Результат интеллектуальной деятельности: ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ СЛОЖНОГО КРУПНОГАБАРИТНОГО ПОЛУФАБРИКАТА ИЗ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано для вытяжки различных деталей из листовых материалов, преимущественная область применения - штамповка крупногабаритных деталей сложной формы, в том числе лицевых деталей кузовов автомобилей.

Известен штамп для вытяжки крупногабаритных облицовочных деталей кузовов автомобилей или им подобных деталей на прессах двойного действия, включающий прижим, торможение фланца листовой заготовки, воздействие на центральную часть заготовки усилием деформирования. Для удаления излишков воздуха в процессе вытяжки из зазоров между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и заготовки, а также для исключения прилипания вытянутого перехода к рабочей поверхности пуансона используются изогнутые трубки, вставленные в отверстия пуансона (Нефедов А.В. Конструирование и изготовление штампов. - М.: Машиностроение, 1973, с.63-64, рис.46).

Недостатком известного штампа для вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы на прессах двойного действия является то, что после окончания процесса формообразования, при обратном ходе внутреннего ползуна пресса с закрепленным на нем вытяжным пуансоном вверх наружный ползун пресса с закрепленным на нем прижимом находится еще в нижней мертвой точке и продолжает осуществлять прижим фланцевой части заготовки. Из-за больших сил сцепления, возникающих в процессе формообразования, нередко происходит прилипание центральной части вытяжного полуфабриката к рабочей поверхности пуансона, что при обратном ходе внутреннего ползуна пресса с вытяжным пуансоном вверх и удерживании фланцевой части заготовки наружным ползуном с прижимом в нижней мертвой точке приводит к искажению формы и ухудшению качества штампуемого полуфабриката. Потеря устойчивости полуфабриката происходит в наименее устойчивых зонах, которыми являются плоские участки большой протяженности, и центральные участки, наиболее удаленные от действия прижима, применение изогнутых трубок для удаления воздуха, вставленных в отверстия пуансона, не всегда помогает за счет больших сил сцепления между пуансоном и вытянутым полуфабрикатом.

Частота возникновения эффекта прилипания и количественные характеристики ухудшения из-за этого геометрии и искажения формы вытянутого перехода зависят от сложности штампуемых деталей, состояния вытяжного штампа, качества листового проката, наличия смазки на заготовке и других факторов, сопутствующих технологическому процессу штамповки. Для несложных и неответственных деталей незначительное ухудшение геометрии и качества поверхности бывает несущественным, однако при вытяжке деталей наружной облицовки автомобиля искажение лицевой поверхности недопустимо и ведет к ухудшению внешнего вида панелей и всего автомобиля в целом, увеличивает время на подготовку производства, а также является решающим фактором при определении количества отштампованных панелей, уходящих в брак по лицевым дефектам.

Известен штамп по патенту RU №2480305 с приоритетом от 04.05.2011 г. для вытяжки сложной крупногабаритной детали на прессе двойного или простого действия с пневмосъемниками в матрице. Для отсоединения вытянутого полуфабриката от прижимной поверхности матрицы в матрице по периметру напротив краевой части полуфабриката располагаются пневмосъемники.

Недостатком известного штампа для вытяжки сложной крупногабаритной детали с пневмосъемниками в матрице является ограниченная область применения, т.е. при вытяжке деталей наружной облицовки, в первую очередь наружных панелей капота и крыши автомобиля нередко возникает прилипание краевой части полуфабриката к прижимной плите, то есть не решена кардинально проблема возникновения складок и изломов, что увеличивает, в целом, количество брака наружной облицовки автомобиля. После окончания процесса формообразования, при обратном ходе внутреннего ползуна пресса с закрепленным на нем вытяжным пуансоном вверх и наружного ползуна пресса с закрепленной на нем прижимной плитой из за больших сил сцепления и работы пневмосъемников в матрице возникает прилипание краевой части полуфабриката к прижимной плите. После такого прилипания и возврата на прежнее место краевая часть полуфабриката и прилегающие к ней участки центральной части полуфабриката искажаются с образованием складок и изломов, что приводит к снижению точности и качества и даже к браку вытянутого полуфабриката, особенно при штамповке лицевых кузовных деталей автомобилей и подобной техники, так как к лицевым деталям предъявляются очень высокие требования по качеству поверхности.

Задачей изобретения является повышение качества и точности размеров полученных вытяжкой крупногабаритных деталей сложной формы, в первую очередь лицевых деталей кузовов автомобилей, за счет разработки новой конструкции штампа.

Технический результат заключается в расширении области применения для получения лицевых деталей кузовов автомобилей, к поверхностям которых предъявляются повышенные требования по точности и качеству лицевой поверхности вытягиваемых деталей, с улучшением их жесткости и несущей способности.

Поставленная задача решается за счет того, что штамп для вытяжки сложного крупногабаритного полуфабриката из листовой заготовки, установленный по первому варианту на прессе двойного действия, по второму варианту - на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате, содержащий пуансон, матрицу, прижимную плиту, пневмосъемники с поршнями и штоками, отличающийся тем, что пневмосъемники с поршнями и штоками располагаются в прижимной плите по периметру напротив краевой части полуфабриката и выполнены с возможностью выдвижения из прижимной плиты для отсоединения краевой части полуфабриката от прижимной плиты в момент начала хода вверх прижимной плиты на прессе двойного действия при первом варианте или перед съемом полуфабриката с прижимной плиты на прессе простого действия при втором варианте.

Сущность изобретения по варианту 1 характеризуется фиг.1. На фиг.1 показано сечение нового штампа для вытяжки полуфабриката на прессе двойного действия в конечный момент вытяжки детали в крайнем нижнем положении наружного и внутреннего ползунов пресса.

Штамп для вытяжки на прессе двойного действия работает следующим образом. Заготовку из листового материала укладывают на прижимную поверхность матрицы 1, как правило, с перетяжными ребрами или порогами 5. При ходе наружного ползуна пресса вниз при помощи закрепленной на нем прижимной плиты 2 осуществляют формовку краевой части заготовки и ее прижим по прижимной поверхности матрицы 1. При ходе внутреннего ползуна пресса вниз закрепленный на этом ползуне пуансон 3 втягивает заготовку в рабочую полость матрицы 1. Чтобы в процессе вытяжки воздух в зазоре между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и заготовки не мешал процессу формоизменения заготовки, этот воздух удаляется через отверстия 6 в пуансоне 3. После окончания процесса вытяжки полуфабриката 4 и выхода пуансона 3 из матрицы 1, в момент начала подъема прижимной плиты 2 и начала отсоединения плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки краевой части полуфабриката 4 от рабочей поверхности прижимной плиты 2 с канавками для перетяжных ребер или порогов включают расположенные в прижимной плите по периметру краевой части полуфабриката пневмосъемники 7, отсоединяющие краевую часть полуфабриката 4 от рабочей поверхности прижимной плиты 2.

Как только между краевой частью полуфабриката и рабочей поверхностью прижимной плиты при помощи сжатого воздуха образовался зазор, уже достаточный для бездефектного съема полуфабриката с прижимной плиты, пневмосъемники 7 возвращают в исходное положение. В итоге наружный ползун пресса вместе с прижимной плитой штампа 2 освобождает краевую часть полуфабриката, который остается в матрице 1. И наконец, полуфабрикат 4 выталкивается из матрицы 1 и снимается со штампа при помощи средств механизации или вручную. Перетяжные ребра или пороги 5 могут располагаться на рабочей поверхности прижимной плиты 2, тогда на прижимной поверхности матрицы будут канавки под эти перетяжные ребра или пороги. Аналогично осуществляют процесс вытяжки на новом штампе следующего полуфабриката в серийном производстве. На последующих операциях штамповки из полуфабриката изготавливают готовую деталь, которая применяется по назначению. Если не принимать мер по надежному съему полуфабриката с прижимной плиты, то после вытяжки при ходе прижимной плиты вверх выворачивание нежесткой и прилипшей к рабочей поверхности прижимной плиты краевой части полуфабриката вслед за ходом прижимной плиты дает складки и изломы на этой краевой части и прилегающих к ней центральных участках поверхности полуфабриката, эти складки и изломы после всех операций штамповки остаются на поверхности готовой детали, что приводит к снижению точности и качества и даже к браку вытянутого полуфабриката. На производстве для устранения выворачивания краевой части полуфабриката вслед за ходом прижимной плиты потребуется останов автоматической линии штамповки, доработка штампа для вытяжки, подбор новой смазки заготовки и других полумер, что приведет дополнительно еще и к большим производственным издержкам и повышению себестоимости изготовления данной детали.

Для варианта 2 схема штампа для вытяжки по варианту 1 (фиг.1) переворачивается, как показано на фиг.2, где неподвижный пуансон 3 закреплен на нижней плите штампа 8. По варианту 2 (фиг.2) штамп для вытяжки на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате работает следующим образом. Заготовку из листового материала укладывают на поднятую перед вытяжкой рабочую поверхность прижимной плиты 2. При ходе ползуна пресса вниз при помощи закрепленной на нем матрицы 1, как правило, с перетяжными ребрами или порогами 5, сначала осуществляют формовку краевой части заготовки и ее прижим между прижимными поверхностями опускающихся матрицы 1 и прижимной плиты 2, которая через толкатели 9 сквозь нижнюю плиту штампа 8 опирается на подушку пресса (не показана). Затем при продолжении хода ползуна пресса вниз закрепленная на этом ползуне матрица 1 охватывает пуансон 3, в результате чего заготовка втягивается пуансоном 3 в рабочую полость матрицы 1. Чтобы в процессе вытяжки воздух в зазоре между рабочими поверхностями пуансона, матрицы и заготовки не мешал процессу формоизменения заготовки, этот воздух удаляется через отверстия 6 в пуансоне 3. После окончания процесса формоизменения заготовки с получением полуфабриката 4 дном вверх начинается движение ползуна с матрицей 1 вверх по отношению к неподвижному пуансону 3. Одновременно вместе с матрицей 1 вверх под действием толкателей 12 и подушки пресса поднимается и прижимная плита 2, которая удерживает полуфабрикат 4 в полости матрицы 1. На определенном ходе ползуна пресса вместе с матрицей 1 вверх прижимная плита 2 прекращает следовать за матрицей 1 вверх под действием подушки пресса и останавливается, а полуфабрикат 4 под действием сил тяжести выпадает из продолжающейся двигаться вверх матрицы 1, и в контакте по краевой части полуфабриката этот полуфабрикат остается на рабочей поверхности прижимной плиты 2. Перед съемом полуфабриката 4 с прижимной плиты 2 включают расположенные в прижимной плите по периметру краевой части полуфабриката пневмосъемники 7, штоки которых выдвигаются из прижимной плиты 2 и отсоединяют плотно прилегающую и сцепленную через слой смазки с рабочей поверхностью прижимной плиты краевую часть полуфабриката 4 от этой рабочей поверхности прижимной плиты 2. Затем полуфабрикат 4 снимается с прижимной плиты 2 при помощи средств механизации или вручную. В определенный момент съема полуфабриката 4 с рабочей поверхности прижимной плиты 2 пневмосъемники 7 возвращают в исходное положение. Перетяжные ребра или пороги 5 могут располагаться на рабочей поверхности прижимной плиты 2, тогда на прижимной поверхности матрицы 1 будут канавки под эти перетяжные ребра или пороги. Аналогично осуществляют процесс вытяжки на новом штампе следующего полуфабриката в серийном производстве. На последующих операциях штамповки из полуфабриката изготавливают готовую деталь, которая применяется по назначению.

Все варианты данного штампа для вытяжки полуфабриката по сравнению с известными штампами, за счет надежного и бездефектного съема полуфабриката с прижимной плиты и с прижимной поверхности матрицы повышают точность и качество вытягиваемого полуфабриката, устраняют складкообразование и изломы на его поверхности, за счет снижения процента брака при вытяжке полуфабриката дают экономию и уменьшают норму расхода листового материала на один полуфабрикат, что, в целом, влияет на снижение трудоемкости и себестоимости изготовления этого полуфабриката.