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

Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано в прессовых производствах различных отраслей народного хозяйства для штамповки крупногабаритных деталей из листовых материалов (металлов и неметаллов), преимущественно для штамповки-вытяжки крупногабаритных кузовных деталей автомобилей, тракторов, сельхозмашин, бытовой и другой техники на листоштамповочных прессах простого, двойного и тройного действий, а также на листоштамповочных многопозиционных автоматах.

Известен традиционный штамп для вытяжки сложной крупногабаритной детали из тонколистовой заготовки на прессе двойного действия, содержащий пуансон, матрицу и прижимную плиту и работающий так: укладка заготовки на штамп, при ходе наружного ползуна пресса - прижим фланца заготовки прижимной плитой штампа к прижимной поверхности матрицы, при ходе внутреннего ползуна пресса - вытяжка центральной части заготовки пунсоном в рабочую полость матрицы вдоль контура в плане с одновременным торможением фланца заготовки при помощи тормозных элементов штампа типа перетяжных ребер и порогов, причем в процессе вытяжки воздух из зазора между рабочими поверхностями пуансона и матрицы и заготовки удаляется через отверстия в пуансоне, чтобы этот воздух не мешал процессу формоизменения заготовки (Нефедов А.П. Конструирование и изготовление штампов. - М.: Машиностроение, 1973, с.64, рис.46).

Недостатком известного штампа для вытяжки является то, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката пуансоном в матрицу, выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката, когда расположенный внутри матрицы выталкиватель начинает подниматься вместе с центральной частью полуфабриката, за счет больших сил сцепления и прилипания смазанной краевой части полуфабриката к прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами или порогами эта нежесткая краевая часть тонколистового полуфабриката застревает на неподвижной прижимной поверхности матрицы, при этом сила сцепления краевого участка полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы сначала превалирует над силой сопротивления этого участка полуфабриката. Затем в процессе подъема выталкивателя площадь контакта краевой части полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы и соответственно сила сцепления краевой части полуфабриката с прижимной поверхностью матрицы уменьшаются, а площадь поверхности поднимаемой краевой части полуфабриката и соответственно сила сопротивления этой части возрастают, в результате чего в определенный момент краевая часть полуфабриката отсоединяется от прижимной поверхностью матрицы. Прекращение застревания и отсоединение краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы сопровождаются характерным звуковым эффектом типа хлопка, поэтому на производстве это явление потери устойчивости краевой части полуфабриката называется "хлопуном краевой части полуфабриката при подъеме выталкивателя" (не путать с "хлопуном" при эксплуатации готового листоштампованного изделия). Застревание краевой части полуфабриката на прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами или порогами является нестабильным процессом, который то проявляется, то нет, и зависит от большого количества неуправляемых нами технологических факторов (состав и толщина слоя смазки, зазор между прижимными поверхностями матрицы с перетяжными ребрами и порогами и прижимной плиты, износ рабочих поверхностей пуансона, матрицы и прижимной плиты и др.). Эти факторы различны для каждой наладки штампа для вытяжки каждой партии полуфабрикатов. После такого застревания 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.

Технической задачей изобретения является повышения качества полуфабриката путем разработки штампа для вытяжки полуфабриката из плоской или пространственной тонколистовой заготовки.

Поставленная задача достигается тем, что после окончания процесса вытяжки полуфабриката, выхода пуансона из матрицы и отхода прижимной плиты от полуфабриката в момент начала хода расположенного в матрице выталкивателя вверх с целью отсоединения плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы с перетяжными ребрами и порогами через отверстия в прижимной поверхности матрицы по периметру краевой части полуфабриката подают сжатый воздух.

По сравнению с традиционным штампом для вытяжки новый штамп для вытяжки полуфабриката за счет исключения потери устойчивости и искажения полуфабриката дает повышение точности и качества поверхности вытянутого полуфабриката, снижение процента брака на операции вытяжки и экономию листового проката.

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

Штамп для вытяжки реализуется на прессе двойного или тройного действия 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, выхода пуансона 3 из матрицы 1 и отхода прижимной плиты 2 от полуфабриката 4 в момент начала хода расположенного в матрице 1 выталкивателя (на фигурах не показан) вверх с целью отсоединения плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки краевой части полуфабриката от прижимной поверхности матрицы 1 с перетяжными ребрами или порогами 5 через трубки 9, отверстия в распределите 8, трубки 7 и отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1 подают сжатый воздух по периметру краевой части (полуфабриката 4), плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки с прижимной поверхностью матрицы 1 и перетяжными ребрами или порогами 5, и сила этого сжатого воздуха помогает расположенному в матрице выталкивателю надежно и бездефектно отсоединить краевую и центральные части полуфабриката 4 от прижимной поверхности матрицы 1, и полуфабрикат 4 остается лежать в строго зафиксированном положении на выталкивателе в его верхнем положении. Как только между полуфабрикатом 4 и прижимной поверхностью матрицы 1 образовался зазор, подачу сжатого воздуха прекращают, а отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1, трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубки 9 соединяют с атмосферой. Далее полуфабрикат 4 снимается с выталкивателя при помощи средств механизации или вручную. Перетяжные ребра или пороги могут располагаться на рабочей поверхности прижимной плиты, 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 поверхности матрицы, то после вытяжки при ходе расположенного в матрице выталкивателя вверх зажим и застревание нежесткой и прилипшей к прижимной поверхности матрицы краевой части полуфабриката 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 застревания краевой части полуфабриката на прижимной поверхности матрицы 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 11. По варианту 2 (фиг.2) на прессе простого действия или многопозиционном прессе-автомате новый штамп для вытяжки 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 12 сквозь нижнюю плиту штампа 11 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. В момент окончания подъема прижимной плиты 2 вместе с полуфабрикатом 4 и начала разъединения краевой части полуфабриката 4 с прижимной поверхностью матрицы 1 через трубки 9, отверстия в распределите 8, трубки 7 и отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1 подают сжатый воздух по периметру краевой части полуфабриката 4, плотно прилегающей и сцепленной через слой смазки с прижимной поверхностью матрицы 1, и силы этого сжатого воздуха совместно с силами тяжести полуфабриката надежно и бездефектно отсоединяют краевую часть полуфабриката 4 от прижимной поверхности матрицы 1, и полуфабрикат 4 остается лежать в строго зафиксированном положении на рабочей поверхности прижимной плиты 2. Как только между полуфабрикатом 4 и прижимной поверхностью матрицы 1 образовался зазор, подачу сжатого воздуха прекращают, а отверстия 10 на прижимной поверхности матрицы 1, трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубки 9 соединяют с атмосферой. Далее полуфабрикат 4 снимается с прижимной плиты 2 при помощи средств механизации или вручную. 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.