющими 4, пуансоном 5, поворотным кольцом 6 с выполненными на нем впадинами и выступами, промежуточной опорой 7, кольцом 8, контейнером 9 с наружным пуансоном 10 и внутренним эластичным пуансоном 11, контактно связанным при помощи винтов 10 с верхней плитой 1 устройства. Матрица 13 закреплена на нижней плите 14 с направляющими колоннами 15 и направляющими втулками 16. Рычаг 17 жестко связан поворотным кольцом 6 механизма поворота. Между пуансоном 5 по периметру эластичного пуансона 11 установлено уплотнительное кольцо 18.

Предлагаемый способ штамповки листовых заготовок осуществляется следующим образом. В исходном положении контейнер 9 поднят при помощи винтов 10 и находится в крайнем верхнем положении. При этом между матрицей 13 и частями пуансона 10 и 11 образуется зазор, достаточный для установки листовой заготовки 19 и удаления отформованной детали. Рычаг 17 устанавливается в крайнее левое положение см. фиг.2. При первом ходе ползуна пресса и опускании верхней плиты все закрепленные на ней детали штампа начинают двигаться вниз. При этом выступы держателя 3 входят в пазы 20 поворотного кольца 6, обеспечивая тем самым контакт между пуансоном 10 и матрицей 13. Осуществляется формообразование внешнего контура 21 листовой заготовки 19. При этом эластичный пуансон 11 в работе не участвует, о чем свидетельствует наличие зазора 22, см. фиг.1, левая сторона. После подъема верхней плиты 1 производится поворот рычага 17 и соответственно поворот в крайнее правое положение поворотного кольца 6, после чего осуществляется второй ход ползуна пресса. При этом поворотное кольцо 6 поворачивается в положение при котором выступы держателя 3 упираются в выступы 23 поворотного кольца 6. Матрица 13 и пуансон 10 смыкаются при этом между собой без усилия, поскольку внешний контур 21 листовой заготовки 19 подвергся формообразованию при первом ходе ползуна пресса. Участие в формообразовании пластины, при втором ходе ползуна пресса, принимают элементы эластичного пуансона 11, которые формируют внутренний центральный участок 24 листовой заготовки 19, превращая ее в сформированную штамповкой деталь. После подъема всех подвижных частей устройства в крайнее верхнее положение отштампованная деталь извлекается из рабочей зоны и направляется на дальнейшую обработку. На освободившееся место устанавливается новая листовая заготовка.

Конкретный пример осуществления предлагаемого способа. В качестве листовой заготовки 19, подлежащей формообразованию, взяли нержавеющий лист металла 200×484 мм, толщиной 0,5 мм, из которого должна получиться после формообразования пластина теплообменника. При поднятом ползуне и верхней плите 1 пресса листовую заготовку поместили в рабочей зоне пресса между матрицей 13 и пуансонами 5, 10 и 11. Механизмом поворота, путем установки поворотного кольца 6 и рычага 17 в крайнее левое положение, исключили из работы центральную часть пуансона и произвели первый ход ползуна пресса. При этом был сформирован наружный контур 21 пластины 19. Центральная часть эластичного пуансона при этом в работе не участвовала. Перед вторым ходом ползуна пресса рычаг 17 перевели в крайнее правое положение, включая в работу центральную часть пуансона. При этом наружная часть пуансона 10, соприкасаясь с наружным, уже сформированным контуром 21 пластины 19 и матрицей 13, усилий и нагрузок, кроме прижимных, не испытывала. Основную нагрузку по формированию геометрии пластины, при втором ходе ползуна пресса, за счет контакта выступов держателя 3 с выступами поворотного кольца 6, несла центральная эластичная часть пуансона. После подъема плиты 1 ползуна пресса в крайнее верхнее положение сформированная деталь была извлечена из рабочей зоны пресса. Геометрические размеры сформированной детали соответствовали чертежу и техническим условиям.

Использование предлагаемого способа штамповки листовых заготовок позволяет за несколько ходов ползуна пресса, в зависимости от площади формируемой пластины, последовательно отформовать по частям большие поверхности, которые невозможно сформировать за один ход пресса с малыми характеристиками по усилию.

В настоящее время на предприятии предлагаемый способ прошел опытные испытания, на устройство для штамповки листовых заготовок разработаны рабочие чертежи для получения пластин теплообменника, изготовлен опытный образец штампа и испытана предлагаемая в качестве изобретения технология формообразования, показавшая хорошие результаты.

Использование предлагаемого способа штамповки листовых заготовок позволило предприятию выполнять операции формообразования на больших поверхностях, и не потребовалось приобретать дорогостоящее, более мощное прессовое оборудование.

После доработки отдельных элементов конструкции устройства для штамповки листовых заготовок и технологических особенностей предлагаемого способа технология штамповки будет использована в производстве.